CN217259448U - 一种空陆两栖变构机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空陆两栖变构机器人，包括变构机构、固设于变构机构两端的地面行走机构以及固设于变构机构外部的平衡杆；变构机构包括机构壳体、设于机构壳体内的齿轮齿条组件、与齿轮齿条组件相连接的若干个旋翼组件以及驱使齿轮齿条组件带动各旋翼组件向外展开或者向内收纳的驱动组件；机构壳体上对应每所述旋翼组件均形成有供旋翼组件向外展开的伸出槽口。本实用新型的优点在于：采用地面行走机构和变构机构二者相互配合，变构机构能够根据使用需要自动驱使各个旋翼组件向外展开或者向内收纳，使得变构机器人能够在地面、空中之间进行快速切换，使用起来十分方便；并能够对旋翼组件起到很好的保护作用。

Description

一种空陆两栖变构机器人

【技术领域】

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种空陆两栖变构机器人。

【背景技术】

小型自主运动机器人可以分为飞行机器人和地面移动机器人两大类。其中，飞行机器人通常具有运动速度快、机动性强的特点。相比于飞行机器人，地面移动机器人的效率更高，因为从运动形式上看，飞行对能量的消耗是巨大的。

在现有技术中，一般同种类的机器人只能完成某一类型的工作，例如地面移动机器人无法在空中运行，而飞行机器人无法在地面上运行，导致其功能性大打折扣，满足不了多场景的使用要求；即使有些机器人上预留有地面驱动机构或者空中驱动机构这两种接口，并可根据场景需求，临时加装相应的驱动机构，但这会导致机器人结构、控制系统复杂，不便于使用，后期的维修与保养成本很高。

当然现有技术也存在空陆两栖的机器人，例如申请日2021.04.11，申请号为202120734761.5的中国实用新型专利公开了一种空陆两用无人智能侦察机，包括移动车体，所述的移动车体的上侧面的四个角处分别设有摆臂，所述的摆臂的一端与移动车体铰接连接，所述的摆臂的另一端设有可转动的螺旋桨叶，所述的移动车体的上侧面的中部设有盒体，所述的盒体的两侧分别设有限位螺钉，所述的移动车体上设有与限位螺钉连接的螺纹孔一，通过转动摆臂可把螺旋桨叶转动至限位螺钉和盒体之间。该空陆两用无人智能侦察机可通过转动摆臂把螺旋桨叶收拢至移动车体的上侧面上，并通过限位螺钉和盒体的配合把其中一个螺旋桨叶限制在限位螺钉和盒体之间，以限制整个螺旋桨叶的转动，这样移动车体在地面上移动时，螺旋桨叶就不会对其移动产生干扰，通过也对螺旋桨叶进行了保护。但是，该空陆两用无人智能侦察机的螺旋桨叶需手动进行收拢，并且收拢后螺旋桨叶仍是暴露在外面，不仅使用起来不方便，而且难以对螺旋桨叶进行有效保护。鉴于上述存在的问题，本案发明人对该问题进行深入研究，遂有本案产生。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种空陆两栖变构机器人，解决现有空陆两用机器人存在使用不方便和难以对螺旋桨叶进行有效保护的问题。

本实用新型是这样实现的：一种空陆两栖变构机器人，包括变构机构、固设于所述变构机构两端的地面行走机构以及固设于所述变构机构外部的平衡杆；

所述变构机构包括机构壳体、设于所述机构壳体内的齿轮齿条组件、与所述齿轮齿条组件相连接的若干个旋翼组件以及驱使所述齿轮齿条组件带动各所述旋翼组件向外展开或者向内收纳的驱动组件；所述机构壳体上对应每所述旋翼组件均形成有供所述旋翼组件向外展开的伸出槽口。

进一步的，所述机构壳体为圆柱状壳体。

进一步的，所述机构壳体内围绕圆周方向均匀分布有4个旋翼接纳腔室，每所述旋翼接纳腔室内均设有一所述旋翼组件。

进一步的，所述齿轮齿条组件包括活动设置在所述机构壳体内的活动轴、固设于所述活动轴中部的驱动齿条以及与所述驱动齿条啮合设置的驱动齿轮；所述活动轴上对应每所述旋翼组件均固设有一驱动齿条，所述驱动齿轮通过连接轴与所述机构壳体的内壁转动连接；每所述驱动齿条均通过一连接件与所述旋翼组件相连接。

