一种多模态可变形旋翼机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种多模态可变形旋翼机器人，涉及机器人技术领域，其包括四组旋翼组件，每组旋翼组件包括呈镂空的保护罩以及安装于保护罩内的电机和桨叶，电机固定安装于保护罩上，桨叶套装于电机轴上，四组旋翼组件两两并排且通过保护罩同轴可转动安装于底盘框架上，每排的两组旋翼组件通过齿轮组件带动旋转，底盘框架上固定有电子调速器和飞行控制系统，电子调速器与四个电机电连接，飞行控制系统与电子调速器和金属舵机电连接，底盘框架的下部可转动安装有减震从动轮。解决了现有机器人功能和运动模式单一的问题。

A multimodal deformable rotor robot

The utility model provides a multi-modal deformable rotor robot, which involves the field of robot technology, which includes four groups of rotor components. Each group of rotor components includes a hollow protective cover, a motor and a blade mounted in a protective cover. The motor is fixed on the protective cover, the blade is mounted on the shaft of the motor and the four groups of rotor blades. The component 22 is arranged in parallel and is rotatably mounted on the chassis frame through a protective cover. Each row of two groups of rotor components are rotated through the gear assembly, the chassis frame has an electronic governor and a flight control system, the electronic governor is electrically connected with four motors, the flight control system and the electronic governor and the metal rudder are electromechanical. The lower part of the chassis frame is rotatably equipped with a shock absorbing driven wheel. The problem of single function and motion mode of the existing robot is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种多模态可变形旋翼机器人
本技术涉及机器人
，特别涉及一种多模态可变形旋翼机器人。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，机器人已经越来越多的融入我们的生活中，逐渐取代一些危险而且重复无聊的工作。常见的机器人一般只具备单一的功能或者单一的运动模式，使其应用具有很大的局限性。特别是在面对一些特殊的场合，机器人的功能和运动模式的单一化便不能解决实际的问题。比如，在地震灾后搜救任务中，需要机器人既具备复杂环境下的越障能力，也要求机器人的尺寸与重量尽量小，这样就能扩大搜救范围。还有，在隧道、桥梁勘测中，需要一个机器人能够在未知的环境中运动，这就要求改机器人具备多种运动方式。特别的，在火灾搜救过程中，尤其在一些高楼发生火灾，搜救人员无法到达的状况下，如何发现被困人员的准确位置以及如何引导被困人员脱困，都需要一个符合这些场景的机器人。但是，现在的机器人对于这些特殊的任务都没有一个很好的效果，比如，旋翼无人机虽然利用飞行的运动模式几乎可以适应所有的地形地貌，但是旋翼无人机的续航能力太短，极大的限制了其实际应用。再比如，四足腿式机器人，该机器人在复杂的地面环境下具有优良的通过能力，但是该机器人技术尚未成熟，而且很难做到小型化，并且遇到大的障碍物也无能为力。
