CN219969327U - 一种水陆两栖机器人 - Google Patents

Abstract

一种水陆两栖机器人，包括控制所述水陆两栖机器人的中央控制系统以及用于供电的电力系统，还包括：起防水作用的机身，所述机身包括舱头与舱身，所述舱头与舱身之间设置有用于连接和固定的法兰；用于行走的履带臂，所述履带臂包括驱动轮、从动轮以及套设于所述驱动轮与从动轮上的履带，所述履带臂上设置有螺旋桨，所述履带臂与所述螺旋桨固定为一体；连接件，所述连接件上设置有沉槽，所述连接件两端分别与两侧履带臂相连，所述法兰嵌入所述沉槽中。本实用新型水陆两栖机器人通过设置了可旋转的履带臂，以及在履带臂上设置螺旋桨，使得履带臂转动时螺旋桨同时跟着转动，通过调节螺旋桨的转动方向来调节水陆两栖机器人在水中的行进方向。

Description

一种水陆两栖机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是一种水陆两栖机器人。

背景技术

随着社会科技的发展，机器人技术也发展迅猛，其中，包括了陆地机器人以及水下机器人。

目前，依照适用环境的不同，大多数机器人只能在单一环境下活动，例如陆地机器人由于不具备水中推进结构或不具备防水能力，无法进行水下运动，而水下机器人大多数不具备足够的陆地运动能力。因此，受两栖类动物的启发，本实用新型基于现有技术的基础上进行改进，力求解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水陆两栖机器人，可以有效解决上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种水陆两栖机器人，包括控制所述水陆两栖机器人的中央控制系统以及用于供电的电力系统，还包括：

机身，所述机身包括舱头与舱身，所述舱头与舱身之间设置有用于连接和固定的法兰；

履带臂，所述机身两侧的所述履带臂之间通过转轴相连，所述履带臂包括驱动轮、从动轮以及套设于所述驱动轮与从动轮上的履带，所述履带臂上设置有螺旋桨，所述履带臂与所述螺旋桨固定为一体；

连接件，所述连接件上设置有沉槽，所述连接件两端分别与两侧履带臂相连，所述法兰嵌入所述沉槽中。

作为进一步改进的，所述电力系统包括电源、大步进电机和小步进电机，所述大步进电机和小步进电机设置于所述履带臂靠所述机身一侧的左右两端，所述大步进电机与所述驱动轮相连接，所述小步进电机与所述从动轮相连接。

作为进一步改进的，所述履带臂数量为4个，设置于所述机身两侧各2个，且分别关于所述机身对称。

作为进一步改进的，还包括有用于采集样本的机械爪，所述机械爪包括起固定作用的底座、与所述底座相连接的动力臂、动力辅助臂，还包括连接臂，所述动力臂与所述动力辅助臂远离所述底座的一端通过所述连接臂相连，所述动力臂与所述连接臂相连处还设置有延长臂，所述延长臂一端所述动力臂与所述连接臂相铰接，另一端设置有动力轮、动力辅助轮以及活动爪。

作为进一步改进的，所述机身为透明材质制成，所述机身内设置有摄像头。

作为进一步改进的，所述螺旋桨设置于所述大步进电机和小步进电机的上侧，且两侧所述螺旋桨分别关于所述机身对称。

作为进一步改进的，所述电源设置于所述机身内。

作为进一步改进的，所述连接件呈拱形结构。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型水陆两栖机器人上设置了可旋转的履带臂，通过在履带臂上设置螺旋桨，使得履带臂转动时螺旋桨同时跟着转动，通过调节螺旋桨的转动方向可以调节水陆两栖机器人在水中的行进方向。

2.水陆两栖机器人上设置有防水机身，且防水机身为透明材质，摄像机可设置于防水机身中，用于采集图像信息，以便可以通过手机网页页面实时监控画面。

3.通过在水陆两栖机器人上设置机械爪，动力臂和动力辅助臂控制机械爪活动，动力臂和动力辅助臂分别由两个防水舵机控制，再通过机械爪的各组成部分相互配合，实现机械爪上的活动爪完成灵活高精度的采集工作。

