旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，包括車(chē)體、推進(jìn)組件、至少四個(gè)車(chē)輪組件、至少四個(gè)升空組件、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。該裝置實(shí)現(xiàn)了陸空移動(dòng)功能：該裝置可以實(shí)現(xiàn)地面移動(dòng)，移動(dòng)速度快；還可以實(shí)現(xiàn)飛行；地面移動(dòng)時(shí)可以適應(yīng)復(fù)雜地形，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度精確，飛行中可以靈活調(diào)整飛行方向；同時(shí)該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于通過(guò)一些狹窄的管道或洞穴，重量輕，由于結(jié)合路面行進(jìn)，同樣的電池電量可以抵達(dá)更遠(yuǎn)的地方，能耗低，成本低。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于機(jī)器人
，特別涉及一種旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
技術(shù)介紹
各國(guó)運(yùn)用多旋翼飛行技術(shù)，開(kāi)發(fā)了多種形態(tài)各異的飛行器。當(dāng)前這種旋翼式飛行器主要分為單旋翼直升機(jī)、雙旋翼直升機(jī)以及多旋翼飛行器等，比如德國(guó)Microdrones公司、中國(guó)大疆創(chuàng)新公司(DJI)的旋翼飛行器、加拿大Draganflyer公司的四旋翼飛行器等。單旋翼直升機(jī)需要尾槳來(lái)消除旋翼對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的扭力，四旋翼飛行器通過(guò)對(duì)角線(xiàn)上正反旋翼消除對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的扭力。續(xù)航能力是飛行機(jī)器人的重要指標(biāo)，當(dāng)前的電池技術(shù)存在瓶頸，電池續(xù)航能力低，持續(xù)飛行時(shí)間短。傳統(tǒng)的旋翼式飛行器的不足在于：一般均不具備在路面行進(jìn)的能力，或者不適合快速在路面上移動(dòng)。針對(duì)現(xiàn)有輪式移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行增加旋翼可以帶來(lái)較好的陸空兩棲運(yùn)動(dòng)功能，一方面可以在路面上快速，另一方面還能在路面條件不好的情況下升空飛行，在路面情況好的時(shí)候落地移動(dòng)，從而帶來(lái)較大距離的移動(dòng)，同時(shí)在一些充電場(chǎng)所需要落地并小范圍移動(dòng)到準(zhǔn)確位置，彌補(bǔ)了飛行定位不夠準(zhǔn)確的不足。同時(shí)在地面上的工作和在空中的任務(wù)均能兼顧，從而是非常有前景的一類(lèi)多棲移動(dòng)機(jī)器人。一種飛行車(chē)輪系統(tǒng)以及運(yùn)用飛行車(chē)輪系統(tǒng)的飛行車(chē)，如中國(guó)專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利CN103213466B，設(shè)計(jì)了一種飛行車(chē)輪系統(tǒng)，將風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在車(chē)輪中，并且風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)與車(chē)輪的中心線(xiàn)重合，通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)將車(chē)輪從地面移動(dòng)的豎直狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到適合旋翼升空飛行的水平狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)飛行。其不足在于：1)車(chē)輪、風(fēng)扇和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)復(fù)雜；2)將車(chē)輪從豎直狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到水平狀態(tài)時(shí)的能耗非常大；3)為了實(shí)現(xiàn)地面移動(dòng)與飛行的順利切換，需要在飛行車(chē)的底部安裝額外的主動(dòng)支撐雙滑板，增加了重量，不利于飛行時(shí)降低能耗的要求；4)在地面移動(dòng)狀態(tài)到飛行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程較復(fù)雜，而且非常耗時(shí)；5)維護(hù)不便，成本高。