CN117549329A - 一种可跨介质运动的环境信息采集机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，包括机身部件和运动部件，机身部件由机舱和控制模块组成，运动部件由机臂回转机构、桨叶驱动机构和轮毂驱动机构组成，控制模块集成设置在机舱内，机舱外安装双目相机，机舱下方装有用于外接采集模块的法兰盘，机臂回转机构通过双轴电机安装座与机舱连接，每个桨叶驱动机构通过转向连接块与机臂回转机构连接，轮毂驱动机构也设置有四个，且桨叶驱动机构通过连杆和滑动空心轴与轮毂驱动机构连接。本发明中的机器人通过主控制器决策算法实现环境介质判断、视觉定位与地图构建、运动模式切换功能，具备遥控驾驶和自动驾驶能力，能满足多模式环境信息采集作业的需求。

Description

一种可跨介质运动的环境信息采集机器人

技术领域

本发明属于机器人及智能硬件技术领域，具体涉及一种可跨介质运动的环境信息采集机器人。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对环境信息的需求急剧上升。在农业上，对环境信息的采集可以用于自动化农业作业，如苹果、葡萄等作物的自动化采摘和检测，提高农作物的生产效率。在安防上，环境信息的采集可以用于安防监控，无人机值守巡逻等方面，提高安全性。

现有的大多数信息采集机器人一般只能实现一种或两种介质环境下的信息采集，不具备跨多介质作业的能力。如，已公开的信息采集机器人通过旋翼与轮胎或旋翼与履带的组合驱动方式实现跨陆空介质作业；通过螺旋桨与轮胎或推进器与轮胎的组合驱动方式实现跨水陆介质作业。目前仍缺乏一种跨水-陆-空三种介质作业的高通过性机器人构型设计方案。

因此，面向水-陆-空介质作业环境，亟需提出一种可跨多介质运动的环境信息采集机器人，以期实现通过性高、环境适应能力强的构型设计，以及智能化程度高的自主作业。

基于此，提出了一种可跨多介质运动的环境信息采集机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明采用的技术方案是：一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，包括机身部件和运动部件，机身部件由机舱和控制模块组成，运动部件由机臂回转机构、桨叶驱动机构和轮毂驱动机构组成；

其中，所述控制模块集成设置在机舱内，所述机舱的外周安装有四个双目相机支架，每个所述双目相机支架上安装有一个双目相机，所述双目相机与控制模块之间信号连接，所述机舱的下方装有用于外接采集模块的法兰盘，所述外接采集模块也与控制模块之间信号连接；

所述机臂回转机构设置有四个，且四个所述机臂回转机构通过双轴电机安装座与机舱连接，所述桨叶驱动机构也设置有四个，每个所述桨叶驱动机构通过转向连接块与机臂回转机构连接，所述轮毂驱动机构也设置有四个，且所述桨叶驱动机构通过连杆和滑动空心轴与轮毂驱动机构连接。

作为本发明的进一步说明，所述控制模块包含蓄电池、主控制器和运动控制器，所述蓄电池用于完成供电，所述双目相机和外接采集模块分别与主控制器之间信号连接，所述主控制器采用NX SUB开放板作为环境信息处理的核心，所述运动控制器以STM32F103单片机作为下层控制器，所述运动控制器与主控制器之间信号连接，通过所述主控制器完成运动控制器的控制，所述机臂回转机构、桨叶驱动机构和轮毂驱动机构分别与运动控制器之间信号连接，双目相机对周围环境信息采集得到图片，将图片传输到主控制器中，主控制器通过对图片的处理，进行提取特征点、建图、定位和路径规划，用于机器人自主作业的依据，同时主控制器与运动控制器开发板进行串口通信，依据环境信息，来调整转向、地隙和机器人运动模式，使机器人能够及时调整构型以适应外界环境的变化，实现机器人的自主作业。