4.本实用新型水陆两栖机器人上设置了可旋转的履带臂与超声波测距模块，在自动模式下，能够在陆地上行走，检测与前方障碍物的距离实现自动避障；app和遥控控制模式下，能及时响应急停、后退、左转、右转，抬臂，摆臂等指令，完成相应动作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型一种水陆两栖机器人前进或后退的整体结构示意图。

图2是本实用新型一种水陆两栖机器人上浮或下潜的整体结构示意图。

图3是本实用新型一种水陆两栖机器人的“机械爪”结构示意图。

图4是本实用新型一种水陆两栖机器人的“机身”结构示意图。

图5是本实用新型一种水陆两栖机器人的“连接件”结构示意图。

图6是本实用新型一种水陆两栖机器人的“履带臂”结构示意图。

图7是本实用新型一种水陆两栖机器人的“履带臂”另一视角结构示意图。

图8是本实用新型一种水陆两栖机器人的“螺旋桨”结构示意图。

图中：

履带臂10，履带11，螺旋桨12，大步进电机13，小步进电机14，驱动轮15，从动轮16；

机械爪20，底座21，动力臂22，连接臂23，动力辅助臂24，动力轮25，动力辅助轮26，活动爪27；

机身30，舱头31，法兰32，舱身33；

连接件40。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1-8所示，一种水陆两栖机器人，包括用于控制所述水陆两栖机器人的中央控制系统以及用于供电的电力系统，电力系统包括电源、大步进电机13和小步进电机14，中央控制系统包括主控板、超声波测距模块、OpenMv摄像头、降压模块、自研发PCB板、手柄接收模块、ADP-L610-Arduino开发板、开关、主舵机、辅助舵机，还包括防水机身30、履带臂10、螺旋桨12、机械爪20，电源内置于防水机身30结构内，履带臂10用于陆地上行走，螺旋桨12在水中起到推进的作用。

自研发PCB板上装配有电机控制模块、主控板以及降压模块，主控板连接超声波测距模块、电机控制模块、手柄接收模块、摄像头模块以及电源降压模块，电机控制模块分别连接8个直流电机，电源由2块锂电池与降压电路组成，由于中央控制系统所需电流较小，因此降压电路将电源的电压降到标准的5V，用于给主控板供电。

参考图4，机身30为圆筒型结构，亚克力板材质，舱头31与舱身33之间通过法兰32密封连接，具有良好的防水特性，舱身33尾部也设置有法兰32，机身30与履带臂10之间通过连接件40相连，舱头31的法兰32和舱身33尾部的法兰32分别嵌入对应的连接件40中，连接方式稳固，连接件40为拱形结构，结构稳定且牢固，OpenMv摄像头设置于机身30中用于图像采集，机身30防水给OpenMv摄像头提供了一个安全的工作环境。

进一步地，机械爪20装配于机身30之上，机械爪20包括底座21、动力臂22、动力辅助臂24、延长臂28、动力轮25、动力辅助轮26、连接臂23、活动爪27，底座21与法兰32相连接，主舵机与动力臂22相连，主舵机控制动力臂22活动；辅助舵机与动力辅助臂24相连，辅助舵机控制动力辅助臂24活动，延长臂28一端与动力臂22、连接臂23相铰接，另一端与动力轮25、动力辅助轮26以及活动爪27配合连接，通过机械爪20各部分之间的配合使得机械爪20的活动爪27完成抓取任务。由于本实用新型中的机械爪结构比较常规，此处就不多做赘述。

