CN113400872A

CN113400872A - 一种陆空两用六足机器人

Info

Publication number: CN113400872A
Application number: CN202110773370.9A
Authority: CN
Inventors: 谢英红; 周育竹; 韩晓微; 焦乐乐; 吴浩铭; 涂斌斌
Original assignee: Shenyang University
Current assignee: Shenyang University
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2021-09-17

Abstract

本专利涉及陆空机器人领域，具体涉及一种陆空两用六足机器人。其特征在于将四旋翼无人机与六足机器人相结合，具体包括控制舱，飞行机构，爬行机构。控制舱（1）和飞行机构（2）构成机器人上半部分，爬行机构构成机器人下半部分。无人机上盖板（13），机臂（23）位于无人机上盖板（13）和无人机下盖板（15）之间通过折叠机构A（21）折叠机构B（22）连接，电机桩（24）位于机臂（23）末端内装有旋翼电机（26）；机器人下部分的爬行机构，通过髋关节舵机（31）、膝关节舵机（32）、踝关节舵机（36）实现足结构移动。解决现有机器人陆地越障能力较弱的问题，使机器人适应更复杂的地理环境。可在地势低洼处，洞穴等复杂环境进行侦查勘探任务。

Description

一种陆空两用六足机器人

技术领域

本专利涉及两栖机器人领域，具体涉及一种陆空两用六足机器人。

背景技术

陆空两栖机器人广泛应用于安防，军事等领域。其主要用于在危险环境下执行灾难救援和洞穴勘探等危险动作。因此昆虫是陆空两用六足机器人有着巨大的应用前景。

现有移动式机器人对地面要求较高，遇到些许障碍只能通过飞行的方式跨越障碍，而且机体底盘较低，不能适应地面低洼积水，戈壁滩等环境，因此在移动过程中受地面条件影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型六足两栖机器人，该机器人利用六足结构爬行，能够应对多种复杂地形，拥有可拆卸的旋翼装置，更加适用于多场景转换，爬行效果稳定，可控性强，勘探效果明显。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

所述一种陆空两用六足机器人，如图1所示，腿部支架采用钢铁材质，主要包括控制仓保护罩，GPS，云台相机，无人机上盖板，无人机下盖板，折叠机构A，折叠机构B，机臂，电机桩，旋翼，旋翼电机，髋关节舵机，膝关节舵机，C型舵机连接器，U型舵机连接器A，U型舵机连接器B，踝关节舵机，腿部支架，减震垫，爬行结构连接板；飞行机构主体位于机器人上部，无人机盖板为近似圆的十四边形，上置GPS和保护罩，下方置电子调速机，以控制旋翼转速，前方置云台相机，机臂位于无人机上盖板和无人机下盖板之间通过折叠机构连接，电机桩位于机臂末端内有旋翼电机，其上通过螺丝连接旋翼；机器人整体上部为爬行机构，通过舵机实现足结构移动，舵机通过舵机连接器连接，舵机连接器之间通过螺丝固定，足结构底部由螺丝固定减震垫。

所述一种陆空两用六足机器人，如图2所示，所述飞行机构无人机盖板开有长条形孔洞及螺纹孔可与机臂末端通过折叠机构连接，折叠结构分为A，B两部分，通过螺丝固定，非工作状态时可减小了机身的尺寸，易于运输方便携带；保护罩内包含飞行控制机构、爬行控制机构和电源控制电路；云台相机固定在无人机上盖板，机翼由四个相同结构的机臂、旋翼、旋翼电机和电机桩组成，由控制机构操控螺旋桨高速旋转带动机器人在空中运动。

所述一种陆空两用六足机器人，如图3所示，所述爬行机构包括六只相同结构机械爪，通过六足连接板相连，六足连接板主体为长方形，在四角及长边中点突出，围绕其几何中心开凿圆形镂空图案；髋关节舵机通过螺丝与六足连接板连接，髋关节舵机与膝关节舵机通过U型舵机连接器连接，膝关节舵机与踝关节舵机通过C型舵机连接器连接，腿部支架通过8个小螺丝连接到踝关节舵机，腿部支架底部连接减震垫。

本发明的优点与效果是：

1. 本发明应用场景灵活，稳定性和行动力强，勘探救援效果显著。整体机械结构采用“昆虫”式，既能使其具备在不平整场地爬行的能力，又可以在飞行状态时足变为爪，抓取物品；

2. 本发明中连接板、支架多采用镂空结构，在保证整体架构稳定的条件下，最大程度降低了机器人的重量，由于机翼可拆卸的特点，减小了机身的尺寸，易于运输方便携带，具有结构稳定、强度高的优势，增大了其可运输性；

3. 本发明将控制系统置于机器人内部，其上附有保护罩，能够最大程度上保证控制系统运行，通过拆卸保护罩提高机器人可调试性。

附图说明

图1为机器人正面图；

图2为机器人背面图；

图3为机器人飞行结构图；

图4 为机器人爬行结构图。

附图标记：1.控制舱，2.飞行机构，3.爬行机构。11.保护罩，12.GPS，13.无人机上盖板，14.云台相机，15无人机下盖板，21.折叠机构A，22.折叠机构B，23.机臂，24.电机桩，25.旋翼，26.旋翼电机，31.髋关节舵机，32.膝关节舵机，33.C型舵机连接器，34.U型舵机连接器A，35.U型舵机连接器B，36.踝关节舵机，37.腿部支架，38.减震垫，39.六足连接板。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明陆空一体六足机器人包括控制舱（1），飞行机构（2），爬行机构（3）。

