本發(fā)明涉及一種水陸兩棲機(jī)器人輪漿機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

水陸兩棲機(jī)器人是將陸地移動(dòng)機(jī)器人與水中機(jī)器人的特征相結(jié)合，具有陸地移動(dòng)機(jī)器人機(jī)動(dòng)性強(qiáng)和水中機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定、速度快的雙重優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)在水陸變換介質(zhì)中持續(xù)穩(wěn)定工作。但目前現(xiàn)有的兩棲機(jī)器車都是分別配備了車輪和螺旋槳兩種動(dòng)力設(shè)備，使得兩棲機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量大。

文獻(xiàn)1“申請(qǐng)公布號(hào)是cn103921616a中國(guó)發(fā)明專利”公開了一種車輪及水陸兩棲車。其車輪包括輪轂、輪輻和輪輞，所述輪輻設(shè)置有多個(gè)，每個(gè)輪輻呈片狀，輪輻的兩端分別與輪轂、輪輞連接，所述多個(gè)片狀輪輻圍繞輪轂按照螺旋槳葉片的排列方式設(shè)置形成可對(duì)輪輻附近的流動(dòng)介質(zhì)產(chǎn)生沿車輪軸向上的推力。該車輪的片狀輪輻與車輪固定，在水中驅(qū)動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)隨片狀輪輻旋轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生大的阻力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并且由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，在水中的旋轉(zhuǎn)速度不能過(guò)高，所以影響水中運(yùn)行速度；在水中由于車輪質(zhì)量較大，片狀輪輻高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)車輪能量損耗較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有水陸兩棲機(jī)器人輪漿機(jī)構(gòu)實(shí)用性差的不足，本發(fā)明提供一種基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)。該輪漿機(jī)構(gòu)包括第一舵機(jī)、舵機(jī)云臺(tái)件、第二舵機(jī)、舵機(jī)連接件、電機(jī)固定板、電機(jī)、第一軸承、聯(lián)軸器、軸、車輪連接件、車輪、棘輪、內(nèi)棘輪和螺旋槳。所述棘輪內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)棘輪、彈簧、棘輪檔片和第二軸承，所述螺旋槳通過(guò)軸與內(nèi)棘輪固連；所述棘輪通過(guò)車輪連接件與車輪相連；所述內(nèi)棘輪通過(guò)緊定螺釘與軸固連；所述軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸相連；所述棘輪通過(guò)第二軸承安裝于軸上。本發(fā)明采用一體化輪漿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水陸兩棲機(jī)器人通過(guò)螺旋槳既可以在水中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以同時(shí)通過(guò)車輪在陸地行走，滿足了機(jī)器人水陸兩棲功能的實(shí)現(xiàn)。其車輪內(nèi)圈采用流線型設(shè)計(jì)，具有整流罩的功能，實(shí)用性好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是包括第一舵機(jī)1、舵機(jī)云臺(tái)件2、第二舵機(jī)3、舵機(jī)連接件4、電機(jī)固定板5、電機(jī)6、第一軸承7、聯(lián)軸器8、軸9、車輪連接件10、車輪11、棘輪12、內(nèi)棘輪13和螺旋槳14。所述棘輪12內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)棘輪13、彈簧16、棘輪檔片18和第二軸承23，彈簧16穿過(guò)第一螺釘15，彈簧16的一端貼在內(nèi)棘輪13表面，另一端貼在棘輪檔片18內(nèi)表面，棘輪檔片18通過(guò)第二螺釘17約束，使棘輪檔片18只能繞第二螺釘17的軸旋轉(zhuǎn)，所述螺旋槳14通過(guò)軸9與內(nèi)棘輪13固連；所述棘輪12通過(guò)車輪連接件10與車輪11相連；所述內(nèi)棘輪13通過(guò)緊定螺釘22與軸9固連；所述軸9通過(guò)聯(lián)軸器8與電機(jī)6的輸出軸相連；所述棘輪12通過(guò)第二軸承23安裝于軸9上；所述電機(jī)6通過(guò)電機(jī)固定板5與舵機(jī)連接件4固連，所述電機(jī)6輸出軸通過(guò)第一軸承7安裝在電機(jī)固定板5上；所述舵機(jī)連接件4與第二舵機(jī)3固連；所述第二舵機(jī)3通過(guò)舵機(jī)云臺(tái)件2與第一舵機(jī)1固連。

