越障偵察機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種越障偵察機(jī)器人，屬于能在復(fù)雜路面行進(jìn)和飛行越障的偵察機(jī)器人。飛行部分的上安裝板通過腿管管夾支座與陸行部分的下安裝板固定連接。本發(fā)明的有益效果是，陸行部分采用仿生腿和輪子結(jié)合的行進(jìn)方式，兼顧越障和速度兩方面性能；在陸空兩棲轉(zhuǎn)換時(shí)可以垂直起降，飛行部分沒有機(jī)械傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單不易損壞易于維護(hù)。該機(jī)器人不僅具有地面快速行進(jìn)能力同時(shí)兼?zhèn)涞孛嬖秸瞎δ?，還可以在任何地形的任意地點(diǎn)垂直起飛降落。
【專利說明】越障偵察機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行偵察的機(jī)器人裝置，屬于能在復(fù)雜路面行進(jìn)和飛行越障的偵察機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，已有的陸空偵察設(shè)備有:輪式車和固定翼飛機(jī)的結(jié)合產(chǎn)物、輪式車和旋翼機(jī)的結(jié)合產(chǎn)物。輪式，越障能力有限，在冰面、雪地、泥地、沙石地的行進(jìn)性能不足；固定翼結(jié)構(gòu)，滑跑起降，需要較長的平坦路面，對(duì)起降場地要求高，不能懸停，可操作性差，機(jī)翼體積較大；旋翼機(jī)結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可靠性、維護(hù)性差，也需要滑跑起降，并且飛行速度有限。在查閱過程中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外已有的偵察設(shè)備不能兼顧行走越障、飛行越障、輪式快速行進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種越障偵察機(jī)器人，以解決現(xiàn)有陸空兩棲設(shè)備不能垂直起降、地面越障性能差的問題。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:飛行部分的上安裝板通過腿管管夾支座與陸行部分的下安裝板固定連接。
[0005]所述飛行部分的結(jié)構(gòu)是:電控箱與上安裝板固定連接，舵機(jī)與上安裝板固定連接，舵機(jī)的輸出軸通過鍵與螺旋槳支撐管管夾連接，該螺旋槳支撐管管夾通過螺栓與螺旋槳支撐管連接，該螺旋槳支撐管終端通過螺旋槳支撐管管夾固定住上下無刷電機(jī)，無刷電機(jī)的輸出軸通過子彈頭緊固螺母分別與正螺旋槳、反螺旋槳固定連接；
所述陸行部分的結(jié)構(gòu)是:腿管管夾支座通過螺栓固定在上安裝板和下安裝板間，腿部無刷電機(jī)通過無刷電機(jī)支座固定到下安裝板上，電機(jī)輸出同步齒輪通過鍵連接在腿部無刷電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)輸出同步齒輪與單面齒同步帶哨合，單面齒同步帶與同步齒輸出軸嚙合，同步齒輸出軸通過軸承與腿管終端管夾配合，皮帶壓緊彈簧固定在皮帶壓緊帶輪兩端，皮帶壓緊帶輪壓在單面齒同步帶的外側(cè)使單面齒同步帶時(shí)刻處于張緊狀態(tài)，其中單面齒同步帶穿過腿管內(nèi)腔，腿管管夾通過螺栓緊固住腿管，同步齒輸出軸通過鍵連接在變速箱上，變速箱輸出軸與變速箱連接，腿部舵機(jī)通過鍵與腿管管夾連接在一起；
輪式腿上側(cè)板和輪式腿下側(cè)板通過螺栓螺母連接在一起，兩板之間留有1mm的間隙，帶棘爪的3.7G電機(jī)通過螺栓固定在輪式腿上側(cè)板的外側(cè)，變速箱輸出軸通過軸套與輪式腿上側(cè)板和輪式腿下側(cè)板的軸孔配合，變速箱輸出軸通過鍵與主軸輸入齒輪和棘輪分別固定在一起，主軸輸入齒輪與同步階梯直齒輪嚙合，同步階梯直齒輪與雙面齒同步帶外嚙合，雙面齒同步帶與小同步輪內(nèi)嚙合，小同步輪通過鍵與輪子固定到一起。
[0006]本發(fā)明的有益效果是，陸行部分采用仿生腿和輪子結(jié)合的行進(jìn)方式，兼顧越障和速度兩方面性能；在陸空兩棲轉(zhuǎn)換時(shí)可以垂直起降，飛行部分沒有機(jī)械傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單不易損壞易于維護(hù)。該機(jī)器人不僅具有地面快速行進(jìn)能力同時(shí)兼?zhèn)涞孛嬖秸瞎δ?，還可以在任何地形的任意地點(diǎn)垂直起飛降落。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明去掉電控箱、上層板和飛行部分的軸測圖；
