CN215153740U - 一种水陆两栖滚动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水陆两栖滚动机器人，解决现有的滚动机器人无法在水中行进的问题。本装置包括可滚动的壳体，所述壳体左右侧壁之间架设水平设置的主轴，主轴可相对壳体转动，主轴中心设有水平设置并与主轴相互垂直的副轴，副轴可自转并可随主轴转动，副轴下方吊设有摆动块，所述主轴的左右两端伸出壳体侧壁之外并分别固定有连接件，两连接件分别设置有螺旋桨。本实用新型在滚动机器人的两侧与主轴固定搭载螺旋桨，实现滚动机器人的陆地和水中的两栖应用；搭载螺旋桨的连接件还可以向上延伸用于设置摄像头、天线等各种信息采集设备和收发设备，实现水陆两栖的多地形探测功能。

Description

一种水陆两栖滚动机器人

技术领域

本实用新型属于智能机器人领域，涉及一种采用重摆驱动的滚动机器人，特别涉及一种水陆两栖滚动机器人。

背景技术

滚动机器人是移动式机器人的一种，可以采用远程遥控的形式，代替人类进入一些复杂、危险的场景，如有毒害气体的空间、火场等，采集信号，指导救援。滚动机器人的壳体可以是任何适合滚动的形状，其依靠重摆控制中心的偏移，进而利用壳体自身的滚动行进。

如申请号为2018112678220的中国专利，名称为一种全景信息采集滚动机器人。该装置在壳体左右侧壁之间架设水平设置的主轴，所述壳体为以主轴为轴线的回转体，所述主轴中心设有水平设置并与主轴相互垂直的副轴，副轴两端悬空，且副轴两端的下方吊设有摆动块。该装置机器人的行进、转弯通过设置在壳体内的摆动块绕主轴、副轴摆动分别实现。上述滚动机器人在运动过程中，以摆动块的偏转让滚动机器人重心偏置提供前进或转弯的趋势，以壳体与接触面产生摩擦力以支持滚动机器人的运动。

上述滚动机器人可以轻松完成陆地上的滚动行进，但是上述重摆驱动的滚动机器人在水中行进时，壳体在水中会产生原地打滚的现象，行进效率低下，行进控制难度大，无法满足水中行进的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有的滚动机器人无法在水中行进的问题，提供一种水陆两栖滚动机器人，使滚动机器人在水、陆环境中均能正常应用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水陆两栖滚动机器人，包括可滚动的壳体，所述壳体左右侧壁之间架设水平设置的主轴，主轴可相对壳体转动，主轴中心设有水平设置并与主轴相互垂直的副轴，副轴可自转并可随主轴转动，副轴下方吊设有摆动块，其特征在于：所述主轴的左右两端伸出壳体侧壁之外并分别固定有连接件，两连接件分别设置有螺旋桨。

本装置的滚动机器人，在陆上行进，采用主轴转动带动摆动块向前或向后摆动一个角度，使整体的质量中心前移或者后移，驱动壳体向前或向后滚动，当摆动块始终保持向前或向后摆动的姿势，壳体可以实现持续向前或向后滚动；采用副轴转动带动摆动块左右摆动，使整体质量中心向左或向右移动，使壳体在向前或向后滚动的同时向左或向右倾斜，实现转弯。本装置的滚动机器人在水中行进，使用两侧的螺旋桨推动行进，滚动机器人在水中行进时，保持壳体入水深度不超过一半，但是保证螺旋桨完全没入水中，壳体在水中行进时也为滚动前行，以减少阻力。可以通过两侧螺旋桨的差速转动，控制两侧推动力产生差值，从而实现水中转弯。螺旋桨及连接件的底边高于壳体贴地滚动的滚动面，以确保壳体在陆地中行进转弯向一侧倾斜时，螺旋桨不会顶到地面。在水中行进时，由于摆动块对主轴和连接件的稳定作用，螺旋桨受到反推作用翘起的角度很小。

作为优选，所述连接件具有向下延伸的下延伸部，所述螺旋桨设置在连接件的下延伸部，螺旋桨高度不超过主轴高度。

作为优选，所述连接件具有向上延伸的上延伸部，上延伸部安装有摄像头、雷达、照明灯、扬声器、天线、防水开关中的一种或多种。由于摆动块对主轴和连接件的稳定作用，上延伸部稳定朝上，可以搭载一些传感器及探测元件、收发装置等，不会掉入水中。

作为优选，所述连接件为竖向设置的条状或者以主轴为轴心的圆盘状。

作为优选，所述主轴与壳体侧壁连接处采用防水轴承。

作为优选，所述壳体吃水线高度不超过主轴高度。

作为优选，左右两侧的螺旋桨各自独立控制。

作为优选，所述壳体为球形或者鼓型，壳体的滚动面为从中间向两侧外径逐渐减小的弧形面。壳体为左右对称结构，壳体环绕主轴的环周中部为前后方向运动的圆环形主滚道，圆环形的主滚道为中间向两侧外径逐渐减小的弧形面，以方便转弯。主滚道可以采用高强度耐磨材料制成。