本發(fā)明的有益效果是：該輪漿機(jī)構(gòu)包括第一舵機(jī)、舵機(jī)云臺(tái)件、第二舵機(jī)、舵機(jī)連接件、電機(jī)固定板、電機(jī)、第一軸承、聯(lián)軸器、軸、車輪連接件、車輪、棘輪、內(nèi)棘輪和螺旋槳。所述棘輪內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)棘輪、彈簧、棘輪檔片和第二軸承，所述螺旋槳通過(guò)軸與內(nèi)棘輪固連；所述棘輪通過(guò)車輪連接件與車輪相連；所述內(nèi)棘輪通過(guò)緊定螺釘與軸固連；所述軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸相連；所述棘輪通過(guò)第二軸承安裝于軸上。本發(fā)明采用一體化輪漿機(jī)構(gòu)，使機(jī)器人通過(guò)螺旋槳既可以在水中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以通過(guò)車輪在陸地行走，其車輪內(nèi)圈采用流線型設(shè)計(jì)，具有整流罩的功能，實(shí)用性好。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)的等軸測(cè)圖。

圖3是圖1中棘輪的局部放大圖。

圖4是本發(fā)明一體化輪漿機(jī)構(gòu)與水陸兩棲機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1-第一舵機(jī)；2-舵機(jī)云臺(tái)件；3-第二舵機(jī)；4-舵機(jī)連接件；5-電機(jī)固定板；6-電機(jī)；7-第一軸承；8-聯(lián)軸器；9-軸；10-車輪連接件；11-車輪；12-棘輪；13-內(nèi)棘輪；14-螺旋槳；15-第一螺釘；16-彈簧；17-第二螺釘；18-棘輪檔片；19-車蓋；20-車殼；21-舵機(jī)固定板；22-緊定螺釘；23-第二軸承。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例參照?qǐng)D1～4。

本發(fā)明基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)包括棘輪12、螺旋槳14和車輪11，所述棘輪12內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)棘輪13、第一螺釘15、彈簧16、第二螺釘17、棘輪檔片18、第二軸承23；所述內(nèi)棘輪13通過(guò)軸9與螺旋槳14相連；所述棘輪12通過(guò)車輪連接件10與車輪11相連；所述內(nèi)棘輪13裝有緊定螺釘22；所述軸9通過(guò)聯(lián)軸器8與電機(jī)6的輸出軸相連；所述軸9上裝有第二軸承23；所述電機(jī)6輸出軸上裝有第一軸承7；所述電機(jī)6通過(guò)電機(jī)固定板5與舵機(jī)連接件4相連；所述舵機(jī)連接件4與第二舵機(jī)3相連；所述第二舵機(jī)3通過(guò)舵機(jī)云臺(tái)件2與第一舵機(jī)1相連。

