[发明专利]一种陆空两栖双环变形机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种陆空两栖双环变形机器人，具体是一种可折叠变形以改变其陆地上行走姿态和空中飞行姿态的多用途机器人。

背景技术

陆空双栖机器人在环境探测、安保探测、救生探测、航拍侦察等领域应用广泛，目前陆空两栖机器人大都无法变形以满足在不同狭窄空间中的行走之需，亦无法通过在空中变形改变其飞行姿态。

如中国发明专利申请（CN104260605A）公开的一种基于变胞原理的陆空两栖球形变胞机器人，这款机器人准备飞行时，上半球壳通过向上运动来让位于折叠机架的支撑臂，待支撑臂展开到位后，上半球壳再向下运动归位，即通过上半球壳和下半球壳对合定位伸出球壳的四个支撑臂，然后打开支撑臂外端的电机带动旋翼高速转动，实现四旋翼机器人的飞行；行走时，上半球壳通过向上运动来让位于折叠机架的支撑臂，支撑臂水平回摆缩进到球壳内，上半球壳再向下运动归位，即把旋翼收纳于球壳内，再把四连杆的腿部展出，变成四足爬行机器人；机器人起飞后，需要把腿部回缩小使下部变成一完整的半球壳，降低飞行时的阻力。这款机器人所存在的问题有：①飞行和爬行模式切换时，安装旋翼电机的支撑臂需要伸缩出入球壳，四连杆的腿部需要伸缩进出球壳，这复杂的机构设计使该机器人的结构非常复杂，操控非常不便；②遇到如高窄或低宽的陆地行进空间时，由于球壳无法缩小变形，因而无法通过高窄或低宽的狭窄空间；③四旋翼飞行时，由于自身体积无法变形，因此遇到狭窄的飞行空间时，该款机器人无法飞行穿越通过；④采用四足爬行，陆上行走速度慢。

发明内容

为解决上述陆空两栖机器人所存在的问题，本发明旨在提出一种陆空两栖双环变形机器人，使其在陆地移动时可全方位自动适应地形、可以折叠状态在陆上狭窄空间中前后移动、左右移动、翻转或原地打转；使其在空中飞行时通过改变折叠状态来调节飞行姿态，以此通过狭窄的飞行空间。

为达上述目的，本发明提供一种陆空两栖双环变形机器人，其特征在于其包括：相套并在一径向上的两端铰接以旋转配合的一外圆环和一内圆环，外圆环的外径面上至少套接一可绕其轴向转动的外轮圈，内圆环的外径面上至少套接一可绕其轴向转动的内轮圈；内圆环的环内还固定有：一用于改变外圆环和内圆环相对折叠角度的夹角电机、一用于驱动连接外轮圈转动的外圈电机、一用于驱动连接内轮圈转动的内圈电机；一航模用电调模块，内圆环环内中心轴向的电调模块上固定有两飞控电机，两飞控电机驱动连接两旋向相反的旋翼。

所述的夹角电机的转轴穿过内圆环与外圆环固接，外圈电机的转轴穿过内圆环与外圆环后固接一外圈齿轮驱动外轮圈；夹角电机的转轴和外圈电机的转轴作为上述径向上的两铰接端；通过夹角电机的转轴转动带动外圆环，以控制内圆环和外圆环的折叠角度，以使本发明在陆地行进中改变形状而可穿过狭窄空间；当折叠角度为零时，内圆环完全套在外圆环内，便于本发明收纳及携带；外圈电机转轴上的转动外圈齿轮转动带动外轮圈在外圆环外表面转动，使外圆环可移动。

固定在内圆环环内的所述内圈电机转轴穿过内圆环后固接一内圈齿轮驱动内轮圈；内圈电机带动内圈齿轮驱动内轮圈在内圆环表面转动，使内圆环可移动。

所述的外圆环上设置有若干与外轮圈内表面的转动配合的滚轮；内圆环上设置与内轮圈的内表面转动配合的滚轮。滚轮设置有目的在于支撑外轮圈，并且使外轮圈转动带加灵活。

所述的外轮圈内环表面设置有与外圈齿轮啮合的第一内齿环；外圈齿轮致动第一内齿环，以实现外轮圈转动。

所述的内轮圈内径表面设置有与内圈齿轮啮合的第二内齿环；以实现内圈齿轮带动内轮圈转动。

所述的电调模块两端固定连接在夹角电机和外圈电机之间；所述的电调模块位于两旋翼的旋转面之间；如此设计使两旋翼处于内圆环环内，且电调模块可固定于环内中间对称位置。

所述的内圆环环内还固定一用于控制内圆环转向的导流装置，导流装置包括一导向电机,导向电机的转轴上固定一导流片；通过导流片摆动角度对通过内圆环环内的气流导向，气流反作用于导流片而致动内圆环倾斜，实现本发明的倾斜侧飞功能。

所述的内圆环环内四周还固定有用于安装电池或电路板的电控盒；电控盒中的电池可为本发明提供电源电力，电控盒中的电路板可用于对本发明的夹角电机、外圈电机、内圈电机和导向电机进行控制。

所述的外圆环和内圆环的径向外表面均固定有若干传感器和摄像头；摄像头用于双栖运动中拍摄影像，传感器可以是红外线传感器或是其它侦测用的传感器。

本发明的有益效果如下：