作为本发明的进一步说明，所述机臂回转机构包含双轴电机安装座、双轴电机、电磁制动器、旋转编码器、机臂、转向电机、转向电机安装座和转向连接块；

其中所述双轴电机安装座通过螺钉连接固定安装在机舱的外侧，所述双轴电机通过螺钉固定安装在双轴电机安装座上，所述机臂与双轴电机的输出轴通过键槽连接，通过双轴电机控制机臂的旋转运动，所述机臂的底端设置有转向电机安装座，所述转向电机通过螺钉连接固定安装在转向电机安装座上，所述转向电机的输出轴底端连接有转向连接块。

作为本发明的进一步说明，所述双轴电机的输出轴上还分别连接旋转编码器和电磁制动器，所述电磁制动器通过螺钉固定安装在机舱上的电磁制动器安装座上，所述转向连接块内部也安装有一个旋转编码器；

主控制器将信号利用运动控制器发送至双轴电机和转向电机上控制双轴电机和转向电机的驱动，即可带动机臂和桨叶驱动机构转动，同时旋转编码器得到旋转角度，再将角度信息反馈给主控制器，当达到决策角度时，主控制器再次给运动控制器发出电信号，控制双轴电机停止工作，同时给电磁制动器发出信号及时制动，确定双轴电机停止输出，并保持旋转角度不变，转向电机与转向连接块直接连接，转向连接块内部装有旋转编码器同样能够测得转向角度，当达到决策角度时，由主控制器发出信号通过运动控制器控制转向电机停止工作。

作为本发明的进一步说明，所述桨叶驱动机构通过转向连接块与机臂回转机构螺纹连接，所述桨叶驱动机构包括连杆、桨叶、铰链、桨叶安装座、滑动空心轴、空心轴滑块、丝杆电机、电机丝杆连接器、丝杆滑块、丝杆滑块轨道和丝杆；

其中所述连杆通过铰链与空心轴滑块铰接，所述桨叶分别与连杆和桨叶安装座之间通过铰链进行铰接；

所述丝杆电机通过螺钉固定安装在滑动空心轴内部，所述丝杆电机和丝杆通过电机丝杆连接器连接，所述丝杆滑块螺纹连接在丝杆的外侧，所述丝杆滑块轨道通过螺钉连接在丝杆电机外侧，所述丝杆滑块通过凹槽限位滑动连接在丝杆滑块轨道上。

作为本发明的进一步说明，所述空心轴滑块与滑动空心轴同轴心，并通过丝杆滑块的限位片完成空心轴滑块与丝杆滑块在同一水平面上的同步滑动。

作为本发明的进一步说明，当需要桨叶展开时，主控制器将控制信息传输给运动控制器，丝杆电机接收运动控制器的信号进行工作，丝杆电机输出轴通过电机丝杆连接器带动丝杆转动，完成了丝杆滑块的滑动，滑动的距离由丝杆电机输出轴转动的圈数决定，丝杆滑块带动空心轴滑块同步滑动，桨叶通过连杆与空心轴滑块相连，通过空心轴滑块的滑动完成桨叶的展开，实现桨叶模式的切换。

作为本发明的进一步说明，所述轮毂驱动机构包括驱动电机、轮毂、轮辐、轮辋外圈、辊子连接块和辊子构成；

其中，所述驱动电机与滑动空心轴之间螺纹连接，所述驱动电机的输出轴与轮毂连接，所述轮毂通过周向展开设置的轮辐与轮辋外圈之间固定连接，所述辊子通过安装在轮辋外圈上的辊子连接块与轮辋外圈连接。

作为本发明的进一步说明，四个所述轮毂驱动机构中前后左右相邻的辊子的旋向不同。

作为本发明的进一步说明，当桨叶处于展开状态时，通过运动控制器能驱动电机带动桨叶转动。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明中的机器人具有可变构型结构，通过调整构型状态可切换运动模式，实现双螺旋桨驱动、轮式驱动和四旋翼垂直起降飞行功能，可适应水、陆、空三种运动介质，增强了机器人的适用性。