設(shè)沿軸9軸向向右為正方向，當(dāng)電機(jī)6正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)6輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器8使軸9正向旋轉(zhuǎn)，軸9通過(guò)緊定螺釘22使內(nèi)棘輪13正向旋轉(zhuǎn)，棘輪檔片18通過(guò)第二螺釘17約束，其只能具有旋轉(zhuǎn)的自由度，通過(guò)第一螺釘15約束的彈簧16使棘輪檔片18撥出，當(dāng)內(nèi)棘輪13旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)棘輪檔片18旋轉(zhuǎn)，通過(guò)棘輪12的鋸型齒槽帶動(dòng)棘輪12旋轉(zhuǎn)，車輪11通過(guò)車輪連接件10與棘輪12連接，車輪11與螺旋槳14均正向旋轉(zhuǎn)，此即陸地輪式運(yùn)動(dòng)模式；當(dāng)電機(jī)6反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)6輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器8使軸9反向旋轉(zhuǎn)，軸9通過(guò)緊定螺釘22使內(nèi)棘輪13反向旋轉(zhuǎn)，棘輪檔片18通過(guò)第二螺釘17約束，其只能具有旋轉(zhuǎn)的自由度，通過(guò)第一螺釘15約束的彈簧16使棘輪檔片18撥出，由于內(nèi)棘輪13反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)棘輪檔片18旋轉(zhuǎn)，由于棘輪12齒槽方向不同，棘輪檔片18每通過(guò)一個(gè)棘輪12的齒槽均被撥回內(nèi)棘輪13預(yù)留槽里，這時(shí)棘輪12并不旋轉(zhuǎn)，仍然保持相對(duì)靜止的狀態(tài)，最終車輪11也保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，次即水中螺旋槳高速獨(dú)立旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模式。第一舵機(jī)1通過(guò)輸出軸旋轉(zhuǎn)舵盤使舵機(jī)云臺(tái)件2旋轉(zhuǎn)，會(huì)使與舵機(jī)云臺(tái)件相連的第二舵機(jī)3旋轉(zhuǎn)，與第二舵機(jī)3相連的其他部件均產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)路面不平整時(shí)通過(guò)第二舵機(jī)3通過(guò)輸出軸旋轉(zhuǎn)舵盤，會(huì)使車輪調(diào)整與地面的角度，使車輪穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明一體化輪漿機(jī)構(gòu)與水陸兩棲機(jī)器人裝配時(shí)，所述第一舵機(jī)1通過(guò)舵機(jī)固定板21與車殼20相連；所述車殼20與車蓋19相連。這是一款應(yīng)用一體化輪漿機(jī)構(gòu)應(yīng)用的水陸兩棲車。

一體化輪漿機(jī)構(gòu)，通過(guò)采用棘輪結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水陸兩棲機(jī)器人的螺旋槳可以在水中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使機(jī)器人能夠不使用獨(dú)立螺旋槳的同時(shí)保持輪式結(jié)構(gòu)，滿足了機(jī)器人水陸兩棲功能的實(shí)現(xiàn)。其車輪內(nèi)圈采用流線型設(shè)計(jì)，具有整流罩的功能，可以使水陸兩棲機(jī)器人在水中更高效的，減小噪聲的運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于棘輪結(jié)構(gòu)的水陸兩棲機(jī)器人一體化輪漿機(jī)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有水陸兩棲機(jī)器人輪漿機(jī)構(gòu)實(shí)用性差的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案是包括舵機(jī)連接件、電機(jī)固定板、電機(jī)、第一軸承、聯(lián)軸器、軸、車輪連接件、車輪、棘輪、內(nèi)棘輪和螺旋槳。所述棘輪內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)棘輪、彈簧、棘輪檔片和第二軸承，所述螺旋槳通過(guò)軸與內(nèi)棘輪固連；所述棘輪通過(guò)車輪連接件與車輪相連；所述內(nèi)棘輪通過(guò)緊定螺釘與軸固連；所述軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸相連；所述棘輪通過(guò)第二軸承安裝于軸上。本發(fā)明采用一體化輪漿機(jī)構(gòu)，使機(jī)器人通過(guò)螺旋槳既可以在水中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以通過(guò)車輪在陸地行走，其車輪內(nèi)圈采用流線型設(shè)計(jì)，具有整流罩的功能，實(shí)用性好。

技術(shù)研發(fā)人員：王文龍;徐浩然;李波;孫斌;孫琦璇;王修珩;杜向黨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.16
技術(shù)公布日：2017.07.07