进一步的，所述机构壳体的一端固设有第一支撑架；所述驱动组件固设于所述第一支撑架的内侧。

进一步的，所述驱动组件为固设于所述第一支撑架内侧的电磁铁，所述活动轴为磁性轴；所述电磁铁与活动轴在吸附时，所述连接件旋转90度带动所述旋翼组件向外展开。

进一步的，所述机构壳体内的中部固设有第二支撑架，所述第二支撑架上具有供所述活动轴穿过的轴孔；所述第二支撑架上在靠近所述驱动齿条的一侧形成有弹簧安装槽，所述弹簧安装槽内设置有弹簧；所述活动轴的一端穿过所述弹簧和轴孔。

进一步的，所述活动轴的中部具有方形固定块，所述驱动齿条固设于所述方形固定块的表面。

进一步的，所述平衡杆的下端形成有倒梯形支撑部。

进一步的，所述地面行走机构包括固设于所述变构机构端部的驱动电机以及与所述驱动电机相连接的行走车轮。

通过采用本实用新型的技术方案，至少具有如下有益效果：

1、采用地面行走机构和变构机构二者相互配合，变构机构能够根据使用需要自动驱使各个旋翼组件向外展开或者向内收纳，使得变构机器人能够在地面、空中之间进行快速切换，使用起来十分方便。

2、各个旋翼组件在需要使用时才向外展开，而在不需要使用时可以收纳至机构壳体的内部，因此既能够对旋翼组件起到很好的保护作用，确保旋翼组件不容易损坏，又能够避免对变构机器人的地面行走造成影响。

3、在变构机构的外部设置有平衡杆，可使得变构机器人在地面行走时能够保持平衡状态，而不会发生侧翻等情况。

4、整个变构机器人的结构简单，制作成本低，形状小，可方便拆装和携带，机动速度快，能够很好地满足多场景的作战需求。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型变构机器人在处于无人车构型时的结构图；

图2是本实用新型中变构机构的结构图；

图3是本实用新型中变构机构的内部结构图；

图4是本实用新型中齿轮齿条组件的结构图；

图5是本实用新型变构机器人在处于无人机构型时的结构图。

附图标记说明：

100-变构机器人，1-变构机构，11-机构壳体，111-伸出槽口，112-旋翼接纳腔室，113-第一支撑架，114-第二支撑架，1141-轴孔，1142-弹簧安装槽，12-齿轮齿条组件，121-活动轴，1211-方形固定块，122-驱动齿条，123-驱动齿轮，124-连接轴，125-连接件，13-旋翼组件，14-驱动组件，141-电磁铁，2-地面行走机构，21-驱动电机，22-行走车轮，3-平衡杆，31-倒梯形支撑部，4-弹簧。

【具体实施方式】

为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

在此需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述这些实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

请参阅图1至图5所示，本实用新型一种空陆两栖变构机器人100的较佳实施例，所述变构机器人100包括变构机构1、固设于所述变构机构1两端的地面行走机构2以及固设于所述变构机构1外部的平衡杆3；其中，所述变构机构1用于实现变构机器人100的变形，使变构机器人100能够实现空中飞行；所述地面行走机构2用于使变构机器人100能够在地面进行行走；所述平衡杆3用于变构机器人100在地面行走时能够保持平衡状态；

所述变构机构1包括机构壳体11、设于所述机构壳体11内的齿轮齿条组件12、与所述齿轮齿条组件12相连接的若干个旋翼组件13以及驱使所述齿轮齿条组件12带动各所述旋翼组件13向外展开或者向内收纳的驱动组件14；所述机构壳体11上对应每所述旋翼组件13均形成有供所述旋翼组件13向外展开的伸出槽口111，旋翼组件13的向外展开或者向内收纳均通过伸出槽口111实现。所述变构机构1在工作的过程中，当需要将变构机器人100切换为空中飞行状态时，通过驱动组件14驱使齿轮齿条组件12带动各个旋翼组件13向外展开，以利用旋翼组件13提供上升力带动整个变构机器人100飞行；而当需要将变构机器人100切换为地面行走状态时，通过驱动组件14驱使齿轮齿条组件12带动各个旋翼组件13向内收纳，使各个旋翼组件13进入至机构壳体11的内部。

