[实用新型]轮桨腿一体化驱动的水陆两栖机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及水陆两栖机器人，具体地说是一种轮桨腿一体化驱动的水陆两栖机器人。

背景技术

随着世界各海洋强国对海洋科学研究和海洋开发战略的深化与发展，海洋与陆地衔接的极浅水、碎浪带、拍岸浪区和滩涂地带成为近年来科学研究、环境监测、调查取样及军事领域等方面应用和关注的重点区域之一。当前国内外研究的水下机器人主要包括浮游式和爬行式，但这两种水下机器人的作业区域均存在一些局限性：在浅水和深水海域，当前的水下机器人具有一定的作业能力，而在极浅水、碎浪带和海滩区域作业能力较弱，甚至无法作业；而陆上应用的机器人对极浅水和碎浪带区域更是束手无策。水陆两栖机器人是一种集陆地和水中特定运动于一体的特种移动机器人，根据驱动机构和运动形式的不同，现有的水陆两栖机器人大致可以分为单一驱动型和复合驱动型两大类。单一驱动方式的水陆两栖机器人，无论是多足式、波动式、轮式、履带式等，都很难完全满足机器人在水中或者在陆地上的速度、越障、机动性、稳定性等方面的要求。为了实现水陆两栖机器人分别在水中和陆地上多种模式下的高性能运动，开发研制基于新型复合驱动机构的水陆两栖机器人成为近年来两栖机器人的重要研究方向和发展趋势之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有爬行和浮游多运动模式、综合运动性能良好的轮桨腿一体化驱动的水陆两栖机器人，解决了现有水陆两栖机器人在两栖环境下运动模式单一，作业能力较弱，快速性、机动性、稳定性和越障能力等方面不足的问题，为近海岸的海洋开发和利用提供一种有效的高技术手段。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括前浮筒、中前浮筒、水密电子舱、中后浮筒、后浮筒、框架及轮桨腿驱动模块，所述框架上依次安装有前浮筒、中前浮筒、水密电子舱、中后浮筒及后浮筒，在框架上设有多组轮桨腿驱动模块，每组由两个轮桨腿驱动模块组成、对称安装在框架的两侧；所述轮桨腿驱动模块包括轮桨腿直接驱动关节及回转关节，轮桨腿直接驱动关节可转动地与回转关节相连接。

其中：所述轮桨腿驱动模块为三组、六个，对称分布于框架的前端、中部及后端，六个轮桨腿驱动模块结构相同；所述轮桨腿驱动模块内的轮桨腿直接驱动关节包括密封舱体、直接驱动电机组件、密封舱端盖、第一驱动轴、轮桨腿复合机构及桨毂，其中密封舱体的两侧沿径向对称向外延伸，一侧的延伸部可转动地安装在回转关节上，另一侧的延伸部可转动地与固接在框架上的固定支架相连接；所述直接驱动电机组件固定在密封舱体内、与水密电子舱内的电机驱动器组件电连接，直接驱动电机组件的输出轴与第一驱动轴的一端相连接，第一驱动轴的另一端连接有与其连动的轮桨腿复合机构，该轮桨腿复合机构中间的外侧设有连接于第一驱动轴另一端端部的桨毂；所述第一驱动轴上套设有与密封舱体密封连接的密封舱端盖；密封舱端盖通过支撑轴承套设在第一驱动轴上，支撑轴承的一侧设有套设在第一驱动轴上的第一锁紧螺母，支撑轴承的另一侧设有套设在第一驱动轴上的第一旋转密封件；轮桨腿复合机构包括轮缘、轮毂及桨叶，轮毂为中空圆柱、与第一驱动轴键连接，在轮毂的外圆周表面固接有多个均布的桨叶，每个桨叶的外缘均固接有轮缘；轮缘为圆弧形，各轮缘位于同一圆的圆周上，该圆的圆心在轮毂的轴线上；所述轮桨腿驱动模块内的回转关节包括回转舱体、回转电机组件、第一锥齿轮、第二锥齿轮、过渡轴及走线密封组件，所述回转舱体安装在框架上，回转电机组件固定在回转舱体的内部，回转电机组件的输出轴与过渡轴的一端相连接；所述轮桨腿直接驱动关节包括密封舱体，密封舱体的两侧沿径向对称向外延伸，其中一侧的延伸部可转动地与回转舱体相连接，在过渡轴上设有第一锥齿轮、与安装在密封舱体一侧的延伸部上的第二锥齿轮相啮合，带动轮桨腿直接驱动关节转动；在回转舱体上设有走线密封组件，回转电机组件的电缆通过走线密封组件与水密电子舱内的电机驱动器组件电连接；回转舱体内固接有回转电机座，回转电机组件安装在回转电机座上；过渡轴的另一端设有旋转电位计，旋转电位计的电缆通过走线密封组件与水密电子舱内的电机驱动器组件电连接；所述回转舱体通过旋转轴承及第二旋转密封件与密封舱体一侧的延伸部相连接，旋转轴承的上方设有套设在延伸部上的第二锁紧螺母，在第二锥齿轮的上方还设有套在密封舱体一侧延伸部上的固定螺母。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型的两栖机器人基于轮桨腿一体化的总体结构形式，采用三组对称分布的轮桨腿驱动模块，满足机器人在水陆两栖条件的爬行和浮游多运动模式的需求，同时兼顾了机器人运动的稳定性、快速性和协调性。