CN114771181A - 一种双模态运动装置以及陆飞两用设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于运动装置领域，提供了一种双模态运动装置以及陆飞两用设备。该装置包括：固定座，中部设有镂空区；行走轮，可转动地设于固定座并且位于镂空区内，行走轮的转动轴水平设置并与其中心轴垂直设置；螺旋桨，设于行走轮上并与行走轮的中心轴同轴设置；第一驱动件，用于驱动螺旋桨转动；驱动机构，包括驱动行走轮绕其中心轴转动的传动部以及设于转动轴并与传动部连接的第一联动件；离合组件，包括活动设置并可与第一联动件配合或者分离的第二联动件以及控制第二联动件运动的控制部，第二联动件可带动转动轴转动。本发明能够将两种不同模态的运动结构整合一起，能够简化结构，减少空间占用，以实现产品小型化。

Description

一种双模态运动装置以及陆飞两用设备

技术领域

本发明属于运动装置领域，尤其涉及一种双模态运动装置以及陆飞两用设备。

背景技术

现有陆飞两用设备的运动装置通常是单独实现其功能，例如，无人机的飞行装置和行走装置均为分开设置，在飞行时，则利用螺旋桨起飞，在陆地降落时，则关闭螺旋桨而开启行走轮。此种设计结构，不同类型的运动装置是各自单独工作，没有整体结合到一起，使得整体设备结构复杂，体积大。

发明内容

本发明提供的双模态运动装置，旨在解决现有技术中的陆飞两用设备的结构复杂、体积大的问题。

本发明是这样实现的，一种双模态运动装置，包括：

固定座，中部设有镂空区；

行走轮，可转动地设于固定座并且位于镂空区内，所述行走轮的转动轴水平设置并与其中心轴垂直设置；

螺旋桨，设于所述行走轮上并与所述行走轮的中心轴同轴设置；

第一驱动件，用于驱动所述螺旋桨转动；

驱动机构，包括驱动所述行走轮绕其中心轴转动的传动部以及设于所述转动轴并与所述传动部连接的第一联动件；

离合组件，设于所述固定座，包括活动设置并可与所述第一联动件配合或者分离的第二联动件以及控制所述第二联动件运动的控制部，所述第二联动件可带动所述转动轴转动，当第二联动件与第一联动件配合时，所述驱动机构同时驱动所述第一联动件带动第二联动件绕所述转动轴的轴线转动。

进一步地，所述传动部包括：

传动齿，设于行走轮沿其轴线方向的一侧圆周上；

第一传动件，可相对所述转动轴转动地套设于所述转动轴上并与所述传动齿啮合传动，所述第一联动件与所述第一传动件连接固定；

第二驱动件，设于所述固定座并驱动所述第一传动件转动。

进一步地，所述第一联动件可相对所述转动轴转动地套设于所述转动轴上并且与所述第一传动件连接，所述第一联动件的圆周上设有齿，所述第一驱动件的驱动端设有所述第一联动件啮合的第二传动件，当所述第二联动件与所述第一联动件配合时，所述第一联动件带动所述第一联动件绕所述转动轴转动。

进一步地，所述第二联动件可沿所述转动轴移动地套设于所述转动轴上并且位于所述第一联动件的背离所述第一传动件的一侧，所述控制部可驱动所述第二联动件向所述第一联动件移动与所述第一联动件配合或者远离所述第一联动件与所述第一联动件分离。

进一步地，所述控制部包括：

复位件，设于所述第一联动件和所述第二联动件之间，用于对所述第二联动件提供远离所述第一联动件的预紧力；

第三驱动件，设于所述固定座并驱动所述第二联动件向所述第一联动件移动以与所述第一联动件配合。

进一步地，所述第二联动件具有可被磁吸能力，所述第三驱动件为电磁铁，所述第三驱动件的电磁端位于所述第一联动件与所述第二联动件配合位置的一侧。

进一步地，所述第二联动件背离所述第一联动件的一侧设有定位销，所述固定座上设有可与所述定位销配合的第一定位孔和第二定位孔，当所述行走轮的中心轴垂直设置时，所述定位销与所述第一定位孔或者所述第二定位孔配合，当所述行走轮的中心轴水平设置时，所述定位销与所述第二定位孔或者所述第一定位孔配合。