通过采用本实用新型的上述技术方案，至少具有如下有益效果：

1、采用地面行走机构2和变构机构1二者相互配合，变构机构1能够根据使用需要自动驱使各个旋翼组件13向外展开或者向内收纳，使得变构机器人100能够在地面、空中之间进行快速切换，使用起来十分方便。

2、各个旋翼组件13在需要使用时才向外展开，而在不需要使用时可以收纳至机构壳体11的内部，因此既能够对旋翼组件13起到很好的保护作用，确保旋翼组件13不容易损坏，又能够避免对变构机器人100的地面行走造成影响。

3、在变构机构1的外部设置有平衡杆3，可使得变构机器人100在地面行走时能够保持平衡状态，而不会发生侧翻等情况。

4、整个变构机器人100的结构简单，制作成本低，形状小，可方便拆装和携带，机动速度快，能够很好地满足多场景的作战需求。

在本实用新型的实施例中，所述机构壳体11为圆柱状壳体，这样不仅有利于变构机器人100在地面行走时更好地保持平衡状态，而且可以使整个变构机器人100的整体结构更加紧凑、小巧。

在本实用新型的实施例中，所述机构壳体11内围绕圆周方向均匀分布有4个旋翼接纳腔室112，每所述旋翼接纳腔室112内均设有一所述旋翼组件13。由于本实用新型中的机构壳体11采用圆柱状壳体设计，通过在机构壳体11内围绕圆周方向均匀分布4个旋翼组件13，使得变构机器人100在切换到空中状态时，可利用4个旋翼组件13配合驱使整个变构机器人100在空中平稳地飞行。

在本实用新型的实施例中，所述齿轮齿条组件12包括活动设置在所述机构壳体11内的活动轴121、固设于所述活动轴121中部的驱动齿条122以及与所述驱动齿条122啮合设置的驱动齿轮123；所述活动轴121上对应每所述旋翼组件13均固设有一驱动齿条122，所述驱动齿轮123通过连接轴124与所述机构壳体11的内壁转动连接；每所述驱动齿条122均通过一连接件125与所述旋翼组件13相连接。

所述齿轮齿条组件12在工作时，由于活动轴121是活动设置在机构壳体11内的，在驱动组件14的驱使下能够带动活动轴121进行轴向移动；而活动轴121上的驱动齿条122又与驱动齿轮123相啮合，驱动齿轮123通过连接件125与旋翼组件13相连接，因此活动轴121在轴向移动时，驱动齿条122会带动驱动齿轮123进行旋转，进而可以带动旋翼组件13向外展开或者向内收纳至机构壳体11内。

在本实用新型的实施例中，所述机构壳体11的一端固设有第一支撑架113；所述驱动组件14固设于所述第一支撑架113的内侧，从而实现驱动组件14的固定。

在本实用新型的实施例中，为了更好地驱使活动轴121进行轴向移动，所述驱动组件14为固设于所述第一支撑架113内侧的电磁铁141，所述活动轴121为磁性轴，这样在对电磁铁141进行通电时，活动轴121就会向电磁铁141一侧移动并与电磁铁141吸附在一起；而在对电磁铁141进行断电时，活动轴121会离开电磁铁141；

所述电磁铁141与活动轴121在吸附时，所述连接件125旋转90度带动所述旋翼组件13向外展开，以利用旋翼组件13驱使变构机器人100在空中飞行。

在本实用新型的实施例中，为了对活动轴121进行支撑，所述机构壳体11内的中部固设有第二支撑架114，所述第二支撑架114上具有供所述活动轴121穿过的轴孔1141；所述第二支撑架114上在靠近所述驱动齿条122的一侧形成有弹簧安装槽1142，所述弹簧安装槽1142内设置有弹簧4；所述活动轴121的一端穿过所述弹簧4和轴孔1141。通过在驱动齿条122与第二支撑架114之间设置弹簧4，使得电磁铁141失电时，活动轴121在弹簧4的弹力作用下能够与电磁铁141快速分离，并且带动旋翼组件13收纳至旋翼接纳腔室112内。

