[发明专利]一种兼具飞行和爬壁功能的两栖机器人

说明书

本发明公开了一种兼具飞行和爬壁功能的两栖机器人，包括履带爬壁机构，履带爬壁机构上连接有四旋翼倾转机构。该机器人通过倾转旋翼的方式来变换机器人的姿态，飞行时，履带爬壁机构处于水平姿态，需要在壁面上着陆时，四旋翼倾转机构将履带爬壁机构变换为近似竖直姿态，并逐渐接近壁面进行稳定着陆，使机器人重心紧贴壁面，同时着陆过程中旋翼提供稳定的竖直升力。

技术领域

本发明属于特种机器人技术领域，涉及一种兼具飞行和爬壁功能的两栖机器人。

背景技术

爬壁机器人是能够在垂直壁面上爬行的特种机器人，在灾难搜救、军事侦察、桥梁检测、星球探测等领域具有广阔的应用前景。而单一爬壁功能很难适应复杂的任务环境，例如出发地距离执行侦察任务的目的地有一定距离，机器人需要适应复杂地形环境，且爬行速度较慢。

兼具飞行和爬壁功能的机器人能够提升机器人的任务执行能力，飞行功能可以辅助爬壁机器人适应复杂的任务环境。中国专利(申请号：201310118990.4；专利名称：一种飞行和爬壁两栖机器人及其控制方法；公开号：103192987A；公开日：2013.07.10)公开了一种飞行和爬壁两栖机器人及其控制方法，可以在飞行和爬壁之间进行自主的切换，着陆在壁面上时四旋翼处于水平姿态，重心距离壁面较远，倾覆力矩大。美国斯坦福大学研制的具有飞行和爬壁功能的SCAMP机器人着陆在壁面上时四旋翼顶部贴近壁面，重心距离壁面较近，倾覆力矩小(Pope M T,Kimes C W,Jiang H,et al.A Multimodal Robot for Perchingand Climbing on Vertical Outdoor Surfaces[J].IEEE Transactions on Robotics,2017,33(1):38-48.)，但在壁面着陆过程中，SCAMP机器人头部接触壁面支撑，在自身惯性和气动推进力的作用下机身翻转90°后爪刺结构才接触壁面进行粘附，四旋翼翻转较大角度后，气动推进力在竖直方向上的分力不足以克服自身重力，稳定性不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼具飞行和爬壁功能的两栖机器人，该机器人通过倾转旋翼的方式来变换机器人的姿态，使机器人重心紧贴壁面，同时着陆过程中旋翼提供稳定的竖直升力。

本发明所采用的技术方案是，一种兼具飞行和爬壁功能的两栖机器人，包括履带爬壁机构，包括履带爬壁机构上连接有四旋翼倾转机构。

本发明的特点还在于，

履带爬壁机构包括机构本体，机构本体的相对两侧分别设有粘附履带本体(1-2)，每条粘附履带本体的两端分别设有带轮A和带轮B；

机构本体的一端设有两个爬壁电机，一个爬壁电机对应驱动一条粘附履带本体动作；每条粘附履带本体上的带轮A与一个爬壁电机的输出轴连接；

机构本体的另一端中部设有尾巴，尾巴上连接有舵机A，舵机A的输出轴连接在机构本体上；

机构本体两端的相对两侧分别设有支座，机构本体通过支座与四旋翼倾转机构连接。

四旋翼倾转机构包括位于机构本体两端的转轴A和转轴B，转轴A的两端和转轴B的两端分别通过支座支撑，且转轴A的两端和转轴B的两端分别设有旋翼电机，每个旋翼电机的输出轴朝上设置，且旋翼电机的输出轴上设有旋翼；

转轴A的中部分别设有导向槽A和导向槽B，转轴B的中部分别设有导向槽C和导向槽D，导向槽A和导向槽C位于同一个平面内，导向槽B和导向槽D位于同一个平面内；

绳索A的一端固定在导向槽A内，绳索A的另一端绕在导向槽C内；绳索B的一端绕在导向槽B内，绳索B的另一端连接在舵盘上；舵盘上还连接绳索C的一端，绳索C的另一端绕在导向槽D内；

机构本体的中部设有舵机B，舵机B的输出轴与舵盘连接。

绳索A、绳索B及绳索C均为涤纶绳。