本实用新型在滚动机器人的两侧与主轴固定搭载螺旋桨，实现滚动机器人的陆地和水中的两栖应用；搭载螺旋桨的连接件还可以向上延伸用于设置摄像头、天线等各种信息采集设备和收发设备，实现水陆两栖的多地形探测功能。

附图说明

图1是本实用新型的一种滚动机器人壳体内部原理结构示意图。

图2是本实用新型的一种壳体外部搭载结构示意图。

图3是本实用新型的图2结构侧视示意图。

图中：1、壳体，2、主轴，3、副轴，4、摆动块，5、主轴驱动装置，6、副轴驱动装置，7、主轴驱动电机，8、主轴驱动齿轮组，9、连接件，10、螺旋桨，11、摄像头，12、天线，13、防水开关，14、防水轴承。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例：一种水陆两栖滚动机器人，如图1-3所示。本装置包括可滚动的壳体，壳体1中部主滚道为去除左右球冠的部分球壳，壳体1左右两侧壁为竖直平面，壳体1左右侧壁中心之间架设水平设置的主轴2，主轴可相对壳体转动，主轴两端与壳体采用防水轴承14可转动连接，壳体1中部主滚道以主轴为回转轴。壳体内部驱动结构如图1所示，主轴2中心设有水平设置并与主轴相互垂直的副轴3，副轴可自转并可随主轴转动，副轴两端悬空，且副轴两端的下方固定吊设有摆动块4，摆动块4与副轴不可相对转动。所述主轴2上设有主轴驱动装置5，所述主轴2和副轴3的交叉处设置有副轴驱动装置6。主轴驱动装置包括一个主轴驱动电机7，所述主轴驱动电机固定吊设在主轴的下方，主轴驱动电机轴线和主轴轴线相互平行，主轴驱动电机和主轴上分别设置有相互啮合的主轴驱动齿轮，构成传递扭矩的主轴驱动齿轮组8，主轴驱动电机输出端设有减速器。所述副轴驱动装置6包括设置在主轴上的副轴驱动电机，副轴驱动电机和副轴上分别设有相互啮合的副轴驱动齿轮，构成传递副轴转动扭矩的副轴驱动齿轮组，副轴驱动电机输出端设有减速器。

壳体外部加载结构如图2、3所示，主轴2的左右两端伸出壳体1侧壁之外并分别固定有连接件9，主轴穿出壳体处采用防水轴承14。连接件9为竖向设置的条状，连接件9具有从主轴端部起始向下延伸的下延伸部，两侧连接件9的下延伸部的下端分别设置螺旋桨10，螺旋桨10高度不低于壳体1的主滚道。连接件9具有从主轴端部起始向上延伸的上延伸部，如图2所示，左侧连接件上延伸部安装有摄像头11，右侧连接件上延伸部安装有天线12和防水开关13。两侧的螺旋桨各自独立控制，两侧螺旋桨同速时，推动壳体前行，两侧螺旋桨差速时，推动壳体转弯。壳体1的吃水线高度不超过主轴2的高度，不低于螺旋桨的高度。

本装置的滚动机器人，在陆上行进，采用主轴转动带动摆动块向前或向后摆动一个角度，使整体的质量中心前移或者后移，驱动壳体向前或向后滚动，当摆动块始终保持向前或向后摆动的姿势，壳体可以实现持续向前或向后滚动；采用副轴转动带动摆动块左右摆动，使整体质量中心向左或向右移动，使壳体在向前或向后滚动的同时向左或向右倾斜，实现转弯。本装置的滚动机器人在水中行进，使用两侧的螺旋桨推动行进，滚动机器人在水中行进时，保持壳体入水深度不超过一半，但是保证螺旋桨完全没入水中，壳体在水中行进时也为滚动前行，以减少阻力，实现水陆两栖。

Claims (8)

1.一种水陆两栖滚动机器人，包括可滚动的壳体，所述壳体左右侧壁之间架设水平设置的主轴，主轴可相对壳体转动，主轴中心设有水平设置并与主轴相互垂直的副轴，副轴可自转并可随主轴转动，副轴下方吊设有摆动块，其特征在于：所述主轴的左右两端伸出壳体侧壁之外并分别固定有连接件，两连接件分别设置有螺旋桨。

2.根据权利要求1所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：所述连接件具有向下延伸的下延伸部，所述螺旋桨设置在连接件的下延伸部，螺旋桨高度不超过主轴高度。

3.根据权利要求1所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：所述连接件具有向上延伸的上延伸部，上延伸部安装有摄像头、雷达、照明灯、扬声器、天线、防水开关中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：所述连接件为竖向设置的条状或者以主轴为轴心的圆盘状。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：所述主轴与壳体侧壁连接处采用防水轴承。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：所述壳体吃水线高度不超过主轴高度。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：左右两侧的螺旋桨各自独立控制。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种水陆两栖滚动机器人，其特征在于：所述壳体为球形或者鼓型，壳体的滚动面为从中间向两侧外径逐渐减小的弧形面。

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