2.本发明中的机器人桨叶机构结构紧凑、可自动展开和折叠回收桨叶，满足旋翼飞行和螺旋桨驱动的功能需求。

3.本发明中的机器人在陆地运动模式下可实现四轮独立驱动与转向、地隙调节、轮距调节功能，提高了机器人的可通过性，增强了对地面环境的适应能力。

4.本发明中的机器人可通过机身固有搭载的双目相机采集周身360°环境图像，通过主控制器决策算法实现环境介质判断、视觉定位与地图构建、运动模式切换功能，具备遥控驾驶和自动驾驶能力。此外机身底部提供传感器安装接口，可扩展红外相机、光谱相机、激光雷达等传感器，满足多模式环境信息采集作业的需求。

附图说明

图1为本发明所述的跨介质信息采集机器人整体结构示意图；

图2为本发明所述的机身部件示意图；

图3为本发明所述的法兰盘结构示意图；

图4为本发明所述的运动部件示意图；

图5为本发明所述的机臂回转机构示意图；

图6为本发明所述的桨叶驱动机构示意图；

图7为本发明所述的空心滑动轴结构示意图；

图8为本发明所述的丝杆结构示意图；

图9为本发明所述的丝杆滑块结构示意图；

图10为本发明所述的桨叶展开示意图；

图11为本发明所述的轮毂驱动机构示意图；

图12为本发明所述的机器人陆地运动模式示意图；

图13为本发明所述的机器人飞行运动模式示意图；

图14为本发明所述的机器人水路航行运动模式示意图；

图15为本发明所述的可跨介质运动的信息采集机器人控制系统功能示意图。

附图标记说明：

1-机舱； 101-双目相机支架；

102-电磁制动器安装座； 103-法兰盘；

2-控制模块； 201-蓄电池；

202-主控制器； 203-运动控制器；

204-双目相机； 3-机臂回转机构；

301-双轴电机安装座； 302-双轴电机；

303-电磁制动器； 304-旋转编码器；

305-机臂； 306-转向电机；

307-转向电机安装座； 308-转向连接块；

4-桨叶驱动机构； 401-连杆；

402-桨叶； 403-铰链；

404-桨叶安装座； 405-空心滑动轴；

406-空心轴滑块； 407-丝杆电机；

408-电机丝杆连接器； 409-丝杆滑块；

410-丝杆滑块轨道； 411-丝杆；

5-轮毂驱动机构； 501-驱动电机；

502-轮毂； 503-轮辐；

504-轮辋外圈； 505-辊子连接块；

506-辊子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-15所示，本发明提供一种技术方案：一种多介质运动的环境信息采集机器人，包括机身部件和运动部件，机身部件由机舱1和控制模块2组成，运动部件由机臂回转机构3、桨叶驱动机构4和轮毂驱动机构5组成；

其中，所述控制模块2集成设置在机舱1内，所述机舱1的外周安装有四个双目相机支架101，每个所述双目相机支架101上安装有一个双目相机204，所述双目相机204与控制模块2之间信号连接，所述机舱1的下方装用于外接采集模块的法兰盘103，所述外接采集模块也与控制模块2之间信号连接。

具体的外接采集模块为红外相机、光谱相机或激光雷达中的至少一种，从而能满足多模式环境信息采集作业的需求，机器人可通过机身固有搭载的双目相机以及机身底部的法兰盘103安装外接采集模块，采集周身环境图像，通过主控制器202决策算法实现环境介质判断、视觉定位与地图构建、运动模式切换功能，具备遥控驾驶和自动驾驶能力。

所述控制模块2包含蓄电池201、主控制器202和运动控制器203，所述蓄电池201规格为22.8V、25Ah，用于完成供电。

所述双目相机204和外接采集模块分别与主控制器202之间信号连接，所述主控制器202采用NX SUB开放板作为环境信息处理的核心，所述运动控制器203以STM32F103单片机作为下层控制器，所述运动控制器203与主控制器202之间信号连接，通过所述主控制器202完成运动控制器203的控制，所述机臂回转机构3、桨叶驱动机构4和轮毂驱动机构5分别与运动控制器203之间信号连接。

