本發(fā)明涉及機器人，具體是一種陸空兩棲機器人。

背景技術(shù)：

陸空兩棲機器人廣泛應(yīng)用于安防和軍事領(lǐng)域，其主要用于在危險環(huán)境下執(zhí)行偵察、反恐、排爆等危險作業(yè)。由于陸空兩棲機器人的巨大應(yīng)用前景，近年來許多學(xué)者對此展開了研究。

中國專利文獻cn204586396u公開了一種陸空兩棲反恐排爆機器人，該機器人包括一巨大的機械臂、四個螺旋槳、四個輪等，可以在陸地和空中排爆。此種機器人存在的問題是：一、由于空中飛行對載荷苛刻的限制，巨大的機械臂很難由四個螺旋槳帶起來，因此其存在結(jié)構(gòu)不合理的問題。二、由于工作環(huán)境復(fù)雜，巨大的機械臂不僅給操作帶來了極大的麻煩，而且隱蔽性較差，因此其存在操作不方便、隱蔽性差的問題。

中國專利文獻cn105034729a公開了一種可變形多模態(tài)陸空飛行機器人，該機器人包括本體、自動駕駛儀、翼臂裝置、輪轂裝置和吸附裝置，能實現(xiàn)行走、飛行、吸附三種運動模式。此種機器人存在的問題是：一、在進行陸空轉(zhuǎn)換時需要復(fù)雜的動作，不能快速完成轉(zhuǎn)換，因此其存在適應(yīng)性差的問題（無法快速適應(yīng)戰(zhàn)場進行隱蔽偵查）。二、此種機器人不帶有機械手，無法完成排爆除障、地質(zhì)勘探等任務(wù)，因此其存在功能不豐富的問題。三、此種機器人缺少一鍵返航、自動避障、路線記憶等功能，因此其存在智能性差的問題。

基于此，有必要發(fā)明一種全新的陸空兩棲機器人，以解決現(xiàn)有陸空兩棲機器人存在的上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有陸空兩棲機器人結(jié)構(gòu)不合理、操作不方便、隱蔽性差、適應(yīng)性差、功能不豐富、智能性差的問題，提供了一種陸空兩棲機器人。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種陸空兩棲機器人，包括機架部分、螺旋槳部分、腳架部分、機械手部分、控制部分；

所述機架部分包括機架上板、機架下板、n個內(nèi)側(cè)管夾、n個徑向支撐管；機架上板和機架下板相互平行且同軸設(shè)置；n個內(nèi)側(cè)管夾均安裝于機架上板和機架下板之間，且n個內(nèi)側(cè)管夾圍繞機架上板的軸線等距排列；n個徑向支撐管的內(nèi)端一一對應(yīng)地插接于n個內(nèi)側(cè)管夾的內(nèi)腔；

所述螺旋槳部分包括n個螺旋槳固定架、n個螺旋槳驅(qū)動電機、n個螺旋槳、n個螺旋槳保護架；n個螺旋槳固定架一一對應(yīng)地安裝于n個徑向支撐管的外端；n個螺旋槳驅(qū)動電機一一對應(yīng)地安裝于n個螺旋槳固定架的上表面，且n個螺旋槳驅(qū)動電機的輸出軸均與機架上板的軸線平行；n個螺旋槳一一對應(yīng)地裝配于n個螺旋槳驅(qū)動電機的輸出軸上；n個螺旋槳保護架一一對應(yīng)地安裝于n個螺旋槳固定架上，且n個螺旋槳保護架一一對應(yīng)地位于n個螺旋槳的周圍；