在本实用新型的实施例中，为了更好的设置驱动齿条122，所述活动轴121的中部具有方形固定块1211，所述驱动齿条122固设于所述方形固定块1211的表面。

在本实用新型的实施例中，所述平衡杆3的下端形成有倒梯形支撑部31，以实现更好的支撑。

在本实用新型的实施例中，所述地面行走机构2包括固设于所述变构机构1端部的驱动电机21以及与所述驱动电机21相连接的行走车轮22，当变构机器人100处于地面状态时，通过驱动电机21驱使行走车轮22进行旋转，从而实现行走。

本实用新型变构机器人100的工作原理如下：

在利用变构机构1进行变构之前，变构机器人100处于无人车构型，此时电磁铁141处于失电状态，活动轴121在弹簧4的弹力作用下与电磁铁141分离，并且能够带动旋翼组件13收纳至旋翼接纳腔室112内；在工作时，通过驱动电机21驱使行走车轮22进行旋转，从而使变构机器人100能够在地面进行行走；并且变构机器人100在地面行走的过程中，平衡杆3始终保持与地面接触，可以保证变构机器人100在行走时的平稳性。

在利用变构机构1进行变构时，控制电磁铁141得电，此时活动轴121会向电磁铁141一侧移动并与电磁铁141吸附在一起，在此过程中，驱动齿条122会带动驱动齿轮123进行旋转，驱动齿轮123又通过连接件125带动旋翼组件13向外展开；旋翼组件13在向外展开的过程中，位于机构壳体11下方的连接件125外端会与地面接触，并在连接件125的支撑下使整个变构机器人100竖直立起来，此时变构机器人100处于无人机构型；在工作时，通过控制向外展开的旋翼组件13进行工作，从而实现变构机器人100在空中飞行。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种空陆两栖变构机器人，其特征在于：包括变构机构、固设于所述变构机构两端的地面行走机构以及固设于所述变构机构外部的平衡杆；

所述变构机构包括机构壳体、设于所述机构壳体内的齿轮齿条组件、与所述齿轮齿条组件相连接的若干个旋翼组件以及驱使所述齿轮齿条组件带动各所述旋翼组件向外展开或者向内收纳的驱动组件；所述机构壳体上对应每所述旋翼组件均形成有供所述旋翼组件向外展开的伸出槽口。

2.如权利要求1所述的变构机器人，其特征在于：所述机构壳体为圆柱状壳体。

3.如权利要求2所述的变构机器人，其特征在于：所述机构壳体内围绕圆周方向均匀分布有4个旋翼接纳腔室，每所述旋翼接纳腔室内均设有一所述旋翼组件。

4.如权利要求3所述的变构机器人，其特征在于：所述齿轮齿条组件包括活动设置在所述机构壳体内的活动轴、固设于所述活动轴中部的驱动齿条以及与所述驱动齿条啮合设置的驱动齿轮；所述活动轴上对应每所述旋翼组件均固设有一驱动齿条，所述驱动齿轮通过连接轴与所述机构壳体的内壁转动连接；每所述驱动齿条均通过一连接件与所述旋翼组件相连接。

5.如权利要求4所述的变构机器人，其特征在于：所述机构壳体的一端固设有第一支撑架；所述驱动组件固设于所述第一支撑架的内侧。

6.如权利要求5所述的变构机器人，其特征在于：所述驱动组件为固设于所述第一支撑架内侧的电磁铁，所述活动轴为磁性轴；所述电磁铁与活动轴在吸附时，所述连接件旋转90度带动所述旋翼组件向外展开。

7.如权利要求4所述的变构机器人，其特征在于：所述机构壳体内的中部固设有第二支撑架，所述第二支撑架上具有供所述活动轴穿过的轴孔；所述第二支撑架上在靠近所述驱动齿条的一侧形成有弹簧安装槽，所述弹簧安装槽内设置有弹簧；所述活动轴的一端穿过所述弹簧和轴孔。

8.如权利要求4所述的变构机器人，其特征在于：所述活动轴的中部具有方形固定块，所述驱动齿条固设于所述方形固定块的表面。

9.如权利要求1所述的变构机器人，其特征在于：所述平衡杆的下端形成有倒梯形支撑部。

10.如权利要求1所述的变构机器人，其特征在于：所述地面行走机构包括固设于所述变构机构端部的驱动电机以及与所述驱动电机相连接的行走车轮。

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