一種空心輪及飛行車(chē)系統(tǒng)，如中國(guó)專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利CN104309403A，提供了一種圓軌式空心輪及飛行車(chē)系統(tǒng)，它將傳統(tǒng)車(chē)輪中間的支撐部件去除，并將螺旋槳安裝在車(chē)輪的中部，并利用第一電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用第二電機(jī)實(shí)現(xiàn)螺旋槳的獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，其螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)與車(chē)輪的中心線(xiàn)垂直。其不足在于：1)該車(chē)輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，不利于飛行；2)車(chē)輪轉(zhuǎn)速與螺旋槳轉(zhuǎn)速是不同的，各自采用不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于車(chē)輪數(shù)量較多，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與控制的電機(jī)數(shù)量多，重量大，能耗大，不利于增加飛行的續(xù)航能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置。該裝置可以實(shí)現(xiàn)地面移動(dòng)，速度快，地面移動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度精確；還可以實(shí)現(xiàn)飛行，飛行中可以調(diào)整飛行方向，同時(shí)該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于通過(guò)一些狹窄的管道或洞穴，重量輕，能耗低，成本低。本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案如下：本專(zhuān)利技術(shù)設(shè)計(jì)的旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征在于：包括車(chē)體、推進(jìn)組件、N個(gè)車(chē)輪組件、N個(gè)升空組件、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述車(chē)輪組件包括連接件、內(nèi)圈和外圈，所述連接件與車(chē)體相連，所述內(nèi)圈與連接件固接，所述外圈活動(dòng)套接在內(nèi)圈上；所述推進(jìn)組件包括第一電機(jī)、轉(zhuǎn)盤(pán)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、第二電機(jī)和第一螺旋槳；所述第一電機(jī)與車(chē)體固接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)軸套設(shè)在車(chē)體中，所述轉(zhuǎn)盤(pán)套接在轉(zhuǎn)盤(pán)軸上，所述第一電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)盤(pán)相連；所述第二電機(jī)與轉(zhuǎn)盤(pán)固接，所述第一螺旋槳套固在第二電機(jī)的輸出軸上；所述升空組件包括第三電機(jī)和第二螺旋槳；所述第二螺旋槳套固在第三電機(jī)的輸出軸上；所述第i個(gè)升空組件中的第三電機(jī)與第i個(gè)車(chē)輪組件中的連接件固接；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)與車(chē)體固接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)車(chē)輪組件中的連接件相連；所述第一螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)與轉(zhuǎn)盤(pán)軸的中心線(xiàn)相互垂直；所述第i個(gè)車(chē)輪組件中的外圈的中心線(xiàn)與第i個(gè)升空組件中的第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)相互垂直且相交；所有所述第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)相互平行，每個(gè)所述第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)均與轉(zhuǎn)盤(pán)軸的中心線(xiàn)垂直；其中，N為大于3的自然數(shù)，i為1、2、3……N。本專(zhuān)利技術(shù)所述的旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征在于：所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪、第一齒條、第二齒條、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸、第五軸、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第六軸、第七軸、第八軸、第九軸、第十軸、第四連桿、第五連桿和第六連桿；所述齒輪套固在轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸上，所述第一齒條、第二齒條分別與齒輪嚙合，所述第一齒條、第二齒條分別滑動(dòng)鑲嵌在車(chē)體中，所述第一齒條與第二齒條的滑動(dòng)方向平行，所述第一齒條與第二齒條位于齒輪的兩側(cè)；所述第一齒條上設(shè