进一步地，所述双模态运动装置还包括固定架，所述固定架置于所述镂空区内，所述固定架包括同轴设置的第一支座以及第二支座，所述行走轮可转动地套设于所述第一支座外，所述螺旋桨设于所述行走轮的背离所述第二支座的一侧，所述第一驱动件设于所述第二支座内并驱动所述螺旋桨转动，所述转动轴可转动地固设于所述固定座并穿设所述镂空区，所述第二支座与所述转动轴连接固定。

进一步地，所述固定座上设有容纳槽，所述容纳槽的朝向所述镂空区的一侧槽壁开设有供所述转动轴穿设的通孔，所述第一联动件、第二联动件、第二驱动件、控制部均设于所述容纳槽内，所述通孔内设有第一轴承，所述第一轴承轴承套设于所述转动轴上。

本发明还一种陆飞两用设备，包括

机体；以及

前述的双模态运动装置，所述双模态运动装置至少两件，至少两件所述双模态运动装置中的两件所述双模态运动装置设于所述机体的后方，所述固定座一体成型于所述机体上。

本发明所达到的有益效果，通过将行走轮和螺旋桨结合一体设置在固定座的镂空区内，并采用第一驱动件单独驱动螺旋桨，而采用驱动机构的传动部驱动行走轮转动，再通过第一联动件和离合机构中的第二联动件配合，控制部控制第二联动件的运动，使得驱动行走轮绕转动轴转动以实现行走轮和螺旋桨的运动切换，控制第二联动件与第一联动件配合以在行走轮转动的过程中同时由驱动机构驱动转动轴转动，而在转动轴带动行走轮转动后，控制部控制第二联动件和第一联动件分离，以避免传动部在驱动行走轮转动时继续使第一联动件通过第二联动件带动转动轴转动。

附图说明

图1是本发明提供的双模态运动装置在飞行模式的结构示意图；

图2是本发明提供的双模态运动装置在行走模式的结构示意图；

图3是本发明提供的双模态运动装置在飞行模式的部分分解示意图；

图4是本发明提供的双模态运动装置在行走模式的截面图；

图5是本发明提供的双模态运动装置的固定座结构示意图；

图6是本发明提供的双模态运动装置的第二联动件的结构示意图；

图7是本发明提供的双模态运动装置的固定架的结构示意图；

图8是本发明提供的陆飞两用设备在飞行模式的结构示意图；

图9是本发明提供的陆飞两用设备在行走模式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

参见图1-4，本发明实施例提供了一种双模态运动装置，包括固定座1、行走轮2、螺旋桨3、第一驱动件4、驱动机构以及离合组件。其中，固定座1的中部设有镂空区11，以使行走轮2在行走模式时能接触地面，螺旋桨3在飞行模式时，能上下产生气流，行走轮2可转动地设于固定座1并且位于镂空区11内，行走轮2的转动轴21水平设置并且与其中心轴22垂直设置，以使行走轮2绕转动轴21转动时，行走轮2的中心轴22能在水平和垂直上切换，当行走轮2的中心轴22水平设置时，则行走轮2处于行走模式，螺旋桨3设于行走轮2上并与行走轮2的中心轴22同轴设置，以使得在行走轮2绕转动轴21转动时，能够实现螺旋桨3和行走轮2在结构上的切换，第一驱动件4用于驱动螺旋桨3转动，驱动机构包括驱动行走轮2绕其中心轴22转动的传动部51以及设于转动轴21并与传动部51连接的第一联动件52，离合组件设于固定座1，包括活动设置并可与第一联动件52配合或者分离的第二联动件61以及控制第二联动件61运动的控制部62，第二联动件61可带动转动轴21转动，当第二联动件61与第一联动件52配合时，驱动机构同时驱动第一联动件52带动第二联动件61绕转动轴21的轴线转动。