进一步地，参考图6-8，履带臂10由驱动轮15、从动轮16、履带11所组成，大步进电机13和小步进电设置于履带臂10内侧左右两端，驱动轮15由大步进电机13控制，大步进电机13控制连接两侧履带臂10之间的转轴旋转完成摇臂动作，实现竖直方向上的旋转运动，跨越不同障碍；从动轮16由小步进电机14控制，通过小步进电机14控制从动轮16旋转带动履带11的旋转，履带11旋转从而产生位移，实现水陆两栖机器人的前后水平运动，当控制其中左侧履带臂10的履带11停止，右侧履带臂10的履带11依旧旋转，使得水陆两栖机器人发生向左的方向偏移，右侧履带臂10的履带11停止，左侧履带臂10的履带11依旧旋转，则向右偏移，水陆两栖机器人即可发生向左或者向右的运动。

由于履带臂10与螺旋桨12固定为一体，可以通过改变履带臂10来同时改变螺旋桨12的方向，以此使得螺旋桨12推动水陆两栖机器人在水中向不同方向运动。

图1状态下，水陆两栖机器人可以进行在水中前进或者后退；图2状态下，此时可以进行水中上浮或者下潜。

进一步地，该水陆两栖机器人具备三种运行模式，第一种为自动控制模式，此种模式下的水陆两栖机器人默认前进过程中通过超声波传感器实时监测与前方障碍物的距离，当检测到水陆两栖机器人与障碍物距离小于30cm时，进行避障动作；第二种为APP控制模式，此种模式下水陆两栖机器人通过WiFi模块登录阿里云服务器以实现无线局域网技术，以此进行远程控制功能；第三种为遥控控制模式，此种模式下水陆两栖机器人通过红外接收模块接受遥控器收到的指令，在APP控制模式与遥控控制模式下，水陆两栖机器人能及时响应急停、后退、左转、右转，抬臂，摆臂等指令，完成相应动作。

进一步地，因为该水陆两栖机器人设置了摄像头与STM32核心板，因此在这三种模式下，皆可通过手机网页页面实时监控水陆两栖机器人摄像头所采集到的图像画面。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水陆两栖机器人，包括控制所述水陆两栖机器人的中央控制系统以及用于供电的电力系统，其特征在于，还包括：

机身，所述机身包括舱头与舱身，所述舱头与舱身之间设置有用于连接和固定的法兰；

履带臂，所述机身两侧的所述履带臂之间通过转轴相连，所述履带臂包括驱动轮、从动轮以及套设于所述驱动轮与从动轮上的履带，所述履带臂上设置有螺旋桨，所述履带臂与所述螺旋桨固定为一体；

连接件，所述连接件上设置有沉槽，所述连接件两端分别与两侧履带臂相连，所述法兰嵌入所述沉槽中。

2.根据权利要求1所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，所述电力系统包括电源、大步进电机和小步进电机，所述大步进电机和小步进电机设置于所述履带臂靠所述机身一侧的左右两端，所述大步进电机与所述驱动轮相连接，所述小步进电机与所述从动轮相连接。

3.根据权利要求2所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，所述履带臂数量为4个，设置于所述机身两侧各2个，且分别关于所述机身对称。

4.根据权利要求1所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，还包括有用于采集样本的机械爪，所述机械爪包括起固定作用的底座、与所述底座相连接的动力臂、动力辅助臂，还包括连接臂，所述动力臂与所述动力辅助臂远离所述底座的一端通过所述连接臂相连，所述动力臂与所述连接臂相连处还设置有延长臂，所述延长臂一端所述动力臂与所述连接臂相铰接，另一端设置有动力轮、动力辅助轮以及活动爪。

5.根据权利要求1所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，所述机身为透明材质制成，所述机身内设置有摄像头。

6.根据权利要求2所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，所述螺旋桨设置于所述大步进电机和小步进电机的上侧，且两侧所述螺旋桨分别关于所述机身对称。

7.根据权利要求2所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，所述电源设置于所述机身内。

8.根据权利要求1所述的一种水陆两栖机器人，其特征在于，所述连接件呈拱形结构。