一种陆空两用六足机器人，如图2所示，控制舱（1）和飞行机构（2）构成机器人上半部分，爬行机构构成机器人下半部分，二者通过四根M4*50的铜柱相连接。无人机上盖板（13）为近似圆的十四边形，上方置保护罩（11）和GPS（12），下方置电子调速机，以控制旋翼转速，前方置云台相机（14），机臂（23）位于无人机上盖板（13）和无人机下盖板（15）之间通过折叠机构A（21）折叠机构B（22）连接，机臂（23）可以通过调整螺丝手动向下折叠，电机桩（24）位于机臂（23）末端内装有旋翼电机（26），其上通过螺丝连接旋翼（25）；机器人下部分的爬行机构，通过髋关节舵机（31）、膝关节舵机（32）、踝关节舵机（36）实现足结构移动，舵机通过舵机连接器（33）、（34）、（35）连接，足结构底部由螺丝固定减震垫（38）。

一种陆空两用六足机器人，如图3所示，所述飞行机构无人机盖板开有长条形孔洞及螺纹孔可与机臂（23）末端通过折叠机构A（22）连接，折叠结构A（21）与折叠机构B（22）通过螺丝固定；保护罩（11）内包含飞行控制机构、爬行控制机构和电源控制电路；云台相机（14）固定在无人机上盖板（13），机翼由四个相同结构的机臂（23）、旋翼（25）、旋翼电机（26）和电机桩（24）组成，由控制机构操控螺旋桨高速旋转带动机器人在空中运动。

一种陆空两用六足机器人，如图4所示，所述爬行机构包括六只相同结构机械爪环周均匀分布与左右轴对称分布。六足结构的均匀分布为六条腿各占正六边形的一个定点进行排列，通过六足连接板（39）相连，六足连接板主体为长方形，在四角及长边中点突出，围绕其几何中心开凿圆形镂空图案；髋关节舵机（31）通过螺丝与六足连接板（39）连接，髋关节舵机控制足横向移动，髋关节舵机（31）与膝关节舵机（32）通过U型舵机连接器（34）、（35）连接，膝关节舵机（32）与踝关节舵机（36）通过C型舵机连接器（33）连接，膝关节舵机和踝关节舵机髋关节舵机控制足纵向移动，腿部支架（37）通过8个小螺丝连接到踝关节舵机（36），腿部支架（37）底部连接减震垫（38）。

一种陆空两用六足机器人，如图4所示，爬行机构由骨架结构和腿部结构组成。腿部位置的六足结构的均匀分布为六条腿各占正六边形的一个定点进行排列。爬行机构躯干分为盖板（11）和底板（12）两部分，盖板和底板中间由6个舵机相连。腿部选择三段式结构，具有三个自由转动的0^。到180^。大扭矩舵机，三关节电机分别为髋关节电机（31）、膝关节电机（32）和踝关节电机（36），髋关节电机（31）进行水平方向运动与爬行机体和基节相连，转动带动机器人腿部结构左转或右转完成机器人的转向运动。膝关节电机（32）进行竖直方向运动与基节和腿节相连，转动带动机器人腿部结构抬起或落下完成机器人的伸腿运动。踝关节电机（36）进行竖直方向运动与腿节和胫节相连，转动完成机器人选择腿部落点位置。该装置在陆地时可以爬行，当有旋翼连接时可以转换为爪，抓取物体。

以上描述仅为本申请的较佳实施范例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中涉及的实施范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的但不限于具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种陆空两用六足四旋翼机器人结构，其特征在于将四旋翼无人机与六足机器人相结合，具体包括控制舱（1），飞行机构（2），爬行机构（3）。

2.根据权利要求1所述的控制舱，其特征在于，所述控制舱壳体1内部放置飞行控制器和爬行控制器等硬件电路，无人机上盖板（13）为近似圆的十四边形，上方置保护罩（11）和GPS（12），下方置电子调速机，以控制旋翼转速，前方置云台相机（14）。

3.根据权利要求1所述的飞行机构，其特征在于，所述飞行机构（2）中机臂（23）位于无人机上盖板（13）和无人机下盖板（15）之间通过折叠机构A（21）折叠机构B（22）连接，机臂（23）可以通过调整螺丝手动向下折叠，电机桩（24）位于机臂（23）末端内装有旋翼电机（26），其上通过螺丝连接旋翼（25）。

4.根据权利要求1所述的飞行机构（2）和爬行机构（3）和爬行机构，其特征在于，所述飞行机构（2）中无人机下盖板（15）与六足连接板（39）通过四根M4*50的铜柱相连接相连，六足连接板（33）用于固定舵机。

5.根据权利要求1所述的爬行机构（3），其特征在于，所述爬行机构（3）包括六只相同结构机械爪，通过六足连接板（39）相连，六足连接板主体为长方形，在四角及长边中点突出，围绕其几何中心开凿圆形镂空图案；髋关节舵机（31）通过螺丝与六足连接板（39）连接，髋关节舵机控制足横向移动，髋关节舵机（31）与膝关节舵机（32）通过U型舵机连接器（34）、（35）连接，膝关节舵机（32）与踝关节舵机（36）通过C型舵机连接器（33）连接，膝关节舵机和踝关节舵机髋关节舵机控制足纵向移动，腿部支架（37）通过8个小螺丝连接到踝关节舵机（36），腿部支架（37）底部连接减震垫（38）。

6.根据权利要求5所述的爬行机构3通过髋关节舵机（31）转动带动机器人腿部结构左转或右转完成机器人的转向运动；通过膝关节舵机（32）转动带动机器人腿部结构抬起或落下完成机器人的伸腿运动；通过踝关节舵机（36）转动完成机器人选择腿部落点位置；髋关节舵机（31）、膝关节舵机（32）和踝关节舵机（36）的协同工作可使机器人进行任意方向的运动。