通过将行走轮2和螺旋桨3结合一体设置在固定座1的镂空区11内，并采用第一驱动件4单独驱动螺旋桨3，而采用驱动机构的传动部51驱动行走轮2转动，再通过第一联动件52和离合机构中的第二联动件61配合，控制部62控制第二联动件61的运动，使得驱动行走轮2绕转动轴21转动以实现行走轮2和螺旋桨3的运动切换，控制第二联动件61与第一联动件52配合以在行走轮2转动的过程中同时由驱动机构驱动转动轴21转动，而在转动轴21带动行走轮2转动后，控制部62可以控制第二联动件61和第一联动件52分离，以避免传动部51在驱动行走轮2转动时继续使第一联动件52通过第二联动件61带动转动轴21转动。

本发明实施例提供的双模态运动装置，能够将两种不同模态的运动结构整合一起，能够简化结构，减少空间占用，以实现产品小型化。

实施例二

参见图2-3，在实施例一的基础上，进一步地，传动部51包括传动齿511、第一传动件512以及第二驱动件513。其中，传动齿511设于行走轮2沿其轴线方向的一侧圆周上，第一传动件512可相对转动轴21转动地套设于转动轴21上并与传动齿511啮合传动，第一联动件52与第一传动件512连接固定，第二驱动件513设于固定座1并驱动第一传动件512转动。

如此，传动齿511圆周布设于行走轮2的一侧，第一传动件512与传动齿511啮合，在第一传动件512驱动第一传动件512转动时，能够带动行走轮2转动，同时与第一传动件512连接固定的第一联动件52也能随第一传动件512转动，当带动转动轴21转动的第二联动件61与第一联动件52配合时，则第二驱动件513能同时带动行走轮2绕其中心轴22转动以及绕其转动轴21转动。本设计方案通过一个动力件能够同时驱动行走轮2在两个方向上的转动，结构设计巧妙，能节省一套动力成本。

进一步地，第一联动件52可相对转动轴21转动地套设于转动轴21上并且与第一传动件512连接，第一联动件52的圆周上设有齿，第一驱动件4的驱动端设有第一联动件52啮合的第二传动件5131，当第二联动件61与第一联动件52配合时，第一联动件52带动第一联动件52绕转动轴21转动，如此通过第一驱动件4上的第二传动件5131与第二联动件61上的齿啮合以直接驱动第二联动件61转动而带动第一传动件512转动，可以合理设计结构布局，合理优化结构。

实施例三

参见图3-4，在实施例二的基础上，进一步地，第二联动件61可沿转动轴21移动地套设于转动轴21上并且位于第一联动件52的背离第一传动件512的一侧，控制部62可驱动第二联动件61向第一联动件52移动与第一联动件52配合或者远离第一联动件52与第一移动件分离。

如此，通过控制部62控制第二联动件61的移动，即可实现第二联动件61与第一联动件52的配合和分离，从而实现转动轴21与传动部51的联动或者分离。

在本实施例中，第二联动件61套设与转动轴21上并且可通过在两者的接触面上设置平面配合，以避免第二联动轴在转动轴21上绕转动轴21转动。

实施例四

参见图4，在实施例三的基础上，进一步地，控制部62包括复位件621以及第三驱动件622。其中，复位件621设于第一联动件52和第二联动件61之间，用于对第二联动件61提供远离第一联动件52的预紧力，第三驱动件622设于固定座1并驱动第二联动件61向第一联动件52移动以与第一联动件52配合。

如此，在复位件621的作用下，第二联动件61与第一联动件52处于分离状态，此时驱动机构的传动部51只驱动行走轮2转动，当需要行走轮2绕转动轴21转动时，控制部62驱动第二联动件61向第一联动件52移动与第一联动件52配合，第一联动件52通过第二联动件61带动转动轴21转动，此时复位件621被挤压，而在控制部62撤销对第二联动件61的控制时，复位件621的回复力使得第二联动件61与第一联动件52分离而回复原位，如此撤销对转动轴21的转动控制。

