一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，包括两半密封球壳，密封球壳内侧中部设置有中部密封盖，两半密封球壳通过中部密封盖连接，密封球壳过球壳固定螺环固定于端密封盖上，端密封盖左右对称设置，端密封盖外部两侧设置有侧部球壳，端密封盖上设置有侧部驱动内齿轮，侧部驱动内齿轮与机器人驱动齿轮啮合，通过驱动电机驱动侧部驱动内齿轮转动，从而驱动密封球壳转动，位于中部密封盖两侧设置有重摆，重摆侧面设置有C620电子调速器，C620电子调速器用于驱动电机驱动和调速，重摆支撑固定在中空轴上，中空轴中部的轴肩上固定有增稳飞轮。本发明专利技术具有重摆偏心驱动、飞轮自稳、水陆两栖、全地形无障碍稳定运动的特点。
A spherical Amphibious Reconnaissance Robot Driven by heavy pendulum and eccentricity
【技术实现步骤摘要】
一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人。
技术介绍
在现代战争信息化的背景下，快速掌握战场信息对作战指挥人员进行正确的战略决策具有重要意义。在实际的战场环境，特别是复杂的两栖作战环境中，普通的侦察机器人难以适应复杂的两栖环境。球形机器人通过将运动执行机构、传感器、控制器等密封于球形壳体中，具备良好的密封性，可以在沙滩、泥地、沼泽、河流、湖泊、海洋等环境中执行侦察任务。采用两栖球形机器人代替人进行战场侦察，将大大降低有生力量的作战风险，同时实现对战场信息的全地形全天候侦察。球形机器人以滚动方式前进，球形壳体与地面为线接触，因此运动稳定性不佳，同时限制了球形机器人的爬坡能力和越障能力，导致球形机器人难以在复杂的两栖战场环境中全地形无障碍运动。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，具有重摆偏心驱动、飞轮自稳、水陆两栖、全地形无障碍稳定运动的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，包括两半密封球壳1，密封球壳1内侧中部设置有中部密封盖5，两半密封球壳1通过中部密封盖5连接，所述的密封球壳1过球壳固定螺环2固定于端密封盖6上，端密封盖6左右对称设置，端密封盖6外部两侧设置有侧部球壳3，端密封盖6上设置有侧部驱动内齿轮4，侧部驱动内齿轮4与机器人驱动齿轮18啮合，通过驱动电机16驱动侧部驱动内齿轮4转动，从而驱动密封球壳1转动，位于中部密封盖5两侧设置有重摆7，重摆7侧面设置有C620电子调速器8，C620电子调速器8用于驱动电机16驱动和调速，重摆7支撑固定在中空轴14上，中空轴14中部的轴肩上固定有增稳飞轮9。所述的端密封盖6与密封球壳1接触部位加工密封沟槽放置O型密封圈实现防水密封。所述的球壳固定螺环2内侧加工螺纹，与外侧加工螺纹的端密封盖6通过螺纹连接。所述的侧部球壳3和球壳固定螺环2之间放置O型密封圈实现侧部球壳3的防水密封。所述的中部密封盖5表面加工密封沟槽放置O型密封圈，在连接两侧密封球壳1的同时实现防水密封。所述的增稳飞轮9通过螺钉与飞轮传动齿轮10相连，飞轮传动齿轮10与飞轮驱动齿轮11啮合，飞轮驱动齿轮11通过法兰联轴器与飞轮驱动电机12相连并设置在重摆固定板21上，重摆固定板21通过螺钉与支撑环13连接，支撑环13固定在中空轴14两侧的轴肩上并通过螺钉与中空轴14连接，中空轴14两端设置有摄像头图传模块15，重摆固定板21上通过螺钉固定刹车舵机17，刹车舵机17的舵盘上设置有刹车片18。所述的驱动电机16通过螺钉固定在重摆固定板21上，驱动电机16的输出轴端通过螺钉固定联轴器20，联轴器20的D形输出轴端连接机器人驱动齿轮19。所述的重摆固定板21上设置有飞轮电机驱动器22、继电器23、稳压降压模块24、STM32主控板26，重摆固定板21上设置有带支架锂电池25，带支架锂电池25，位于重摆7两侧，所述的STM32主控板26内置的陀螺仪加速度计和摄像头图传模块15，通过稳压降压模块24给STM32主控板26和摄像头图传模块15供电，摄像头图传模块15通过中空轴14内部的空间连线进行通讯，STM32主控板26输出端分别连接继电器23、飞轮电机驱动器22和C620电子调速器8，STM32主控板26通过继电器23控制各个电机电源的通断，飞轮电机驱动器22和C620电子调速器8分别负责飞轮驱动电机12和驱动电机16的驱动和调速。本专利技术的有益效果：本专利技术利用飞轮结构的陀螺效应改善了球形机器人的运动稳定性，利用重摆偏心、飞轮自稳驱动方式提高了球形机器人的爬坡能力和越障能力，配合有效的防水密封设计，使球形机器人能在平地、草地、滩涂、泥地、水中等水陆两栖战场环境中全地形无障碍运动，实现全天候无障碍战场侦察。采用飞轮自稳、重摆偏心驱动方案，利用飞轮的陀螺效应提高水陆两栖侦察球形机器人的运动稳定性，利用重摆结构的惯性提高爬坡能力和越障能力，配合有效的防水密封设计，使球形机器人能在复杂的两栖战场环境中全地形无障碍运动，完成水陆两栖战场侦察任务。重摆7质量偏心为球形机器人提供动力来源，重摆偏心的驱动方式可以实现直行、倒退、转向和自旋，保障其能够在陆地地面或水面行驶。重摆7的质量偏心通过驱动电机16驱动、机器人驱动齿轮19和驱动侧部驱动内齿轮4的啮合传动实现。球形机器人两侧各布置一个重摆7，通过两侧的重摆7质量偏心为球形机器人提供两个驱动动力，由两个重摆7的质量偏心角度控制球形机器人的运动方向和速度。