技术实现思路
针对现有技术中的上述问题，本技术提供了一种多模态可变形旋翼机器人，解决了现有机器人功能和运动模式单一的问题。为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案如下：提供一种多模态可变形旋翼机器人，其包括四组旋翼组件，每组旋翼组件包括呈镂空的保护罩以及安装于保护罩内的电机和桨叶，电机固定安装于保护罩上，桨叶套装于电机轴上，四组旋翼组件两两并排且通过保护罩同轴可转动安装于底盘框架上，每排的两组旋翼组件通过齿轮组件带动旋转，齿轮组件包括相互啮合的主动齿轮、从动齿轮以及驱动主动齿轮转动的金属舵机，金属舵机固定安装于底盘框架上，保护罩与从动齿轮固定连接；底盘框架上固定有电子调速器和飞行控制系统，电子调速器与四个电机电连接，飞行控制系统与电子调速器和金属舵机电连接，底盘框架的下部可转动安装有减震从动轮。进一步地，底盘框架包括并排的第一纵梁和第二纵梁，以及并排依次连接在第一纵梁和第二纵梁之间的第一横梁、第一连杆、第二横梁、第二连杆和第三横梁，两排旋翼组件分别固定安装于第一连杆和第二连杆上，第一连杆和第二连杆相对于第一纵梁和第二纵梁可转动。进一步地，第二横梁的中部设置有飞行控制系统支架，飞行控制系统支架包括上支架和下支架以及连接上支架和下支架的减震球，下支架与第二横梁可拆卸连接。进一步地，底盘框架上可转动安装有四个减震从动轮，四个减震从动轮两两并排安装于第一纵梁和第二纵梁的外侧。进一步地，减震从动轮包括外圈、内圈以及卡接在外圈和内圈之间的若干减震辐条。减震从动轮上设置的减震辐条可以避免本机器人在路况不好的路面行驶时损坏。进一步地，内圈通过轴承可转动安装于销轴的端部，销轴固定于两块连接板之间，连接板与底盘框架固定连接。进一步地，减震辐条采用受力会产生形变的复合材料制成。进一步地，第二横梁和保护罩为碳纤维板。进一步地，电机为直流无刷电机。本技术的有益效果为：本机器人在保持四组旋翼组件平行于地面的情况下，通过四组旋翼组件里电机的旋转带动桨叶旋转，可以使本机器人克服地心引力在空中飞行，并且通过电子调速器控制四个电机转速的变化可以使本机器人在空中完成定点悬停、俯仰、偏航以及翻滚的动作。通过不断调整控制旋翼组件的旋转角度还可以让本机器人在垂直的墙面上行驶。金属舵机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮及与从动齿轮固定连接的保护罩旋转，旋翼组件在旋转过程中会给底盘支架一个平行于地面的分力，从而带动减震从动轮旋转，使本机器人可以在路面行驶。通过控制旋翼组件的旋转角度以及同时控制电机的转速能够实现机器人在路面上向前行驶、向后行驶以及转向的动作。由于本机器人既可以在地面、垂直墙面行驶也可以飞行，所以本机器人具有很强的越障能力，可以通过不断地切换驱动运动的模式来快速通过，特别适用于在危险且复杂环境中工作。本多模态可变形旋翼机器人由于不仅可以飞行还能够在地面行驶，所以可以根据需要选择其运动模式，由于飞行消耗的能量大大高于路面行驶的能量，所以相较于传统的只能飞行的旋翼机器人，本机器人具有更长的续航时间。本多模态可变形旋翼机器人中的减震从动轮一方面能够提供地面行驶运行的支撑，保证本机器人具备地面运行能力，另一方面能够为本机器人提供外部保护，避免机体触碰到外部障碍物或者受到外部强烈的碰撞而发生损坏。旋翼组件上的保护罩既可以保护桨叶，也可以防止高速旋转的桨叶对人员造成伤害。附图说明图1为多模态可变形旋翼机器人的立体图。图2为图1中齿轮组件的放大图。图3为图1中飞行控制系统支架的放大图。其中，1、旋翼组件；11、电机；12、桨叶；13、保护罩；2、底盘框架；21、第一纵梁；22、第二纵梁；23、第一横梁；24、第二横梁；25、第三横梁；26、第一连杆；27、第二连杆；28、飞行控制系统支架；281、上支架；282、下支架；283、减震球；3、齿轮组件；31、主动齿轮；32、从动齿轮；33、金属舵机；34、舵盘；35、轴套；4、减震从动轮；41、外圈；42、内圈；43、减震辐条；44、销轴；45、连接板。