进一步地，第二联动件61具有可被磁吸能力，第三驱动件622为电磁铁，第三驱动件622的电磁端位于第一联动件52与第二联动件61配合位置的一侧。如此，电磁铁在通电时，电磁铁的电磁端在第一联动件52的位置出产生磁力而将第二联动件61吸附移动至与第一联动件52配合，从而实现对第二联动件61的移动控制。而第三驱动件622采用电磁铁，相比其他动力装置，结构简单，无需安装结构，而且所需电能极小，小型设备的电压均可满足，不仅能够适应大型设备，还能适应小型设备，适用范围广泛。

实施例五

参见图5-6，在实施例三或实施例四的基础上，进一步地，第二联动件61背离第一联动件52的一侧设有定位销612，固定座1上设有可与定位销612配合的第一定位孔12和第二定位孔13，当行走轮2的中心轴22垂直设置时，定位销612与第一定位孔12或者第二定位孔13配合，当行走轮2的中心轴22水平设置时，定位销612与第二定位孔13或者第一定位孔12配合。

如此，设置定位销612可分别与第一定位孔12、第二定位孔13配合，使得行走轮2的中心轴22从水平姿态转动至垂直姿态后或者从垂直姿态转动至水平姿态后提高转动轴21在其周向的稳定性，避免行走轮2产生摆动现象。

实施例六

参见图1-3、7，在实施例一至实施例五任一实施例的基础上，进一步地，双模态运动装置还包括固定架7，固定架7置于镂空区11内，固定架7包括同轴设置的第一支座71以及第二支座72，行走轮2套可转动地套设于第一支座71外，螺旋桨3设于行走轮2的背离第二支座72的一侧，第一驱动件4设于第二支座72内并驱动螺旋桨3转动，转动轴21可转动地固设于固定座1并穿设镂空区11，第二支座72与转动轴21连接固定。

如此，行走轮2、螺旋桨3、第一驱动件4均设置与固定架7上，固定架7的第二支座72与转动轴21连接固定，在转动轴21转动时，可带动固定架7以及设置于固定架7上的行走轮2、螺旋桨3、第一驱动件4一起转动。

实施例七

参见图4，在实施例二至实施例六任一实施例的基础上，进一步地，固定座1上设有容纳槽14，容纳槽14的朝向镂空区11的一侧槽壁开设有供转动轴21穿设的通孔15，第一联动件52、第二联动件61、第二驱动件513、控制部62均设于容纳槽14内，通孔15内设有第一轴承8，第一轴承8轴承套设于转动轴21上

具体的，行走轮2和第一支座71之间设置有第二轴承9，以使得行走轮2可相对所述第一支座71转动。

实施例八

参见图8-9，本发明实施例还提供了一种陆飞两用设备，包括机体以及前述的双模态运动装置10。其中，双模态运动装置10至少两件，至少两件双模态运动装置10中的两件双模态运动装置10设于机体的后方，固定座1一体成型于机体上。陆飞两用设备还包括设于机体前端的万向轮(图中未示出)以及飞行装置20(例如螺旋浆)或者设于机体前端的两件双模态运动装置10，以使设备能实现换向功能以及多种飞行或者行走姿态。

本发明实施例提供的陆飞两用设备，能够将两种不同模态的运动结构整合一起，能够简化结构，减少空间占用，以实现产品小型化。

在本实施例中，陆飞两用设备可以是飞行扫地机。

需要说明的是，设于机体后端的两件双模态运动装置10的在切换飞行模式和行走模式中切换时，行走轮2的转动方向相反，以保证机体的平衡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双模态运动装置，其特征在于，包括：

