阅读说明：本技术 一种陆空混合移动机器人 (Air-ground hybrid mobile robot ) 是由 肖轩 张葆家 吴爽 宋帅 刘程朴 张桂龙 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种陆空混合移动机器人,属于机器人技术领域,其特征包括轮-足-涵道变形机构、翻转机构、螺旋桨、动力电机和机架；所述轮-足-涵道变形机构由四个四分之一圆弧杆和能够实现两级变速的带传动装置组成,通过控制该机构可以实现轮-足-涵道变形的功能,通过两级变速的带传动装置,使得螺旋桨高速与涵道低速运动,实现低速大扭矩、高速小扭矩两种输出模式,分别用来驱动足式运动和飞行两种状态；所述翻转机构包含四个合页机构和四个齿轮组,通过控制电机使旋转机构翻转90度与机架平行；所述动力电机共十二个；综上,该机器人可以实现轮式、足式以及涵道飞行三种不同运动形式的切换,极大的扩大了机器人的活动范围。(The invention relates to a land-air hybrid mobile robot, belonging to the technical field of robots and being characterized by comprising a wheel-foot-duct deformation mechanism, a turnover mechanism, a propeller, a power motor and a rack; the wheel-foot-duct deformation mechanism consists of four quarter arc rods and a belt transmission device capable of realizing two-stage speed change, the function of wheel-foot-duct deformation can be realized by controlling the mechanism, the propeller moves at high speed and at low speed in the duct by the belt transmission device capable of realizing two-stage speed change, two output modes of low speed, large torque and high speed and small torque are realized, and the two output modes are respectively used for driving two states of foot type movement and flight; the turnover mechanism comprises four hinge mechanisms and four gear sets, and the rotation mechanism is turned over by 90 degrees to be parallel to the rack by controlling the motor; twelve power motors are provided; in conclusion, the robot can realize the switching of three different motion modes of wheel type, foot type and duct flight, and the moving range of the robot is greatly enlarged.)

一种陆空混合移动机器人

技术领域

本发明涉及一种陆空混合移动机器人，特别是其可以实现足式、轮式与变成带有涵道式的空中飞行模式的自由切换，属于机器人技术领域。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，越来越多的不同种类的机器人应用于各行各业，在给人们带来极大便利的同时，也解决了一些人工无法完成的任务的问题。由此看来，机器人技术有着十分广阔的发展前景，其中运动模式可变的机器人受到越来越多研究者的关注，其可应对更多、更复杂的情况，大大增加了机器人应用领域，带来更大的应用价值。

陆空混合移动机器人不仅能兼顾地面运动的优点，而且具备可以实现空中任务的特点，如专利[CN112937234A3]公开的一种陆空两栖机器人，其既可以进行整体滚动又具有飞行模式，专利[CN112498034A]公开的一种轮桨一体的陆空两栖机器人，该机器人只有轮式和飞行模式切换，专利[CN112339516A]公开了一种陆空两栖机器人，该机器人只有足式和飞行模式切换，专利[CN113022731A]公开了一种轮式和足式双模式可切换的四足机器人，该机器人只有足式与轮式的切换。以上机器人要么只有轮式与足式模式切换，要么只有足式、轮式与飞行模式切换，应用场景较小，变化不够灵活，而且机构比较复杂，因此本发明着眼于发明一种结构简单，变化灵活的陆空混合移动机器人，使其既可在地面上可以完成轮式和足式两种运动模式的切换，还可以切换成带有涵道的空中飞行模式，三种运动模式的结合使得机器人的活动范围变得更加广阔，通过二级变速装置，减少了电机的数量，使该机器人电机利用率较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陆空混合移动机器人，可以在轮式、足式以及带有涵道的空中飞行这三种运动模式之间灵活切换和运动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种陆空混合移动机器人，属于机器人技术领域，其特征包括轮一足一涵道变形机构、翻转机构、螺旋桨、动力电机和机架；所述轮一足一涵道变形机构由四个四分之一圆弧杆和能够实现两级变速的带传动装置组成，通过控制该机构可以实现轮一足一涵道变形的功能，通过两级变速的带传动装置，使得螺旋桨高速与涵道低速运动，实现低速大扭矩、高速小扭矩两种输出模式，分别用来驱动足式运动和飞行两种状态；所述翻转机构包含四个合页机构和四个齿轮组，通过控制电机使旋转机构翻转90度与机架平行；所述动力电机共十二个；综上，该机器人可以实现轮式、足式以及涵道飞行三种不同运动形式的切换，极大的扩大了机器人的活动范围。

本发明优点包括结构比较简单，功能齐全，控制比较容易，其中添加了带有涵道的飞行模式，效率更高，能耗更低，适应更多和更复杂的应用场景。

附图说明

图1为本发明陆空混合移动机器人的旋转机构呈足式状态的示意图。

图2为本发明陆空混合移动机器人的旋转机构呈轮式状态的示意图。

图3为本发明陆空混合移动机器人传动机构示意图。

图4为本发明陆空混合移动机器人翻转机构示意图。

图5为本发明陆空混合移动机器人呈轮式状态的示意图。

图6为本发明陆空混合移动机器人呈足式状态的示意图。

图7为本发明陆空混合移动机器人呈空中飞行状态的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：

本发明涉及的一种陆空混合移动机器人(参见图1～7)，包括旋转机构、传动机构、翻转机构、动力电机、螺旋桨和机架77。所述旋转机构12～15、包括四个四分之一圆弧杆1、2、3和4，螺旋桨叶片5，和支撑杆6；所述传动机构即两级同轴传动装置包括大带轮9以及皮带10，小带轮11以及皮带12和三角支撑板18；所述翻转机构包括合页机构16，两个齿轮14和15；所述执行电机总共有12个，其中7、8、26、27、45、46、64和65，分别与旋转机构和传动机构相连、电机13、32、51和70分别与翻转机构相连。

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步说明本发明，不构成对本发明权利要求的限制。

实施例1：

本发明涉及的一种陆空混合移动机器人转化为带有涵道的飞行状态，如图3和图7所示，通过控制与翻转机构相连的电机13、32、51和70使旋转机构翻转90度与机架平行，然后再通过控制与旋转机构相连的电机7、8、26、27、45、46、64和65，使四个正反铰接在一起的四分之一圆弧杆1、2、3和4刚好变成一个完整的圆，形成涵道，随后再通过控制上述电机，通过两级变速带传动装置，使机构切换到螺旋桨高速与涵道低速运动的输出模式，此时该机器人变成带有涵道的空中飞行状态。

实施例2：

本发明涉及的一种陆空混合移动机器人运动方式切换为轮式运动，如图5所示，通过控制与旋转机构相连的电机7、8、26、27、45、46、64和65，使四个正反铰接在一起的四分之一圆弧杆1、2、3和4变成一个整圆，形成轮子，随后再通过控制上述电机，使轮子整体转动，从而使机器人变成轮式运动模式。

实施例3：

本发明涉及的一种陆空混合移动机器人运动方式切换为足式运动，如图6所示，通过控制与旋转机构相连的电机7、8、26、27、45、46、64和65，使四个正反铰接在一起的四分之一圆弧杆1、2、3和4变成足式机构，再通过控制电机使足式机构做整体往复摆线运动，使该机器人实现足式运动模式。