[实用新型]一种陀螺稳定式水陆两栖行驶器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用陀螺特性进行稳定及控制且适合在陆地及水中运动的陀螺稳定式水陆两栖行驶器，属于行驶工具领域。

背景技术

在民事及军事活动中，通过一种较简单的工具实现既能在陆地又能在水面运动具有实际意义；此外，在一些需要对周围环境进行观察但又要求与环境之间具有高度密封性的场合，完全密封的自主或遥控运动工具将发挥重要作用。针对这一需求，本发明提出了一种利用陀螺的定轴性及进动性进行稳定及运动方向控制的水陆两栖行驶器，且由于该行驶器的运动及控制原理的特殊性，该行驶器与周围环境之间不存在动密封，只存在静密封，因而可达到很高的密封级别，适合在密封性要求很高的场合使用。目前国内外未见到该类型的水陆两栖行驶器。

发明内容

本发明目的是提供一种利用陀螺的定轴性及进动性进行行驶器稳定及运动方向控制的水陆两栖行驶器，且该行驶器可作为探测、侦查等设备甚至人员的运行载体，用以在特殊环境下完成相应任务。该水陆两栖行驶器的特点是：能够在陆地及水面行驶，即可直接从陆地行驶到水中或直接从水中行驶到陆地；所有零部件及有效载荷都封装在外壳中，与外界环境之间可以有良好的密封，适合在危险地区进行探测、侦查等活动；结构简单，易于控制。

为解决上述技术问题，本发明的陀螺稳定式水陆两栖行驶器包括外壳、主体结构、陀螺转子、陀螺电枢、驱动电机、运动控制器、电池组、齿轮副、伺服电机、伺服控制器、丝杆副、支撑滑柱、无线传输电台、GPS接收机、桨叶。外壳是由母线绕行驶器轴线旋转而成的旋转体，外壳左右两个侧面各安装若干桨叶；外壳轴线位置的壳体与驱动电机的主轴通过螺钉紧固并密封；驱动电机壳体上安装陀螺电枢，陀螺电枢外部通过一对轴承将陀螺转子支撑在驱动电机壳体上；主体结构与驱动电机外壳固连为一个整体；主体结构下端通过一对丝杠副和2个支撑滑柱连接电池组；电池组上方的壳体上用螺钉固定运动控制器；丝杠副中的丝杠通过一对齿轮副与伺服电机相连，伺服电机通过螺钉固定在主体结构的底端；伺服控制器通过螺钉固定在伺服电机附近的主体结构上；主体结构的顶端安装无线传输电台和GPS接收机。

使用该行驶器时，首先保持行驶器的两个侧端面与地面垂直，此时由于重力作用电池组竖直向下悬垂于航行器内部，然后给陀螺电枢加电，启动陀螺转子并使其保持高速转动，此时由于陀螺的方向稳定性，在没有外力支撑的条件下行驶器可在地面或水面保持竖直状态，即侧面与地面垂直的状态；当需要行驶器向前或向后运动时，控制驱动电机使其正转或反转，此时主体结构下部的电池组将对外壳产生一个驱动力矩，使外壳顺时针或逆时针旋转，当该行驶器位于地面时，由于摩擦力作用将使行驶器在地面滚动，当该行驶器位于水面时，由于侧面的桨叶与水之间的相互作用将使行驶器在水面滚动；在行驶器滚动过程中，悬挂在主体结构上的电池组将略微向运动方向倾斜；当需要行驶器改变运动方向时，给主体结构下端的伺服控制器发控制指令，控制伺服电机转动，伺服电机的转动通过齿轮副带动丝杠副中的丝杠旋转，从而使电池组沿丝杠向左或向右运动，对陀螺转子形成一个进动力矩，该进动力矩造成陀螺转子在水平面内转动，进而带动整个行驶器在水平面内转动，完成行驶器运动方向的改变。

该行驶器上可安装GPS接收机，通过GPS接收机接收GPS信号，为自身定位。

该行驶器可安装无线传输电台，通过传输电台接收运动控制指令或其他指令，并将自身运动信息及有效载荷的信息传输出去。

外壳可由透光非金属材料制成，或部分由金属、部分由非金属制成。

外壳与地面接触部分可为直线段或圆弧线段。

外壳与地面接触部分可为类似汽车轮胎的沟槽结构或其它形式以增大与地面摩擦力。

有益效果：

①该行驶器能够在陆地及水面行驶，即可直接从陆地行驶到水中或直接从水中行驶到陆地；②所有零部件及有效载荷都封装在外壳中，与外界环境之间可以有良好的密封，适合在危险地区进行探测、侦查等活动；③结构简单，易于控制。

附图说明

图1是本发明一种陀螺稳定式水陆两栖行驶器的主剖视图；

图2是本发明一种陀螺稳定式水陆两栖行驶器的侧向局部剖视图；

图3是本发明一种陀螺稳定式水陆两栖行驶器处于直线运动状态时的驱动示意图；

图4是本发明一种陀螺稳定式水陆两栖行驶器处于直线运动状态时沿直线运动方向进行投影的后视图；

图5是本发明一种陀螺稳定式水陆两栖行驶器处于转弯状态时从顶部投影的俯视图；