圖3是本發(fā)明行走驅(qū)動(dòng)部分半剖視圖；
圖4是本發(fā)明行走驅(qū)動(dòng)部分半剖視圖；
圖5是本發(fā)明仿生輪式腿整體軸測圖；
圖6是本發(fā)明仿生輪式腿去掉側(cè)板的軸側(cè)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]飛行部分I的上安裝板1004通過腿管管夾支座2003與陸行部分2的下安裝板1010固定連接。
[0009]在圖1中，子彈頭緊固螺母1001、正螺旋槳1002、電控箱1003、上安裝板1004、舵機(jī)1005、反螺旋槳1006、無刷電機(jī)1007、螺旋槳支撐管1008、螺旋槳支撐管管夾1009、下安裝板1010。
[0010]所述飛行部分I的結(jié)構(gòu)是:電控箱1003與上安裝板1004固定連接，舵機(jī)1005與上安裝板1004固定連接，舵機(jī)1005的輸出軸通過鍵與螺旋槳支撐管管夾1009連接，該螺旋槳支撐管管夾1009通過螺栓與螺旋槳支撐管1008連接，該螺旋槳支撐管1008終端通過螺旋槳支撐管管夾1009固定住上下無刷電機(jī)1007，無刷電機(jī)1007的輸出軸通過子彈頭緊固螺母1001分別與正螺旋槳1002、反螺旋槳1006固定連接；
在圖2、圖3、圖4中，同步齒輸出軸2001、無刷電機(jī)支座2002、腿管管夾支座2003、腿管2004、腿管管夾2005、單面齒同步帶2006、變速箱輸出軸2007、變速箱2008、腿管終端管夾2009、腿部舵機(jī)2010、皮帶壓緊彈簧2011、電機(jī)輸出同步齒輪2012、皮帶壓緊帶輪2013、腿部無刷電機(jī)2014 ；
所述陸行部分2的結(jié)構(gòu)是:腿管管夾支座2003通過螺栓固定在上安裝板1004和下安裝板1010間，腿部無刷電機(jī)2014通過無刷電機(jī)支座2002固定到下安裝板1010上，電機(jī)輸出同步齒輪2012通過鍵連接在腿部無刷電機(jī)2014的輸出軸上，電機(jī)輸出同步齒輪2012與單面齒同步帶2006嚙合，單面齒同步帶2006與同步齒輸出軸2001嚙合，同步齒輸出軸2001通過軸承與腿管終端管夾2009配合，皮帶壓緊彈簧2011固定在皮帶壓緊帶輪2013兩端，皮帶壓緊帶輪2013壓在單面齒同步帶2006的外側(cè)使單面齒同步帶2006時(shí)刻處于張緊狀態(tài)，其中單面齒同步帶2006穿過腿管2004內(nèi)腔，腿管管夾2005通過螺栓緊固住腿管2004，同步齒輸出軸2001通過鍵連接在變速箱2008上，變速箱輸出軸2007與變速箱2008連接，腿部舵機(jī)2010通過鍵與腿管管夾2005連接在一起；
在圖5、圖6中，輪式腿上側(cè)板2015、輪式腿下側(cè)板2016、輪子2017、棘輪2018、帶棘爪的3.7G電機(jī)2019、主軸輸入齒輪2020、同步階梯直齒輪2021、雙面齒同步帶2022、小同步輪 2023 ；
輪式腿上側(cè)板2015和輪式腿下側(cè)板2016通過螺栓螺母連接在一起，兩板之間留有1mm的間隙，帶棘爪的3.7G電機(jī)2019通過螺栓固定在輪式腿上側(cè)板2015的外側(cè)，變速箱輸出軸2007通過軸套與輪式腿上側(cè)板2015和輪式腿下側(cè)板2016的軸孔配合，變速箱輸出軸2007通過鍵與主軸輸入齒輪2020和棘輪2018分別固定在一起，主軸輸入齒輪2020與同步階梯直齒輪2021嚙合，同步階梯直齒輪2021與雙面齒同步帶2022外嚙合，雙面齒同步帶2022與小同步輪2023內(nèi)嚙合，小同步輪2023通過鍵與輪子2017固定到一起。
[0011]當(dāng)帶棘爪的3.7G電機(jī)2019不做動(dòng)(棘輪2018沒有被棘爪卡住，棘輪2018相對(duì)于輪式腿上側(cè)板2015轉(zhuǎn)動(dòng))且同步齒輸出軸2001有速度輸出時(shí)，輪子2017轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人以普通輪子滾動(dòng)方式前進(jìn)；當(dāng)帶棘爪的3.7G電機(jī)2019做動(dòng)時(shí)(棘輪2018被棘爪卡住，棘輪2018與輪式腿上側(cè)板2015固定在一起)，變速箱輸出軸2007相對(duì)于輪式腿上側(cè)板2015和輪式腿下側(cè)板2016不動(dòng)，從而輪式腿上側(cè)板2015和輪式腿下側(cè)板2016隨變速箱輸出軸2007進(jìn)行周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)仿生輪式腿功能。