双目相机204对周围环境信息采集得到图片，将图片传输到主控制器202中，主控制器202通过对图片的处理，进行提取特征点、建图、定位和路径规划，用于机器人自主作业的依据，同时主控制器202与运动控制器203开发板进行串口通信，依据环境信息，来调整转向、地隙和机器人运动模式，使机器人能够及时调整构型以适应外界环境的变化，实现机器人的自主作业。

并通过主控制器202接收由旋转编码器304与转向连接块308测得机臂305和滑动空心轴405的角度信息，根据角度与环境介质做出决策，通信给运动控制器203，控制机臂305和滑动空心轴405的旋转角度，以实现机器人运动模式的切换。

所述机臂回转机构3用于实现运动模式切换功能，通过控制双轴电机302驱动机臂305绕双轴电机302中心对称轴转动和控制转向电机306驱动桨叶驱动机构4和轮毂驱动机构5绕机臂305垂向对称轴转动。

机臂回转机构3设置有四个，且四个所述机臂回转机构3通过双轴电机安装座301与机舱1连接，所述机臂回转机构3包含双轴电机安装座301、双轴电机302、电磁制动器303、旋转编码器304、机臂305、转向电机306、转向电机安装座307和转向连接块308；

其中所述双轴电机安装座301通过螺钉连接固定安装在机舱1的外侧，所述双轴电机302通过螺钉固定安装在双轴电机安装座301上，所述机臂305与双轴电机302的输出轴通过键槽连接，通过双轴电机302控制机臂305的旋转运动，所述机臂305的底端设置有转向电机安装座307，所述转向电机306通过螺钉连接固定安装在转向电机安装座307上，所述转向电机306的输出轴底端连接有转向连接块308。

所述双轴电机302的输出轴上还分别连接旋转编码器304和电磁制动器303，所述电磁制动器303通过螺钉固定安装在机舱上的电磁制动器安装座102上，所述转向连接块308内部也安装有一个旋转编码器304；

主控制器202将信号利用运动控制器203发送至双轴电机302和转向电机306上控制双轴电机302和转向电机306的驱动，即可带动机臂305和桨叶驱动机构4转动，同时旋转编码器304得到旋转角度，再将角度信息反馈给主控制器202，当达到决策角度时，主控制器202再次给运动控制器203发出电信号，控制双轴电机302停止工作，同时给电磁制动器303发出信号及时制动，确定双轴电机302停止输出，并保持旋转角度不变，转向电机306与转向连接块308直接连接，转向连接块308内部装有旋转编码器同样能够测得转向角度，当达到决策角度时，由主控制器202发出信号通过运动控制器203控制转向电机306停止工作。

所述桨叶驱动机构4也设置有四个，每个所述桨叶驱动机构4通过转向连接块308与机臂回转机构3连接，所述桨叶驱动机构4通过转向连接块308与机臂回转机构3螺纹连接，所述桨叶驱动机构4包括连杆401、桨叶402、铰链403、桨叶安装座404、滑动空心轴405、空心轴滑块406、丝杆电机407、电机丝杆连接器408、丝杆滑块409、丝杆滑块轨道410和丝杆411；

其中所述连杆401通过铰链403与空心轴滑块406铰接，所述桨叶402分别与连杆401和桨叶安装座404之间通过铰链403进行铰接；

所述丝杆电机407通过螺钉固定安装在滑动空心轴405内部，所述丝杆电机407和丝杆411通过电机丝杆连接器408连接，所述丝杆滑块409螺纹连接在丝杆411的外侧，所述丝杆滑块轨道410通过螺钉连接在丝杆电机407外侧，所述丝杆滑块409通过凹槽限位滑动连接在丝杆滑块轨道410上。