)有第一滑槽，所述第一滑槽的滑動(dòng)方向與第一齒條在車(chē)體上的滑動(dòng)方向垂直，所述第一軸滑動(dòng)鑲嵌在第一滑槽上；所述第一連桿的一端套接在第一軸上，第一連桿的另一端套接在第三軸；所述第二軸套設(shè)在第一連桿的中部；所述第二連桿的一端套接在第二軸上，第二連桿的另一端套接在第五軸上；所述第三連桿的一端套接在第三軸上，第三連桿的另一端套接在第四軸上；所述第四軸、第五軸分別套設(shè)在車(chē)體中；所述第二齒條上設(shè)有第二滑槽，所述第二滑槽的滑動(dòng)方向與第二齒條在車(chē)體上的滑動(dòng)方向垂直，所述第六軸滑動(dòng)鑲嵌在第二滑槽上；所述第四連桿的一端套接在第六軸上，第四連桿的另一端套接在第八軸；所述第七軸套設(shè)在第四連桿的中部；所述第五連桿的一端套接在第七軸上，第五連桿的另一端套接在第十軸上；所述第六連桿的一端套接在第八軸上，第六連桿的另一端套接在第九軸上；所述第九軸、第十軸分別套設(shè)在車(chē)體中；設(shè)第一軸的中心點(diǎn)為A，第二軸的中心點(diǎn)為B，第三軸的中心點(diǎn)為C，第四軸的中心點(diǎn)為D，第五軸的中心點(diǎn)為E，第六軸的中心點(diǎn)為F，第七軸的中心點(diǎn)為G，第八軸的中心點(diǎn)為H，第九軸的中心點(diǎn)為I，第十軸的中心點(diǎn)為J；線(xiàn)段DE的長(zhǎng)度為線(xiàn)段CD的長(zhǎng)度的2倍，線(xiàn)段BE的長(zhǎng)度為線(xiàn)段CD的長(zhǎng)度的2.5倍，線(xiàn)段CB的長(zhǎng)度與線(xiàn)段BE的長(zhǎng)度相等，線(xiàn)段CB的長(zhǎng)度與線(xiàn)段BA的長(zhǎng)度相等；線(xiàn)段IJ的長(zhǎng)度為線(xiàn)段IH的長(zhǎng)度的2倍，線(xiàn)段GJ的長(zhǎng)度為線(xiàn)段IH的長(zhǎng)度的2.5倍，線(xiàn)段GH的長(zhǎng)度與線(xiàn)段GJ的長(zhǎng)度相等，線(xiàn)段GH的長(zhǎng)度與線(xiàn)段FG的長(zhǎng)度相等；所述第一個(gè)車(chē)輪組件中的連接件套接在第四軸上，所述第一個(gè)車(chē)輪組件中的連接件與第三連桿固接；所述第二個(gè)車(chē)輪組件中的連接件套接在第九軸上，所述第二個(gè)車(chē)輪組件中的連接件與第六連桿固接。本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性效果：本專(zhuān)利技術(shù)裝置采用推進(jìn)組件、升空組件、轉(zhuǎn)向電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和車(chē)輪組件等綜合實(shí)現(xiàn)了陸空移動(dòng)功能：該裝置可以實(shí)現(xiàn)地面移動(dòng)，移動(dòng)速度快；還可以實(shí)現(xiàn)飛行；地面移動(dòng)時(shí)可以適應(yīng)復(fù)雜地形，輕松實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度精確，飛行中可以靈活調(diào)整飛行方向；采用切比雪夫連桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向精確，重量輕，能耗小，適用于飛行；同時(shí)該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于通過(guò)一些狹窄的管道或洞穴，重量輕，由于結(jié)合路面行進(jìn)，同樣的電池電量可以抵達(dá)更遠(yuǎn)的地方，能耗低，成本低。附圖說(shuō)明圖1是旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置的一種實(shí)施例的立體外觀圖。圖2是圖1所示實(shí)施例的俯視圖(未畫(huà)出部分零件)。圖3是圖1所示實(shí)施例的爆炸視圖(未畫(huà)出部分零件)。圖4是圖1所示實(shí)施例的轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)施例轉(zhuǎn)向示意圖(未畫(huà)出部分零件)。圖5是圖1所示實(shí)施例的向左轉(zhuǎn)的示意圖(未畫(huà)出部分零件)。圖6是本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征在于：包括車(chē)體、推進(jìn)組件、N個(gè)車(chē)輪組件、N個(gè)升空組件、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述車(chē)輪組件包括連接件、內(nèi)圈和外圈，所述連接件與車(chē)體相連，所述內(nèi)圈與連接件固接，所述外圈活動(dòng)套接在內(nèi)圈上；所述推進(jìn)組件包括第一電機(jī)、轉(zhuǎn)盤(pán)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、第二電機(jī)和第一螺旋槳；所述第一電機(jī)與車(chē)體固接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)軸套設(shè)在車(chē)體中，所述轉(zhuǎn)盤(pán)套接在轉(zhuǎn)盤(pán)軸上，所述第一電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)盤(pán)