所述腳架部分包括n對相互平行且正對設(shè)置的腳架支撐板、n個外側(cè)管夾、n個方向控制模塊、n個方向控制電機、n個減速器、n個電機固定架i、n個減振器、n個速度控制電機、n個全向輪；n個外側(cè)管夾一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板的上端之間，且n個外側(cè)管夾一一對應(yīng)地套接于n個徑向支撐管的外端；n個方向控制模塊一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板的中上部之間；n個方向控制電機一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板的中下部之間，且n個方向控制電機的輸出軸均與機架上板的軸線平行；n個方向控制電機的信號傳輸端與n個方向控制模塊的信號傳輸端一一對應(yīng)地連接；n個減速器一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板的下端之間，且n個減速器的輸入軸與n個方向控制電機的輸出軸一一對應(yīng)地連接；n個電機固定架i一一對應(yīng)地位于n個減速器的正下方；n個減振器的上端與n個減速器的輸出軸一一對應(yīng)地連接；n個減振器的下端與n個電機固定架i一一對應(yīng)地連接；n個速度控制電機一一對應(yīng)地安裝于n個電機固定架i上，且n個速度控制電機的輸出軸均與機架上板的軸線垂直；n個全向輪一一對應(yīng)地裝配于n個速度控制電機的輸出軸上；

所述機械手部分包括機械手底座、舵機固定架、機械手驅(qū)動舵機、機械臂、電機固定架ii、連桿i、連桿ii、絲杠減速電機、機械爪；機械手底座安裝于機架下板的下表面邊緣；舵機固定架安裝于機械手底座上；機械手驅(qū)動舵機安裝于舵機固定架上，且機械手驅(qū)動舵機的輸出軸與機架上板的軸線垂直；機械臂的上端與機械手底座鉸接；電機固定架ii安裝于機械臂的下端；連桿i的上端與機械手驅(qū)動舵機的輸出軸連接，且連桿i與機械手驅(qū)動舵機的輸出軸垂直；連桿ii的上端與連桿i的下端鉸接；連桿ii的下端與機械臂的中部鉸接；絲杠減速電機安裝于電機固定架ii上；機械爪位于電機固定架ii的正下方，且機械爪與絲杠減速電機的輸出軸螺紋連接；

所述控制部分包括中央控制模塊、信號接收與發(fā)射器、路線記憶模塊、gps定位導(dǎo)航模塊、一鍵返航模塊、n個自動避障傳感器、攝像頭、電池；中央控制模塊安裝于機架上板的上表面中央；中央控制模塊的信號傳輸端分別與n個螺旋槳驅(qū)動電機的信號傳輸端、n個方向控制模塊的信號傳輸端、n個速度控制電機的信號傳輸端、機械手驅(qū)動舵機的信號傳輸端、絲杠減速電機的信號傳輸端連接；信號接收與發(fā)射器、路線記憶模塊、gps定位導(dǎo)航模塊、一鍵返航模塊均安裝于機架上板的上表面邊緣；信號接收與發(fā)射器的信號傳輸端、路線記憶模塊的信號傳輸端、gps定位導(dǎo)航模塊的信號傳輸端、一鍵返航模塊的信號傳輸端均與中央控制模塊的信號傳輸端連接；n個自動避障傳感器一一對應(yīng)地安裝于n個徑向支撐管的外端；n個自動避障傳感器的信號傳輸端均與中央控制模塊的信號傳輸端連接；攝像頭安裝于機架下板的下表面中央；攝像頭的信號傳輸端與中央控制模塊的信號傳輸端連接；電池安裝于機架上板和機架下板之間；電池的供電輸出端分別與n個螺旋槳驅(qū)動電機的供電輸入端、n個方向控制模塊的供電輸入端、n個方向控制電機的供電輸入端、n個速度控制電機的供電輸入端、機械手驅(qū)動舵機的供電輸入端、絲杠減速電機的供電輸入端、中央控制模塊的供電輸入端、信號接收與發(fā)射器的供電輸入端、路線記憶模塊的供電輸入端、gps定位導(dǎo)航模塊的供電輸入端、一鍵返航模塊的供電輸入端、n個自動避障傳感器的供電輸入端、攝像頭的供電輸入端連接；

