一種空中飛行式球形機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種空中飛行式球形機(jī)器人。該機(jī)器人包括一個(gè)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼、一個(gè)旋轉(zhuǎn)翼裝置、一個(gè)中央控制箱、八個(gè)可控翼片、上下兩個(gè)圓環(huán)支架和一個(gè)攝像頭裝置，所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼依次與上下兩個(gè)圓環(huán)支架相連；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置和可控翼片與中央控制箱相連；所述中央控制箱與上圓環(huán)支架相連；所述攝像頭裝置與下圓環(huán)支架相連。本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)空中飛行運(yùn)動(dòng)，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可廣泛適用于空中偵查及未知環(huán)境下探測(cè)應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種空中飛行式球形機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空中飛行式球形機(jī)器人，是一種能應(yīng)用于空中偵查及未知環(huán)境探測(cè)的球形機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人取代人工勞動(dòng)已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，例如，按照運(yùn)動(dòng)方式的不同，可將機(jī)器人分為:輪式機(jī)器人、足式機(jī)器人、履帶式機(jī)器人、球形機(jī)器人等。
[0003]其中，球形機(jī)器人作為一種新穎的移動(dòng)機(jī)器人，同傳統(tǒng)的輪式、履帶式或足式移動(dòng)機(jī)器人相比，具有一定的野外適應(yīng)能力，不容易傾覆失效特性。球形機(jī)器人的研究工作已經(jīng)開(kāi)展了幾十年了，自從芬蘭赫爾辛基科技大學(xué)的海爾姆(Halme)等人于1996年制作了第一個(gè)球形機(jī)器人后，球形機(jī)器人逐漸成為國(guó)內(nèi)外智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。在國(guó)外，意大利比薩大學(xué)、瑞典烏普薩拉大學(xué)和Rotimdus公司、NASA、加拿大魁北克省舍布魯克大學(xué)等先后開(kāi)展球形機(jī)器人研究，推出不同功能的球形機(jī)器人。在國(guó)內(nèi)也有一些單位和學(xué)者開(kāi)始方面的探索，北京郵電大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、蘇州大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)和西安電子科技大學(xué)等院校都在球形機(jī)器人研究方面取得了 一定的研究成果。
[0004]目前出現(xiàn)的球形機(jī)器人只能在地面上滾動(dòng)或在水里運(yùn)動(dòng)，還沒(méi)有能實(shí)現(xiàn)飛行的球形機(jī)器人，這樣就限制了球形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍。另外，一般的飛行器的旋轉(zhuǎn)翼裝置都安裝在機(jī)體的外側(cè)，容易與外界物體發(fā)生接觸甚至碰撞，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)翼裝置的損壞；同時(shí)，還必須以一定的姿態(tài)才能順利降落，對(duì)降落環(huán)境及控制方法要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)以上問(wèn)題，提出一種空中飛行式球形機(jī)器人，能滿足在空中飛行并進(jìn)行未知環(huán)境下的探測(cè)需求。
[0006]為了達(dá)到上述要求，本發(fā)明的構(gòu)思是:
本發(fā)明采用球形機(jī)構(gòu)，能夠很好的適應(yīng)不同環(huán)境進(jìn)行探測(cè)工作，同時(shí)對(duì)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)翼裝置起到保護(hù)作用。該機(jī)器人采用旋轉(zhuǎn)翼裝置及其上安裝的可控翼片實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)對(duì)八個(gè)可控翼片的控制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在空中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡。機(jī)器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置及其他傳感設(shè)備進(jìn)行空中偵查及未知環(huán)境下的探測(cè)。
[0007]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種空中飛行式球形機(jī)器人，包括一個(gè)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼、一個(gè)旋轉(zhuǎn)翼裝置、一個(gè)中央控制箱、八個(gè)可控翼片、上下兩個(gè)圓環(huán)支架和一個(gè)攝像頭裝置；其特征在于:所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼依次與上下兩個(gè)圓環(huán)支架相連，上圓環(huán)支架安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼半球截面處，下圓環(huán)支架安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼下半球處，與上圓環(huán)支架平行安裝；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置和可控翼片與中央控制箱相連；該旋轉(zhuǎn)翼裝置的中心軸與上下兩個(gè)圓環(huán)支架軸向定位轉(zhuǎn)動(dòng)連接；該中央控制箱通過(guò)電機(jī)和舵機(jī)分別對(duì)旋轉(zhuǎn)翼裝置和可控翼片進(jìn)行控制；所述中央控制箱與上圓環(huán)支架相連，連接軸線與旋轉(zhuǎn)翼裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；所述攝像頭裝置與下圓環(huán)支架相連，該下圓環(huán)支架還可以搭載其他傳感設(shè)備。
[0008]所述球殼結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大大減輕整個(gè)機(jī)器人重量；同時(shí)采用軟材料，該軟材料為塑料ABS樹(shù)脂，具有韌性好，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕特點(diǎn)，且外型美觀。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)翼裝置及可控翼片實(shí)現(xiàn)機(jī)器人升降及空中懸停運(yùn)動(dòng)，對(duì)八個(gè)可控翼片進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人空中姿態(tài)變化運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到障礙物時(shí)，通過(guò)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼的減震保護(hù)內(nèi)部控制系統(tǒng)及其他模塊的穩(wěn)定性，同時(shí)在機(jī)器人降落時(shí)可以以任何姿態(tài)降落，減少了對(duì)環(huán)境的依耐性和控制的復(fù)雜性。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕巧，實(shí)現(xiàn)了球形機(jī)器人在空中飛行運(yùn)動(dòng)，提高了球形機(jī)器人的靈活性和運(yùn)動(dòng)范圍；
(2)本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)翼裝置和八個(gè)可控翼片，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全方位飛行；
(3)本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人旋轉(zhuǎn)翼裝置、八個(gè)可控翼片和內(nèi)部控制系統(tǒng)在輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼的內(nèi)部，球殼起到保護(hù)作用，提高了機(jī)器人飛行時(shí)的安全；
(4)本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人可以以任何姿態(tài)落地，對(duì)降落場(chǎng)地適應(yīng)性高。降落后可以通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)翼裝置和八個(gè)可控翼片的協(xié)調(diào)控制，調(diào)整機(jī)器人的姿態(tài)；
(5)本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置及其他傳感設(shè)備進(jìn)行空中偵查及未知環(huán)境下的探測(cè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的空中運(yùn)動(dòng)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例一:
參見(jiàn)圖1和圖2,本空中飛行式球形機(jī)器人,包括一個(gè)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)、一個(gè)旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)、一個(gè)中央控制箱(3)、八個(gè)可控翼片(5)、上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)和一個(gè)攝像頭裝置(7);所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)依次與上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)相連，上圓環(huán)支架(4)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)半球截面處，下圓環(huán)支架(6)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)下半球處，與上圓環(huán)支架(4)平行安裝；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)與中央控制箱(3)相連；該旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)的中心軸與上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)軸向定位轉(zhuǎn)動(dòng)連接；該中央控制箱(3)通過(guò)電機(jī)和舵機(jī)分別對(duì)旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)進(jìn)行控制；所述中央控制箱(3)與上圓環(huán)支架(4)相連，連接軸線與旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)旋轉(zhuǎn)軸線重合；所述攝像頭裝置(7)與下圓環(huán)支架(6 )相連，該下圓環(huán)支架(6 )還可以搭載其他傳感設(shè)備。
[0015]實(shí)施例二:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:所述球殼結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(1)，大大減輕整個(gè)機(jī)器人重量；同時(shí)采用軟材料，該軟材料為塑料ABS樹(shù)脂，具有韌性好，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕特點(diǎn)，且外型美觀。
[0016]實(shí)施例三:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:參見(jiàn)圖2，本空中飛行式球形機(jī)器人，包括一個(gè)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)、一個(gè)旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)、一個(gè)中央控制箱(3)、八個(gè)可控翼片(5)、上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)和一個(gè)攝像頭裝置(7)。
[0017]所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人升降及空中懸停運(yùn)動(dòng)，對(duì)八個(gè)可控翼片(5)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人空中姿態(tài)變化運(yùn)動(dòng)。
[0018]機(jī)器人在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到障礙物時(shí)，通過(guò)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)的減震保護(hù)內(nèi)部控制系統(tǒng)及其他模塊的穩(wěn)定性，同時(shí)在機(jī)器人降落時(shí)可以以任何姿態(tài)降落，減少了對(duì)環(huán)境的依耐性和控制的復(fù)雜性。
[0019]實(shí)施例四:本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:機(jī)器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置(7 )及其他傳感設(shè)備進(jìn)行空中偵查及未知環(huán)境下的探測(cè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0020]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:
本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕巧，實(shí)現(xiàn)了球形機(jī)器人在空中飛行運(yùn)動(dòng)，提高了球形機(jī)器人的靈活性和運(yùn)動(dòng)范圍。本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人采用旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)及可控翼片(5)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人升降及空中懸停運(yùn)動(dòng)，對(duì)八個(gè)可控翼片(5)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人空中姿態(tài)變化運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到障礙物時(shí)，通過(guò)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)的減震保護(hù)內(nèi)部控制系統(tǒng)及其他模塊的穩(wěn)定性，同時(shí)在機(jī)器人降落時(shí)可以以任何姿態(tài)降落，減少了對(duì)環(huán)境的依耐性和控制的復(fù)雜性。本發(fā)明空中飛行式球形機(jī)器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置(7)及其他傳感設(shè)備進(jìn)行空中偵查及未知環(huán)境下的探測(cè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種空中飛行式球形機(jī)器人，包括一個(gè)輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)、一個(gè)旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)、一個(gè)中央控制箱(3)、八個(gè)可控翼片(5)、上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)和一個(gè)攝像頭裝置(7);其特征在于:所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)依次與上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)相連，上圓環(huán)支架(4)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)半球截面處，下圓環(huán)支架(6)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)下半球處，與上圓環(huán)支架(4)平行安裝；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)與中央控制箱(3)相連；該旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)的中心軸與上下兩個(gè)圓環(huán)支架(4、6)軸向定位轉(zhuǎn)動(dòng)連接；該中央控制箱(3)通過(guò)電機(jī)和舵機(jī)分別對(duì)旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)進(jìn)行控制；所述中央控制箱(3)與上圓環(huán)支架(4)相連，連接軸線與旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)旋轉(zhuǎn)軸線重合；所述攝像頭裝置(7)與下圓環(huán)支架(6 )相連，該下圓環(huán)支架(6 )還可搭載其他傳感設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中飛行式球形機(jī)器人，其特征在于:所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)采用軟材料，該軟材料為塑料ABS樹(shù)脂，具有韌性好，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕特點(diǎn)，且外型美觀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中飛行式球形機(jī)器人，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)與八個(gè)可控翼片(5)結(jié)合控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人空中懸停及姿態(tài)變化運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中飛行式球形機(jī)器人，其特征在于:所述攝像頭裝置(7)，與中央控制箱(3)相連。
【文檔編號(hào)】B64C27/20GK103895863SQ201410092744
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】羅均, 鄒旭東, 姚駿峰, 祝川, 馮凱, 李夢(mèng) 申請(qǐng)人:上海大學(xué)