固定座，中部设有镂空区；

行走轮，可转动地设于固定座并且位于镂空区内，所述行走轮的转动轴水平设置并与其中心轴垂直设置；

螺旋桨，设于所述行走轮上并与所述行走轮的中心轴同轴设置；

第一驱动件，用于驱动所述螺旋桨转动；

驱动机构，包括驱动所述行走轮绕其中心轴转动的传动部以及设于所述转动轴并与所述传动部连接的第一联动件；

离合组件，设于所述固定座，包括活动设置并可与所述第一联动件配合或者分离的第二联动件以及控制所述第二联动件运动的控制部，所述第二联动件可带动所述转动轴转动，当第二联动件与第一联动件配合时，所述驱动机构同时驱动所述第一联动件带动第二联动件绕所述转动轴的轴线转动。

2.如权利要求1所述的双模态运动装置，其特征在于，所述传动部包括：

传动齿，设于行走轮沿其轴线方向的一侧圆周上；

第一传动件，可相对所述转动轴转动地套设于所述转动轴上并与所述传动齿啮合传动，所述第一联动件与所述第一传动件连接固定；

第二驱动件，设于所述固定座并驱动所述第一传动件转动。

3.如权利要求2所述的双模态运动装置，其特征在于，所述第一联动件可相对所述转动轴转动地套设于所述转动轴上并且与所述第一传动件连接，所述第一联动件的圆周上设有齿，所述第一驱动件的驱动端设有所述第一联动件啮合的第二传动件，当所述第二联动件与所述第一联动件配合时，所述第一联动件带动所述第一联动件绕所述转动轴转动。

4.如权利要求2所述的双模态运动装置，其特征在于，所述第二联动件可沿所述转动轴移动地套设于所述转动轴上并且位于所述第一联动件的背离所述第一传动件的一侧，所述控制部可驱动所述第二联动件向所述第一联动件移动与所述第一联动件配合或者远离所述第一联动件与所述第一联动件分离。

5.如权利要求4所述的双模态运动装置，其特征在于，所述控制部包括：

复位件，设于所述第一联动件和所述第二联动件之间，用于对所述第二联动件提供远离所述第一联动件的预紧力；

第三驱动件，设于所述固定座并驱动所述第二联动件向所述第一联动件移动以与所述第一联动件配合。

6.如权利要求5所述的双模态运动装置，其特征在于，所述第二联动件具有可被磁吸能力，所述第三驱动件为电磁铁，所述第三驱动件的电磁端位于所述第一联动件与所述第二联动件配合位置的一侧。

7.如权利要求3所述的双模态运动装置，其特征在于，所述第二联动件背离所述第一联动件的一侧设有定位销，所述固定座上设有可与所述定位销配合的第一定位孔和第二定位孔，当所述行走轮的中心轴垂直设置时，所述定位销与所述第一定位孔或者所述第二定位孔配合，当所述行走轮的中心轴水平设置时，所述定位销与所述第二定位孔或者所述第一定位孔配合。

8.如权利要求1所述的双模态运动装置，其特征在于，所述双模态运动装置还包括固定架，所述固定架置于所述镂空区内，所述固定架包括同轴设置的第一支座以及第二支座，所述行走轮可转动地套设于所述第一支座外，所述螺旋桨设于所述行走轮的背离所述第二支座的一侧，所述第一驱动件设于所述第二支座内并驱动所述螺旋桨转动，所述转动轴可转动地固设于所述固定座并穿设所述镂空区，所述第二支座与所述转动轴连接固定。

9.如权利要求3所述的双模态运动装置，其特征在于，所述固定座上设有容纳槽，所述容纳槽的朝向所述镂空区的一侧槽壁开设有供所述转动轴穿设的通孔，所述第一联动件、第二联动件、第二驱动件、控制部均设于所述容纳槽内，所述通孔内设有第一轴承，所述第一轴承轴承套设于所述转动轴上。

10.一种陆飞两用设备，其特征在于，包括

机体；以及

如权利要求1-9任一项所述的双模态运动装置，所述双模态运动装置至少两件，至少两件所述双模态运动装置中的两件所述双模态运动装置设于所述机体的后方，所述固定座一体成型于所述机体上。

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