所述空心轴滑块406与滑动空心轴405同轴心，并通过丝杆滑块409的限位片完成空心轴滑块406与丝杆滑块409在同一水平面上的同步滑动。

当需要桨叶402展开时，主控制器202将控制信息传输给运动控制器203，丝杆电机407接收运动控制器203的信号进行工作，丝杆电机407输出轴通过电机丝杆连接器408带动丝杆411转动，完成了丝杆滑块409的滑动，滑动的距离由丝杆电机407输出轴转动的圈数决定，丝杆滑块409带动空心轴滑块406同步滑动，桨叶402通过连杆401与空心轴滑块406相连，通过空心轴滑块406的滑动完成桨叶402的展开，实现桨叶402模式的切换。

所述轮毂驱动机构5也设置有四个，且所述桨叶驱动机构4通过连杆401和滑动空心轴405与轮毂驱动机构5连接。

所述轮毂驱动机构5包括驱动电机501、轮毂502、轮辐503、轮辋外圈504、辊子连接块505和辊子506构成；

其中，所述驱动电机501与滑动空心轴405之间螺纹连接，所述驱动电机501的输出轴与轮毂502连接，所述轮毂502通过周向展开设置的轮辐503与轮辋外圈504之间固定连接，所述辊子506通过安装在轮辋外圈504上的辊子连接块505与轮辋外圈504连接。

四个所述轮毂驱动机构5中前后左右相邻的辊子506的旋向不同，通过地面摩擦力的分解得到向前的力来驱动。

而且采用辊子506安装在轮辋外圈504能够有更大的摩擦力，整体平衡稳定性更好，且辊子506采用柔性材料，缓冲整车振动。

当桨叶402处于展开状态时，通过运动控制器203能驱动电机501带动桨叶402转动。

如图1、图3和图12所示，本实施例中的机器人可以在陆地运动模式下实现地隙和轮距调节。

具体的，机臂回转机构3可以调节机臂305绕双轴电机302中心对称轴转动，以及通过转向电机306控制桨叶驱动机构4和轮毂驱动机构5绕机臂垂向对称轴转动。

当转向电机306转动90°，再通过双轴电机302控制机臂305转动即可实现地隙和轮距调节。

图12就是调整过程中的某一形态示意图，且以侧面的垂直方向为前进方向，此时可控制前后侧面的机臂305在竖直平面旋转不同角度，提高机器人的地面通过性。

如图1和图13所示，本实施例中的机器人可以在空中运动模式实现四桨叶垂直起降飞行运动。

具体的运动控制器203给双轴电机302和转向电机306发出信号，通过双轴电机302和转向电机306的工作切换机器人的运动模式，同时丝杆电机407工作，通过空心轴滑块406带动连杆501，实现桨叶展开，达到图13所示的空中运动模式。

当驱动电机501工作时，即可带动桨叶402旋转，实现空中运动的功能，同时机舱1的下底面安装有法兰盘103，可通过法兰盘103外接光谱相机、激光雷达等传感器，实现机器人下方的环境信息的采集。

如图14所示，本实施例中的机器人在水路运动模式下实现双螺旋桨驱动，具体的运动控制器203给双轴电机302和转向电机306发出信号，通过双轴电机302和转向电机306的工作切换机器人的运动模式，同时丝杆电机407工作，通过空心轴滑块406带动连杆401，实现桨叶402展开，其中前面两个轮毂驱动机构5水平，用来提供升力，后面两个轮毂驱动机构5竖直，提供驱动力，达到图14所示的运动状态。

当驱动电机501工作时，即可带动桨叶402旋转，在水下产生推进力或升力，实现水下运动的功能，同时可以根据实际环境的需要，对于不工作的桨叶402，通过桨叶驱动机构4收起，可以防止水下碰撞损坏桨叶402和减小运动阻力。