相連；所述第二電機(jī)與轉(zhuǎn)盤(pán)固接，所述第一螺旋槳套固在第二電機(jī)的輸出軸上；所述升空組件包括第三電機(jī)和第二螺旋槳；所述第二螺旋槳套固在第三電機(jī)的輸出軸上；所述第i個(gè)升空組件中的第三電機(jī)與第i個(gè)車(chē)輪組件中的連接件固接；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)與車(chē)體固接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)車(chē)輪組件中的連接件相連；所述第一螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)與轉(zhuǎn)盤(pán)軸的中心線(xiàn)相互垂直；所述第i個(gè)車(chē)輪組件中的外圈的中心線(xiàn)與第i個(gè)升空組件中的第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)相互垂直且相交；所有所述第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)相互平行，每個(gè)所述第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)均與轉(zhuǎn)盤(pán)軸的中心線(xiàn)垂直；其中，N為大于3的自然數(shù)，i為1、2、3……N。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征在于：包括車(chē)體、推進(jìn)組件、N個(gè)車(chē)輪組件、N個(gè)升空組件、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述車(chē)輪組件包括連接件、內(nèi)圈和外圈，所述連接件與車(chē)體相連，所述內(nèi)圈與連接件固接，所述外圈活動(dòng)套接在內(nèi)圈上；所述推進(jìn)組件包括第一電機(jī)、轉(zhuǎn)盤(pán)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、第二電機(jī)和第一螺旋槳；所述第一電機(jī)與車(chē)體固接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)軸套設(shè)在車(chē)體中，所述轉(zhuǎn)盤(pán)套接在轉(zhuǎn)盤(pán)軸上，所述第一電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)盤(pán)相連；所述第二電機(jī)與轉(zhuǎn)盤(pán)固接，所述第一螺旋槳套固在第二電機(jī)的輸出軸上；所述升空組件包括第三電機(jī)和第二螺旋槳；所述第二螺旋槳套固在第三電機(jī)的輸出軸上；所述第i個(gè)升空組件中的第三電機(jī)與第i個(gè)車(chē)輪組件中的連接件固接；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)與車(chē)體固接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)車(chē)輪組件中的連接件相連；所述第一螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)與轉(zhuǎn)盤(pán)軸的中心線(xiàn)相互垂直；所述第i個(gè)車(chē)輪組件中的外圈的中心線(xiàn)與第i個(gè)升空組件中的第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)相互垂直且相交；所有所述第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)相互平行，每個(gè)所述第二螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線(xiàn)均與轉(zhuǎn)盤(pán)軸的中心線(xiàn)垂直；其中，N為大于3的自然數(shù)，i為1、2、3……N。2.如權(quán)利要求1所述的旋翼氣動(dòng)式精確轉(zhuǎn)向陸空移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征在于：所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪、第一齒條、第二齒條、第一軸、第二軸、第三軸、第四軸、第五軸、第一連桿、第二連桿、第三連桿、第六軸、第七軸、第八軸、第九軸、第十軸、第四連桿、第五連桿和第六連桿；所述齒輪套固在轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸上，所述第一齒條、第二齒條分別與齒輪嚙合，所述第一齒條、第二齒條分別滑動(dòng)鑲嵌在車(chē)體中，所述第一齒條與第二齒條的滑動(dòng)方向平行，所述第一齒條與第二齒條位于齒...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李思杰，楊昊錕，趙連舉，阿依布勒·杰斯奴爾，魯冰川，聶幼，孟稼軒，張文增，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：清華大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11
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