[0012]由陸行部分和飛行部分組成，飛行部分采用8個(gè)直流無刷電機(jī)(兩個(gè)一組)直接驅(qū)動(dòng)8個(gè)螺旋槳提供升力。地面行進(jìn)部分采用4個(gè)仿生輪式腿結(jié)構(gòu)，既可以周轉(zhuǎn)行走前進(jìn)又可以采用輪式快速前進(jìn)，左右4個(gè)輪式腿分別由兩個(gè)無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0013]本發(fā)明中仿生輪式腿結(jié)構(gòu)由3個(gè)相差120的桿件始端固定到一起組成，3個(gè)桿件的終端分別有一個(gè)輪子，3個(gè)輪子聯(lián)動(dòng)。當(dāng)整個(gè)仿生腿周轉(zhuǎn)時(shí)，3個(gè)輪子相對(duì)于桿件不動(dòng)，這時(shí)機(jī)器人采用越障能力極強(qiáng)的仿生腿結(jié)構(gòu)前進(jìn)。當(dāng)仿生腿不周轉(zhuǎn)時(shí)，3個(gè)小輪子相對(duì)于桿件和地面都進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得行進(jìn)速度提高。在兩種行進(jìn)方式間可以任意轉(zhuǎn)化，將速度輸入主軸和機(jī)架(桿件)固定在一起就可以實(shí)現(xiàn)仿生周轉(zhuǎn)，反之采用后者輪式快速行進(jìn)。飛行部分采用8個(gè)無刷電機(jī)直機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳提供升力，兩個(gè)電機(jī)為一組，這兩個(gè)電機(jī)在同一豎直軸線上反向安裝，分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)槳相對(duì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣兩個(gè)電機(jī)可以相互抵消扭矩。這一組電機(jī)固定在由機(jī)架伸出的一個(gè)桿件終端，一共伸出4個(gè)桿件。
【權(quán)利要求】
1.一種越障偵察機(jī)器人，其特征在于:飛行部分的上安裝板通過腿管管夾支座與陸行部分的下安裝板固定連接。
2.所述飛行部分的結(jié)構(gòu)是:電控箱與上安裝板固定連接，舵機(jī)與上安裝板固定連接，舵機(jī)的輸出軸通過鍵與螺旋槳支撐管管夾連接，該螺旋槳支撐管管夾通過螺栓與螺旋槳支撐管連接，該螺旋槳支撐管終端通過螺旋槳支撐管管夾固定住上下無刷電機(jī)，無刷電機(jī)的輸出軸通過子彈頭緊固螺母分別與正螺旋槳、反螺旋槳固定連接。
3.所述陸行部分的結(jié)構(gòu)是:腿管管夾支座通過螺栓固定在上安裝板和下安裝板間，腿部無刷電機(jī)通過無刷電機(jī)支座固定到下安裝板上，電機(jī)輸出同步齒輪通過鍵連接在腿部無刷電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)輸出同步齒輪與單面齒同步帶哨合，單面齒同步帶與同步齒輸出軸嚙合，同步齒輸出軸通過軸承與腿管終端管夾配合，皮帶壓緊彈簧固定在皮帶壓緊帶輪兩端，皮帶壓緊帶輪壓在單面齒同步帶的外側(cè)使單面齒同步帶時(shí)刻處于張緊狀態(tài)，其中單面齒同步帶穿過腿管內(nèi)腔，腿管管夾通過螺栓緊固住腿管，同步齒輸出軸通過鍵連接在變速箱上，變速箱輸出軸與變速箱連接，腿部舵機(jī)通過鍵與腿管管夾連接在一起； 輪式腿上側(cè)板和輪式腿下側(cè)板通過螺栓螺母連接在一起，兩板之間留有1mm的間隙，帶棘爪的3.7G電機(jī)通過螺栓固定在輪式腿上側(cè)板的外側(cè)，變速箱輸出軸通過軸套與輪式腿上側(cè)板和輪式腿下側(cè)板的軸孔配合，變速箱輸出軸通過鍵與主軸輸入齒輪和棘輪分別固定在一起，主軸輸入齒輪與同步階梯直齒輪嚙合，同步階梯直齒輪與雙面齒同步帶外嚙合，雙面齒同步帶與小同步輪內(nèi)嚙合，小同步輪通過鍵與輪子固定到一起。
【文檔編號(hào)】B60F5/02GK104401193SQ201410716902
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】張邦成, 龐在祥, 魏艷輝, 曹興, 孫守珩, 程廷海, 張冰, 孔清嶼, 宋柏林, 趙銳, 董新, 呂寶家, 高斯, 高梓峰 申請(qǐng)人:長春工業(yè)大學(xué), 吉林省電力科學(xué)研究院有限公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院