当机器人两侧的重摆7质量偏心方向和角度相同时，机器人进行直线运动，如直行或倒退；当机器人两侧的重摆7质量偏心方向相同，角度不同时，机器人进行转向运动，且机器人转向侧的重摆7质量偏心角度更小；当机器人两侧的重摆7质量偏心方向相反，角度相同时，机器人进行自旋运动。增稳飞轮9显著提高了球形机器人的稳定性、爬坡能力和越障能力，使球形机器人能在两栖环境中稳定地全地形运动。在球形机器人运动过程中，两个增稳飞轮9以最高3000r/min的速度高速转动，产生陀螺效应，利用增稳飞轮9陀螺效应的进动性和定轴性，使机器人受到外界环境冲击时保证水平方向的平衡和稳定，使机器人能够克服真实水陆两栖战场环境中的沙地、泥地、滩涂、草地、丛林等多种崎岖陆地地形和水面的波浪对机器人的冲击，使机器人在两栖环境中能够稳定运行。当机器人遇到大尺寸障碍或大角度斜坡时，先使增稳飞轮9高速转动，然后控制刹车舵机17进行刹车操作，通过刹车片18与增稳飞轮9的摩擦将增稳飞轮9高速转动的巨大动能快速转移到重摆7上，瞬间快速增大重摆7的质量偏心角度，大幅度提高机器人前进的动力，从而能够越过大尺寸障碍或爬上大角度斜坡。附图说明图1是本专利技术整体外观图。图2是本专利技术整体结构图。图3是本专利技术内部结构图。图4是球形机器人重摆结构示意图。图中，1为密封球壳，2为球壳固定螺环，3为侧部球壳，4为侧部驱动内齿轮，5为中部密封盖，6为端密封盖，7为重摆，8为C620电子调速器，9为增稳飞轮，10为飞轮传动齿轮，11为飞轮驱动齿轮，12为飞轮驱动电机，13为支撑环，14为中空轴，15为摄像头图传模块，16为驱动电机，17为刹车舵机，18为刹车片，19为机器人驱动齿轮，20为联轴器，21为重摆固定板，22为飞轮电机驱动器，23为继电器，24为稳压降压模块，25为带支架锂电池，26为STM32主控板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，采用飞轮自稳、重摆偏心驱动方案，提高了爬坡能力、越障能力和运动稳定性，配合有效的防水密封设计，能在复杂的两栖战场环境中全地形无障碍运动，完成水陆两栖战场侦察任务。本专利技术包括密封球壳1，球壳固定螺环2，侧部球壳3，侧部驱动内齿轮本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，其特征在于，包括两半密封球壳(1)，密封球壳(1)内侧中部设置有中部密封盖(5)，两半密封球壳(1)通过中部密封盖(5)连接，所述的密封球壳(1)过球壳固定螺环(2)固定于端密封盖(6)上，端密封盖(6)左右对称设置，端密封盖(6)外部两侧设置有侧部球壳(3)，端密封盖(6)上设置有侧部驱动内齿轮(4)，侧部驱动内齿轮(4)与机器人驱动齿轮(18)啮合，通过驱动电机(16)驱动侧部驱动内齿轮(4)转动，从而驱动密封球壳(1)转动，位于中部密封盖(5)两侧设置有重摆(7)，重摆(7)侧面设置有C620电子调速器(8)，C620电子调速器(8)用于驱动电机(16)驱动和调速，重摆(7)支撑固定在中空轴(14)上，中空轴(14)中部的轴肩上固定有增稳飞轮(9)。/n
【技术特征摘要】
1.一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，其特征在于，包括两半密封球壳(1)，密封球壳(1)内侧中部设置有中部密封盖(5)，两半密封球壳(1)通过中部密封盖(5)连接，所述的密封球壳(1)过球壳固定螺环(2)固定于端密封盖(6)上，端密封盖(6)左右对称设置，端密封盖(6)外部两侧设置有侧部球壳(3)，端密封盖(6)上设置有侧部驱动内齿轮(4)，侧部驱动内齿轮(4)与机器人驱动齿轮(18)啮合，通过驱动电机(16)驱动侧部驱动内齿轮(4)转动，从而驱动密封球壳(1)转动，位于中部密封盖(5)两侧设置有重摆(7)，重摆(7)侧面设置有C620电子调速器(8)，C620电子调速器(8)用于驱动电机(16)驱动和调速，重摆(7)支撑固定在中空轴(14)上，中空轴(14)中部的轴肩上固定有增稳飞轮(9)。
2.根据权利要求1所述的一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，其特征在于，所述的端密封盖(6)与密封球壳(1)接触部位加工密封沟槽放置O型密封圈实现防水密封。
3.根据权利要求1所述的一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，其特征在于，所述的球壳固定螺环(2)内侧加工螺纹，与外侧加工螺纹的端密封盖(6)通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，其特征在于，所述的侧部球壳(3)和球壳固定螺环(2)之间放置O型密封圈实现侧部球壳(3)的防水密封。
5.根据权利要求1所述的一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人，其特征在于，所述的中部密封盖(5)表面加工密封沟槽放置O型密封圈，在连接两侧密封球壳(1)的同时实现防水密封。
6.根据权利要求1所述的一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱爱斌，毛涵，王晶弟，武鑫雨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。