[实用新型]一种陆空两栖机器人

说明书

本实用新型属于机器人技术领域，提供一种陆空两栖机器人，包括椭球形的壳体和设置在壳体内部的中心架、中心旋转轴、驱动电机、运动臂模块、升力模块；中心旋转轴的两端与壳体固定连接，其旋转中心线与壳体的长轴重合，中心旋转轴与中心架通过轴承可转动连接；升力模块固定在可伸出壳体的运动臂模块上，运动臂模块与中心架可滑动或转动连接；驱动电机固定在中心架上，驱动中心旋转轴旋转以带动壳体滚动。该机器人可以在空中前后、左右、上下飞行、空中悬停、定点360°连续转圈、在地面前后滚动、左右转弯，以及原地360°连续旋转。该陆空两栖机器人的工作效率高、结构紧凑、飞行和滚动时的稳定性和灵活性好，提高了该机器人的应用领域。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，特别涉及一种陆空两栖机器人。

背景技术

当前，机器人可以执行一些对人体有危险、甚至人工无法完成的任务，如在狭小空间、污染环境、危险环境中执行任务，还具备比人力成本低、耐用度高、无疲倦感等优点。现有的该类机器人大多为四足机器人或履带式机器人，体积庞大，不利于携带，而且转向能力差，适应复杂狭小环境的能力弱。还有一类球形机器人，球形机器人是一种以球形或近似球形为外壳形状的独立运动体，滚动运动是球形机器人的主要移动方式。球形机器人利用球壳作为机器人的行走装置，并将驱动机构和控制部件都包含在球壳内部，具有结构紧凑、运动灵活和在滚动过程中不会翻倒等优点。因此，球形机器人在国防、工业和行星探测等领域都具有十分广阔的应用前景。

球形机器人其运动时是依靠外壳和地面间的摩擦来提供运动力，因此，相比轮式、履带式机器人，球形机器人的爬坡和越障能力大幅度减弱。如申请号为CN102020000371181的专利申请给出了一种球形机器人，解决了现有的球形机器人防护能力差、通过性差的问题。通过增加表面球壳摩擦力增加了防护能力和通过性，但该方案给出的球形机器人任然没有越障能力。

陆空两栖机器人既能在空中快速飞行，又能在地面灵活运动，兼具良好的快速性、隐蔽性和越障能力，大幅度拓宽了应用场景，在非常多的军用和民用领域都具有重要的应用需求。现有的方案大部分都是在融合飞机和汽车一体化方面做工作，如将固定翼机翼设计成折叠以增加其地面移动时的通过性等。或者将多旋翼飞行器和轮式汽车底盘结合以实现陆空运动。固定翼折叠方案需要滑跑起飞和降落，多旋翼和汽车底盘结合方式导致飞行时汽车底盘完全成了“死重”而导致时间过短。

如申请号为CN201911392068.8专利申请给出了单涵道陆空跨域机器人及其控制方法，通过设置姿态平衡系统的控制力矩陀螺群获得X轴、Y轴和Z轴的扭矩控制量，进而通过扭矩控制量对机身进行姿态调整；通过两个轮足舵机控制轮足装置的腿部连杆和上腿关节，提升了轮足系统的灵活性和稳定性；根据环境识别系统对行进环境的判断，对轮足系统、涵道风扇系统以及飞行控制系统进行相应调整，使得机器人进入不同的行进模式。该方案飞行模式控制复杂、稳定性不好、结构复杂笨重，地面轮足式增加了通过性但也带来了重量和功耗大的缺点，另外空中飞行和地面运动功能也是简单叠加，整体性能不好。

再如申请号为CN201811409108的专利申请给出了用于桥梁检测的三维巡航方法及系统，技术方案：采用飞爬两栖机器人，飞爬两栖机器人包括飞行模块和爬行模块，所述爬行模块上设有吸附装置，飞爬两栖机器人的主控模块连接有GPS定位模块，所述飞爬两栖机器人搭载有桥梁检测装置。该方案的不足是爬行模块运动缓慢且容易失效，爬行时飞行模块的螺旋桨受风的影响极易打到作业线路上导致机器人损毁，另外飞行和爬行功能是也简单叠加，整体性能有限。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中结构复杂、重量和功耗大、飞行和运动时间短、飞行和运动稳定性不好等不足，提出了一种陆空两栖机器人，该两栖机器人可以在空中前后、左右、上下快速飞行，还可以空中悬停、定点360°连续转圈；还可以在地面前后滚动、左右转弯、可以原地360°连续旋转，实现空中快速稳定飞行和地面灵活运动功能。为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：