本实施例中的环境信息采集机器人与传统信息采集机器人相比，具备以下特性：结构紧凑、构型可变，可切换运动模式实现跨水、陆、空三种介质运动、具备遥控驾驶和自动驾驶能力。

本实施例中的环境信息采集机器人不仅可通过桨叶402收张的方式减少了由于四个桨叶402造成过大的整机体积和在不需要使用桨叶402的情况下进行有效的保护，还可实现四轮独立驱动与转向、地隙调节、轮距调节功能，提高了机器人的可通过性本实施例中的环境信息采集机器人可通过机身固有搭载的双目相机以及机身底部提供传感器安装接口外接的传感器，采集周身环境图像，通过主控制器决策算法实现环境介质判断、视觉定位与地图构建、运动模式切换功能，具备遥控驾驶和自动驾驶能力。机身底部提供传感器安装接口，可扩展红外相机、光谱相机、激光雷达等传感器，满足多模式环境信息采集作业的需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于：包括机身部件和运动部件，机身部件由机舱（1）和控制模块（2）组成，运动部件由机臂回转机构（3）、桨叶驱动机构（4）和轮毂驱动机构（5）组成；

其中，所述控制模块（2）集成设置在机舱（1）内，所述机舱（1）的外周安装有四个双目相机支架（101），每个所述双目相机支架（101）上安装有一个双目相机（204），所述双目相机（204）与控制模块（2）之间信号连接，所述机舱（1）的下方装有用于外接采集模块的法兰盘（103），所述外接采集模块也与控制模块（2）之间信号连接；

所述机臂回转机构（3）设置有四个，且四个所述机臂回转机构（3）通过双轴电机安装座（301）与机舱（1）连接，所述桨叶驱动机构（4）也设置有四个，每个所述桨叶驱动机构（4）通过转向连接块（308）与机臂回转机构（3）连接，所述轮毂驱动机构（5）也设置有四个，且所述桨叶驱动机构（4）通过连杆（401）和滑动空心轴（405）与轮毂驱动机构（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，所述控制模块（2）包含蓄电池（201）、主控制器（202）和运动控制器（203），所述蓄电池（201）用于完成供电，所述双目相机（204）和外接采集模块分别与主控制器（202）之间信号连接，所述主控制器（202）采用NX SUB开放板作为环境信息处理的核心，所述运动控制器（203）以STM32F103单片机作为下层控制器，所述运动控制器（203）与主控制器（202）之间信号连接，通过所述主控制器（202）完成运动控制器（203）的控制，所述机臂回转机构（3）、桨叶驱动机构（4）和轮毂驱动机构（5）分别与运动控制器（203）之间信号连接，双目相机（204）对周围环境信息采集得到图片，将图片传输到主控制器（202）中，主控制器（202）通过对图片的处理，进行提取特征点、建图、定位和路径规划，用于机器人自主作业的依据，同时主控制器（202）与运动控制器（203）开发板进行串口通信，依据环境信息，来调整转向、地隙和机器人运动模式，使机器人能够及时调整构型以适应外界环境的变化，实现机器人的自主作业。

3.根据权利要求2所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，所述机臂回转机构（3）包含双轴电机安装座（301）、双轴电机（302）、电磁制动器（303）、旋转编码器（304）、机臂（305）、转向电机（306）、转向电机安装座（307）和转向连接块（308）；

其中所述双轴电机安装座（301）通过螺钉连接固定安装在机舱（1）的外侧，所述双轴电机（302）通过螺钉固定安装在双轴电机安装座（301）上，所述机臂（305）与双轴电机（302）的输出轴通过键槽连接，通过双轴电机（302）控制机臂（305）的旋转运动，所述机臂（305）的底端设置有转向电机安装座（307），所述转向电机（306）通过螺钉连接固定安装在转向电机安装座（307）上，所述转向电机（306）的输出轴底端连接有转向连接块（308）。