n為正整數(shù)，且n≥2。

工作時，如圖6所示，操作者通過信號接收與發(fā)射器將指令傳給中央控制模塊，中央控制模塊根據(jù)指令協(xié)調(diào)控制n個螺旋槳驅(qū)動電機、n個方向控制模塊、n個速度控制電機、機械手驅(qū)動舵機、絲杠減速電機。具體控制過程如下：一、在中央控制模塊的協(xié)調(diào)控制下，n個螺旋槳驅(qū)動電機驅(qū)動n個螺旋槳進行旋轉(zhuǎn)，由此使得本發(fā)明進行空中飛行。二、在中央控制模塊的協(xié)調(diào)控制下，n個速度控制電機驅(qū)動n個全向輪進行旋轉(zhuǎn)，由此使得本發(fā)明進行陸地行駛。在陸地行駛過程中，n個方向控制模塊根據(jù)指令控制n個方向控制電機，n個方向控制電機依次通過n個減速器、n個減振器、n個電機固定架i、n個速度控制電機驅(qū)動n個全向輪進行轉(zhuǎn)向。三、在中央控制模塊的協(xié)調(diào)控制下，機械手驅(qū)動舵機依次通過連桿i、連桿ii、機械臂、電機固定架ii、絲杠減速電機驅(qū)動機械爪進行移動。當(dāng)機械爪移動至指定位置時，絲杠減速電機驅(qū)動機械爪進行抓取動作，由此使得本發(fā)明完成排爆除障、地質(zhì)勘探等任務(wù)。在上述過程中，n個螺旋槳保護架的作用是：有效保護n個螺旋槳，由此一方面防止螺旋槳受損傷，另一方面防止螺旋槳誤傷到人和物。路線記憶模塊的作用是：實時記錄本發(fā)明的飛行/行駛路線以及操作者的操作習(xí)慣，由此使得操作者使用更加便捷。gps定位導(dǎo)航模塊的作用是：實時記錄本發(fā)明所處的位置，由此防止本發(fā)明丟失，并能為本發(fā)明的飛行/行駛提供導(dǎo)航。一鍵返航模塊的作用是：當(dāng)本發(fā)明啟動一鍵返航時，該模塊會計算最優(yōu)返航路線，在最短的時間內(nèi)回到操作者身邊。n個自動避障傳感器的作用是：當(dāng)本發(fā)明在飛行/行駛過程中遇到障礙時，該傳感器會給中央控制模塊發(fā)送一指令（該指令級別高于操作者下達(dá)的指令），由此使得本發(fā)明進行自動避障，從而防止本發(fā)明炸機。攝像頭的作用是：實時拍攝超清圖像，并將超清圖像實時傳遞給操作者。信號接收與發(fā)射器的作用是：一方面接收操作者傳來的指令，并將其傳給中央控制模塊，另一方面將中央控制模塊的信息傳給操作者，從而實現(xiàn)信息的交流。