具体实施方式下面对本技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1～图3所示，该多模态可变形旋翼机器人包括底盘框架2，底盘框架2包括并排的第一纵梁21和第二纵梁22，以及并排依次连接在第一纵梁21和第二纵梁22之间的第一横梁23、第一连杆26、第二横梁24、第二连杆27和第三横梁25，两排旋翼组件1分别固定安装于第一连杆26和第二连杆27上，第一连杆26和第二连杆27的两端插入第一纵梁21和第二纵梁22上的通孔中，第一横梁23、第二横梁24和第三横梁25的两端均固定连接于第一纵梁21和第二纵梁22上。第二横梁24两端分别固定到第一纵梁21与第二纵梁22的中心位置处，第一连杆26位于第一横梁23和第二横梁24之间的中心位置处，第二连杆27位于第二横梁24和第三横梁25之间的中心位置处。第二横梁24为两块长条状的碳纤维板重叠而成，其上雕刻有若干贯穿的方孔、圆孔或条形孔，用以减轻重量或者用于需要扩展本机器人的功能时安装其他的设备。在第二横梁24中间位置分布有四个安装孔用于安装飞行控制系统支架28。飞行控制系统支架28包括上支架281和下支架282以及连接上支架281和下支架282的减震球283，下支架282与第二横梁24通过那四个安装孔可拆卸连接。上支架281上固定飞行控制系统，下支架282上固定电子调速器。四组旋翼组件1两两并排固定连接于底盘框架2的第一连杆26和第二连杆27上。同排的两个旋翼组件1的保护罩连为一个“8”字型的整体，其由炭纤维板雕刻成两个“8”字型的镂空板，并通过铝柱上下平行连接。在该“8”字型保护罩内的两个圆心处分别固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模态可变形旋翼机器人，其特征在于，包括四组旋翼组件(1)，每组所述旋翼组件(1)包括呈镂空的保护罩(13)以及安装于所述保护罩(13)内的电机(11)和桨叶(12)，所述电机(11)固定安装于保护罩(13)上，所述桨叶(12)套装于电机轴上，四组所述旋翼组件(1)两两并排且通过保护罩(13)同轴可转动安装于底盘框架(2)上，每排的两组旋翼组件(1)通过齿轮组件(3)带动旋转，所述齿轮组件(3)包括相互啮合的主动齿轮(31)、从动齿轮(32)以及驱动所述主动齿轮(31)转动的金属舵机(33)，所述金属舵机(33)固定安装于所述底盘框架(2)上，所述保护罩(13)与所述从动齿轮(32)固定连接；所述底盘框架(2)上固定有电子调速器和飞行控制系统，所述电子调速器与四个电机(11)电连接，所述飞行控制系统与所述电子调速器和金属舵机(33)电连接，所述底盘框架(2)的下部可转动安装有减震从动轮(4)。

【技术特征摘要】
1.一种多模态可变形旋翼机器人，其特征在于，包括四组旋翼组件(1)，每组所述旋翼组件(1)包括呈镂空的保护罩(13)以及安装于所述保护罩(13)内的电机(11)和桨叶(12)，所述电机(11)固定安装于保护罩(13)上，所述桨叶(12)套装于电机轴上，四组所述旋翼组件(1)两两并排且通过保护罩(13)同轴可转动安装于底盘框架(2)上，每排的两组旋翼组件(1)通过齿轮组件(3)带动旋转，所述齿轮组件(3)包括相互啮合的主动齿轮(31)、从动齿轮(32)以及驱动所述主动齿轮(31)转动的金属舵机(33)，所述金属舵机(33)固定安装于所述底盘框架(2)上，所述保护罩(13)与所述从动齿轮(32)固定连接；所述底盘框架(2)上固定有电子调速器和飞行控制系统，所述电子调速器与四个电机(11)电连接，所述飞行控制系统与所述电子调速器和金属舵机(33)电连接，所述底盘框架(2)的下部可转动安装有减震从动轮(4)。2.根据权利要求1所述的多模态可变形旋翼机器人，其特征在于，所述底盘框架(2)包括并排的第一纵梁(21)和第二纵梁(22)，以及并排依次连接在所述第一纵梁(21)和第二纵梁(22)之间的第一横梁(23)、第一连杆(26)、第二横梁(24)、第二连杆(27)和第三横梁(25)，两排所述旋翼组件(1)分别固定安装于第一连杆(26)和第二连杆(27)上，所述第一连杆(26)和第二连杆(27)相对于第一纵梁(21)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德青，马磊，李斌斌，戴熙，黄天彭，刘维杰，袁点，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51