4.根据权利要求3所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，所述双轴电机（302）的输出轴上分别连接旋转编码器（304）和电磁制动器（303），所述电磁制动器（303）通过螺钉固定安装在机舱上的电磁制动器安装座（102）上，所述转向连接块（308）内部也安装有一个旋转编码器（304）；

主控制器（202）将信号发送给运动控制器（203），通过运动控制器控制双轴电机（302）和转向电机（306）的驱动，即可带动机臂（305）和桨叶驱动机构（4）转动，同时旋转编码器（304）得到旋转角度，再将角度信息反馈给主控制器（202），当达到决策角度时，主控制器（202）再次给运动控制器（203）发出电信号，控制双轴电机（302）停止工作，同时给电磁制动器（303）发出信号及时制动，确定双轴电机（302）停止输出，并保持旋转角度不变，转向电机（306）与转向连接块（308）直接连接，转向连接块（308）内部装有旋转编码器同样能够测得转向角度，当达到决策角度时，由主控制器（202）发出信号通过运动控制器（203）控制转向电机（306）停止工作。

5.根据权利要求4所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，所述桨叶驱动机构（4）通过转向连接块（308）与机臂回转机构（3）螺纹连接，所述桨叶驱动机构（4）包括连杆（401）、桨叶（402）、铰链（403）、桨叶安装座（404）、滑动空心轴（405）、空心轴滑块（406）、丝杆电机（407）、电机丝杆连接器（408）、丝杆滑块（409）、丝杆滑块轨道（410）和丝杆（411）；

其中所述连杆（401）通过铰链（403）与空心轴滑块（406）铰接，所述桨叶（402）分别与连杆（401）和桨叶安装座（404）之间通过铰链（403）进行铰接；

所述丝杆电机（407）通过螺钉固定安装在滑动空心轴（405）内部，所述丝杆电机（407）和丝杆（411）通过电机丝杆连接器（408）连接，所述丝杆滑块（409）螺纹连接在丝杆（411）的外侧，所述丝杆滑块轨道（410）通过螺钉连接在丝杆电机（407）外侧，所述丝杆滑块（409）通过凹槽限位滑动连接在丝杆滑块轨道（410）上。

6.根据权利要求5所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，所述空心轴滑块（406）与滑动空心轴（405）同轴心，并通过丝杆滑块（409）的限位片完成空心轴滑块（406）与丝杆滑块（409）在同一水平面上的同步滑动。

7.根据权利要求6所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，当需要桨叶（402）展开时，主控制器（202）将控制信息传输给运动控制器（203），丝杆电机（407）接收运动控制器（203）的信号进行工作，丝杆电机（407）输出轴通过电机丝杆连接器（408）带动丝杆（411）转动，完成了丝杆滑块（409）的滑动，滑动的距离由丝杆电机（407）输出轴转动的圈数决定，丝杆滑块（409）带动空心轴滑块（406）同步滑动，桨叶（402）通过连杆（401）与空心轴滑块（406）相连，通过空心轴滑块（406）的滑动完成桨叶（402）的展开，实现桨叶（402）模式的切换。

8.根据权利要求7所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，所述轮毂驱动机构（5）包括驱动电机（501）、轮毂（502）、轮辐（503）、轮辋外圈（504）、辊子连接块（505）和辊子（506）构成；

其中，所述驱动电机（501）与滑动空心轴（405）之间螺纹连接，所述驱动电机（501）的输出轴与轮毂（502）连接，所述轮毂（502）通过周向展开设置的轮辐（503）与轮辋外圈（504）之间固定连接，所述辊子（506）通过安装在轮辋外圈（504）上的辊子连接块（505）与轮辋外圈（504）连接。

9.根据权利要求8所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，四个所述轮毂驱动机构（5）中前后左右相邻的辊子（506）的旋向不同。

10.根据权利要求9所述的一种可跨介质运动的环境信息采集机器人，其特征在于，当桨叶（402）处于展开状态时，通过运动控制器（203）能驱动电机（501）带动桨叶（402）转动。