基于上述過程，與現(xiàn)有陸空兩棲機器人相比，本發(fā)明所述的一種陸空兩棲機器人具備了如下優(yōu)點：其一，與中國專利文獻cn204586396u公開的一種陸空兩棲反恐排爆機器人相比，本發(fā)明具備了如下優(yōu)點：一、本發(fā)明的體積更小，能夠輕易地由n個螺旋槳帶起來，因此其結(jié)構(gòu)更合理。二、本發(fā)明的體積更小，在復(fù)雜的工作環(huán)境下不僅操作更方便，而且隱蔽性更強。其二，與中國專利文獻cn105034729a公開的一種可變形多模態(tài)陸空飛行機器人相比，本發(fā)明具備了如下優(yōu)點：一、本發(fā)明在中央控制模塊的協(xié)調(diào)控制下能夠快速進行陸空轉(zhuǎn)換，因此其適應(yīng)性更強（能夠快速適應(yīng)戰(zhàn)場進行隱蔽偵查）。二、本發(fā)明帶有機械手，能夠完成排爆除障、地質(zhì)勘探等任務(wù)，因此其功能更豐富。三、本發(fā)明具備了一鍵返航、自動避障、路線記憶等功能，因此其智能性更強。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計巧妙，有效解決了現(xiàn)有陸空兩棲機器人結(jié)構(gòu)不合理、操作不方便、隱蔽性差、適應(yīng)性差、功能不豐富、智能性差的問題，不僅適用于安防和軍事領(lǐng)域，而且適用于民用領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的螺旋槳部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的腳架部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的機械手部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機架上板，2-機架下板，3-內(nèi)側(cè)管夾，4-徑向支撐管，5-螺旋槳固定架，6-螺旋槳驅(qū)動電機，7-螺旋槳，8-螺旋槳保護架，9-腳架支撐板，10-外側(cè)管夾，11-方向控制模塊，12-方向控制電機，13-減速器，14-電機固定架i，15-減振器，16-速度控制電機，17-全向輪，18-機械手底座，19-舵機固定架，20-機械手驅(qū)動舵機，21-機械臂，22-電機固定架ii，23-連桿i，24-連桿ii，25-絲杠減速電機，26-機械爪，27-中央控制模塊，28-信號接收與發(fā)射器，29-路線記憶模塊，30-gps定位導(dǎo)航模塊，31-一鍵返航模塊，32-自動避障傳感器，33-攝像頭，34-電池，35-操作者；n的值為4。

具體實施方式

一種陸空兩棲機器人，包括機架部分、螺旋槳部分、腳架部分、機械手部分、控制部分；

所述機架部分包括機架上板1、機架下板2、n個內(nèi)側(cè)管夾3、n個徑向支撐管4；機架上板1和機架下板2相互平行且同軸設(shè)置；n個內(nèi)側(cè)管夾3均安裝于機架上板1和機架下板2之間，且n個內(nèi)側(cè)管夾3圍繞機架上板1的軸線等距排列；n個徑向支撐管4的內(nèi)端一一對應(yīng)地插接于n個內(nèi)側(cè)管夾3的內(nèi)腔；

所述螺旋槳部分包括n個螺旋槳固定架5、n個螺旋槳驅(qū)動電機6、n個螺旋槳7、n個螺旋槳保護架8；n個螺旋槳固定架5一一對應(yīng)地安裝于n個徑向支撐管4的外端；n個螺旋槳驅(qū)動電機6一一對應(yīng)地安裝于n個螺旋槳固定架5的上表面，且n個螺旋槳驅(qū)動電機6的輸出軸均與機架上板1的軸線平行；n個螺旋槳7一一對應(yīng)地裝配于n個螺旋槳驅(qū)動電機6的輸出軸上；n個螺旋槳保護架8一一對應(yīng)地安裝于n個螺旋槳固定架5上，且n個螺旋槳保護架8一一對應(yīng)地位于n個螺旋槳7的周圍；

所述腳架部分包括n對相互平行且正對設(shè)置的腳架支撐板9、n個外側(cè)管夾10、n個方向控制模塊11、n個方向控制電機12、n個減速器13、n個電機固定架i14、n個減振器15、n個速度控制電機16、n個全向輪17；n個外側(cè)管夾10一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板9的上端之間，且n個外側(cè)管夾10一一對應(yīng)地套接于n個徑向支撐管4的外端；n個方向控制模塊11一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板9的中上部之間；n個方向控制電機12一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板9的中下部之間，且n個方向控制電機12的輸出軸均與機架上板1的軸線平行；n個方向控制電機12的信號傳輸端與n個方向控制模塊11的信號傳輸端一一對應(yīng)地連接；n個減速器13一一對應(yīng)地安裝于n對腳架支撐板9的下端之間，且n個減速器13的輸入軸與n個方向控制電機12的輸出軸一一對應(yīng)地連接；n個電機固定架i14一一對應(yīng)地位于n個減速器13的正下方；n個減振器15的上端與n個減速器13的輸出軸一一對應(yīng)地連接；n個減振器15的下端與n個電機固定架i14一一對應(yīng)地連接；n個速度控制電機16一一對應(yīng)地安裝于n個電機固定架i14上，且n個速度控制電機16的輸出軸均與機架上板1的軸線垂直；n個全向輪17一一對應(yīng)地裝配于n個速度控制電機16的輸出軸上；

