一种轮桨腿一体的两栖机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种轮桨腿一体的两栖机器人及其控制方法。该机器人主要由伞形轮桨腿、底盘、水舱、驱动模块、控制模块与传感器组成。其中，伞形轮桨腿由桨腿、动力输出轴、连接杆构成，三者相互铰接构成三连杆机构，通过控制由形状记忆合金制成的连接杆的伸展与收缩来调节轮桨腿的形状，以适应不同环境及障碍；四个水舱对称布置，通过独立控制水舱的充水与排水改变机器人质量及其重心位置，从而控制机器人下潜、上浮、调整姿态。所发明专利技术的轮桨腿一体的两栖机器人环境适应能力强，具有陆地爬行、水中浮潜、水底爬行多种工作模式，可广泛应用于水边复杂环境的探测工作。

Amphibious robot with wheel, paddle and legs and control method thereof

The invention discloses an amphibious robot with wheel, paddle and legs together and a control method thereof. The robot is mainly made up of umbrella wheel, paddle leg, chassis, water tank, drive module, control module and sensor. The bevel wheel paddle leg by propeller leg, power output shaft, a connecting rod, the three mutually hinged three bar linkage mechanism, through the control of a shape memory alloy connecting rod stretching and contraction to adjust the shape of the wheel paddle leg, in order to adapt to different environment and obstacles; four water tanks are arranged symmetrically, change the quality of the robot and centre of gravity position by water filling and drainage control independent water tank, so as to control the robot, attitude adjustment, floating dive. The amphibious robot with one wheel, one paddle and one leg has strong environmental adaptability, and has a plurality of working modes of land crawling, underwater snorkeling and underwater crawling, and can be widely applied to the detection of the complicated environment at the water edge.

【技术实现步骤摘要】
一种轮桨腿一体的两栖机器人及其控制方法
本专利技术属于移动机器人领域，涉及一种轮腿桨一体的两栖机器人。
技术介绍
近年来，随着我国对海洋科学研究和海洋开发战略的深化与发展，在浅滩、滩涂、海洋、湖泊等环境中勘察探测的工作越来越多。开发在各种环境都能够自如运动的水陆两栖机器人具有重要意义。专利技术专利CN101570220A公开了一种变姿态可翻转两栖多足机器人，该机器人由多条步行足并联构成，通过控制姿态调节电机可实现机器人站立和运动姿态的实时改变，提高其适应复杂两栖环境的能力，每条步行足由单项输入垂直输出模块和腿部机构两部分串联组成。但是其控制系统复杂，且不能再水中浮游。专利技术专利CN103358839A公开了一种水陆两栖球形探察机器人，该机器人包括球壳、桨叶、内驱动机构组件和连接件。桨叶固定在球壳外部，机器人水面运动时浸入水中，实现机器人水中划水运动功能。内驱动机构组件由直线运动驱动电机、转向运动驱动电机、配重块和支撑部分组成。在直线运动驱动电机作用下，内驱动机构组件可绕横向中心线转动，改变球体内部重心位置，机器人可实现前进或后退直线运动。该球形两栖机器人可在陆地和水面灵活运动，执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮桨腿一体的两栖机器人，其特征在于，包括底盘，设置在底盘上的两对伞形轮桨腿，控制模块设置在底盘中部，四个水舱对称设置在控制模块两侧；底盘前侧设有摄像头和液位传感器，陀螺仪设置在底盘底部；两对伞形轮桨腿分别由驱动模块驱动，通过支撑架安装在底盘上，改变支撑杆的长度能够控制伞形轮桨腿的张合；控制模块同时与摄像头、液位传感器、陀螺仪、水舱以及驱动模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种轮桨腿一体的两栖机器人，其特征在于，包括底盘，设置在底盘上的两对伞形轮桨腿，控制模块设置在底盘中部，四个水舱对称设置在控制模块两侧；底盘前侧设有摄像头和液位传感器，陀螺仪设置在底盘底部；两对伞形轮桨腿分别由驱动模块驱动，通过支撑架安装在底盘上，改变支撑杆的长度能够控制伞形轮桨腿的张合；控制模块同时与摄像头、液位传感器、陀螺仪、水舱以及驱动模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种轮桨腿一体的两栖机器人，其特征在于，每个伞形轮桨腿结构相同，包括桨腿、支撑杆、动力输出轴；其中，桨腿由碳纤维材料制成桨形，支撑杆由形状记忆合金制成，可在驱动机构的控制下伸展或收缩改变自身长度；桨腿的一端与动力输出轴的顶部铰接，支撑杆的一端与桨腿的中部铰接、另一端与动力输出轴的中部铰接，桨腿、支撑杆、动力输出轴三者通过铰链互相连接构成三连杆机构，通过控制支撑杆的长度调节三连杆机构的形状与位置；八组所述的三连杆机构对称布置在动力输出轴上，构成伞形轮桨腿，支撑杆伸展或收缩控制桨腿开合从而改变伞形轮桨腿的直径。3.一种轮桨腿一体的两栖机器人的控制方法，其特征在于，工作时，步骤1，通过摄像头获取环境及障碍信息，控制支撑杆伸展或收缩，调节伞形轮桨腿的形状以顺利通过；步骤2，液位传感器检测机器人在水中/陆地上，以及所处水深，控制机器人切换陆地爬行、水中浮游、水底爬行几种工作模式；步骤3，水舱通过充水与排水控制机器人在水中的下潜与上浮，四个水舱单独控制可调节机器人在水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静姝，胡旸海，
申请(专利权)人：杨静姝，胡旸海，
类型：发明
国别省市：湖北,42