所述機械手部分包括機械手底座18、舵機固定架19、機械手驅(qū)動舵機20、機械臂21、電機固定架ii22、連桿i23、連桿ii24、絲杠減速電機25、機械爪26；機械手底座18安裝于機架下板2的下表面邊緣；舵機固定架19安裝于機械手底座18上；機械手驅(qū)動舵機20安裝于舵機固定架19上，且機械手驅(qū)動舵機20的輸出軸與機架上板1的軸線垂直；機械臂21的上端與機械手底座18鉸接；電機固定架ii22安裝于機械臂21的下端；連桿i23的上端與機械手驅(qū)動舵機20的輸出軸連接，且連桿i23與機械手驅(qū)動舵機20的輸出軸垂直；連桿ii24的上端與連桿i23的下端鉸接；連桿ii24的下端與機械臂21的中部鉸接；絲杠減速電機25安裝于電機固定架ii22上；機械爪26位于電機固定架ii22的正下方，且機械爪26與絲杠減速電機25的輸出軸螺紋連接；

所述控制部分包括中央控制模塊27、信號接收與發(fā)射器28、路線記憶模塊29、gps定位導(dǎo)航模塊30、一鍵返航模塊31、n個自動避障傳感器32、攝像頭33、電池34；中央控制模塊27安裝于機架上板1的上表面中央；中央控制模塊27的信號傳輸端分別與n個螺旋槳驅(qū)動電機6的信號傳輸端、n個方向控制模塊11的信號傳輸端、n個速度控制電機16的信號傳輸端、機械手驅(qū)動舵機20的信號傳輸端、絲杠減速電機25的信號傳輸端連接；信號接收與發(fā)射器28、路線記憶模塊29、gps定位導(dǎo)航模塊30、一鍵返航模塊31均安裝于機架上板1的上表面邊緣；信號接收與發(fā)射器28的信號傳輸端、路線記憶模塊29的信號傳輸端、gps定位導(dǎo)航模塊30的信號傳輸端、一鍵返航模塊31的信號傳輸端均與中央控制模塊27的信號傳輸端連接；n個自動避障傳感器32一一對應(yīng)地安裝于n個徑向支撐管4的外端；n個自動避障傳感器32的信號傳輸端均與中央控制模塊27的信號傳輸端連接；攝像頭33安裝于機架下板2的下表面中央；攝像頭33的信號傳輸端與中央控制模塊27的信號傳輸端連接；電池34安裝于機架上板1和機架下板2之間；電池34的供電輸出端分別與n個螺旋槳驅(qū)動電機6的供電輸入端、n個方向控制模塊11的供電輸入端、n個方向控制電機12的供電輸入端、n個速度控制電機16的供電輸入端、機械手驅(qū)動舵機20的供電輸入端、絲杠減速電機25的供電輸入端、中央控制模塊27的供電輸入端、信號接收與發(fā)射器28的供電輸入端、路線記憶模塊29的供電輸入端、gps定位導(dǎo)航模塊30的供電輸入端、一鍵返航模塊31的供電輸入端、n個自動避障傳感器32的供電輸入端、攝像頭33的供電輸入端連接；

n為正整數(shù)，且n≥2。

具體實施時，所述內(nèi)側(cè)管夾3為碳纖管夾；所述徑向支撐管4為碳纖管；所述外側(cè)管夾10為碳纖管夾；所述全向輪17為2寸全向輪；所述機械臂21為碳纖機械臂；所述攝像頭33為4k超清攝像頭；所述電池34為高能量密度電池。