本发明专利技术为基于异型辐条的腿式水路两栖机器人，包括底盘、前足、后足、转向机构和传动机构；传动机构分别与前足和后足连接，转向机构与前足连接；底盘的底部设有充气气垫；其中，前足和后足均包括两个异型辐条腿，每条异型辐条腿均包括连接座、异型辐条、足端和异型桨叶；连接座的四周边缘呈圆周均匀设置有多条呈伞型的异型辐条，即异型辐条与机器人高度方向具有一定夹角；每个异型辐条的末端均连接有弧形长条状的足端；每个异型辐条的两侧对称设置有异型桨叶，异型桨叶沿背离异型辐条腿中心的方向宽度逐渐增加，异型桨叶的叶面呈弧形向机器人后方延伸。在陆地和水上运动均通过传动机构驱动前足和后足实现，两个环境中的运动不需要额外的切换结构，机器人结构简单紧凑。机器人结构简单紧凑。机器人结构简单紧凑。
【技术实现步骤摘要】
基于异型辐条的腿式水路两栖机器人
[0001]本专利技术属于水陆两栖机器人
，具体为一种基于异型辐条的腿式水路两栖机器人。
技术介绍
[0002]两栖机器人具有在水上和陆地运动的能力，能够在水陆交界地带实现两栖切换运动，可以执行水陆两种环境的任务，例如可以承担海洋资源勘探和海洋环境监测，也可以在海洋与陆地交界的过渡地带进行军事侦察任务，因此两栖机器人对于环境监测和军事侦察等方面具有重大意义。
[0003]现有的两栖机器人主要分为轮式两栖机器人、蛇形两栖机器人和腿式两栖机器人等，轮式两栖机器人的越障能力差，蛇形两栖机器人的结构复杂，腿式两栖机器人的平稳性较差。此外，现有的两栖机器人将陆地运动和水上运动分离开，分别用一套驱动和执行机构使机器人在不同的工作环境中运动，在水陆变换时机器人结构同时需要变换，使机器人结构复杂，运动效率低下。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种基于异型辐条的腿式水陆两栖机器人。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于异型辐条的腿式水路两栖机器人，包括底盘、前足、后足、转向机构和传动机构；传动机构分别与前足和后足连接，转向机构与前足连接；底盘的底部设有充气气垫；其中，前足和后足均包括两个异型辐条腿，每条异型辐条腿均包括连接座、异型辐条、足端和异型桨叶；连接座的四周边缘呈圆周均匀设置有多条呈伞型的异型辐条，即异型辐条与机器人高度方向具有一定夹角；每个异型辐条的末端均连接有弧形长条状的足端；每个异型辐条的两侧对称设置有异型桨叶，异型桨叶沿背离异型辐条腿中心的方向宽度逐渐增加，异型桨叶的叶面呈弧形向机器人后方延伸。
[0007]进一步的，所述异型辐条腿包括三条异型辐条，相邻异型辐条之间的夹角为120
°
；安装时，同足的两个异型辐条腿的异型辐条错开60
°
夹角，位于底盘对角线上的两个异型辐条腿的异型辐条安装角度相同。
[0008]进一步的，所述异型辐条与机器人高度方向的夹角为10～15
°
。
[0009]进一步的，所述传动机构包括直流减速电机、主动直齿圆柱齿轮、从动直齿圆柱齿轮、一号锥齿轮、二号锥齿轮、传动轴、联动轴和万向节；两个传动轴分别位于底盘的前、后端，底盘前端的传动轴两端分别通过万向节与前足的两个异型辐条腿连接，底盘后端的传动轴两端分别与后足的两个异型辐条腿转动连接；直流减速电机安装在底盘的后部，主动直齿圆柱齿轮位于直流减速电机的输出轴上，从动直齿圆柱齿轮位于底盘后端的传动轴上，从动直齿圆柱齿轮与主动直齿圆柱齿轮啮合；联动轴的前、后端分别安装有二号锥齿
轮，每个二号锥齿轮与对应的一号锥齿轮啮合，位于联动轴前端的一号锥齿轮安装在底盘前端的传动轴上，位于联动轴后端的一号锥齿轮安装在底盘后端的传动轴上。
[0010]进一步的，所述转向机构包括舵机、短连杆、长连杆、转向连接座和套筒；两个转向连接座分别套装在两个万向节上，转向连接座的一端与对应的异型辐条腿连接，转向连接座的外表面沿水平方向延伸出一个端耳；套筒两端的上、下部分别设有端耳，套筒套装在底盘前端的传动轴上且不干涉传动轴转动，套筒两端的端耳通过一号销轴与对应的转向连接座转动连接；舵机与底盘连接，舵机的输出轴通过二号销轴与短连杆的一端铰接，短连杆的另一端固定有三号销轴，长连杆的一端和位于前足左侧的转向连接座的端耳均与三号销轴转动连接，长连杆的另一端通过四号销轴与位于前足右侧的转向连接座的端耳转动连接；长连杆、位于前足左侧的转向连接座与长连杆和套筒的两个连接点之间的部分、位于前足右侧的转向连接座与长连杆和套筒的两个连接点之间的部分、以及套筒与两个转向连接座的连接点之间部分共同构成了平行四边形，通过平行四边形的变形实现机器人转向。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0012]1、本专利技术在陆地和水上运动均通过传动机构驱动前足和后足实现，两个环境中的运动不需要额外的切换结构，使整个机器人结构简单紧凑；在陆地运动时，通过异型辐条腿的足端站立在地面上；在水上运动时，传动机构带动异型辐条腿旋转，异型辐条腿上的异型桨叶向后拨水，异型辐条腿类似船帆的明轮，利用异型桨叶提供动力，因此该机器人能够适用于陆地、水上以及水陆交界处的环境。
[0013]2、由于每个异型辐条腿设有三根异型辐条，相邻异型辐条的夹角为120度，相邻足端之间具有间隙，因此异型辐条腿可以跨越小尺度障碍物，使得机器人具有一定的越障能力。机器人上可以搭载例如摄像头、传感器等设备，使机器人执行监测、侦察、勘探等任务。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0015]图2为本专利技术的底盘去除上盖的结构示意图；
[0016]图3为本专利技术的异型辐条腿的结构示意图；
[0017]图4为本专利技术的右视图；
[0018]图5为本专利技术的传动机构与前、后足的连接示意图；
[0019]图6为本专利技术的转向机构与前足的连接示意图；
[0020]图中：1
‑
底盘；2
‑
前足；3
‑
后足；4
‑
转向机构；5
‑
传动机构；6
‑
充气气垫；
[0021]201
‑
连接座；202
‑
异型辐条；203
‑
足端；204
‑
异型桨叶；401
‑
舵机；402
‑
短连杆；403
‑
长连杆；404
‑
转向连接座；405
‑
套筒；501
‑
直流减速电机；502
‑
主动直齿圆柱齿轮；503
‑
从动直齿圆柱齿轮；504
‑
一号锥齿轮；505
‑
二号锥齿轮；506
‑
传动轴；507
‑
联动轴；508
‑
万向节。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细描述，但并不以此限定本申请的保护范围。
[0023]本专利技术为一种基于异型辐条的腿式水路两栖机器人(简称机器人，参见图1～6)，
包括底盘1、前足2、后足3、转向机构4和传动机构5；
[0024]其中，前足2和后足3分别位于底盘1的前端和后端，传动机构5安装在底盘1上，分别与前足2和后足3连接；转向机构4位于底盘1的中部，且与前足2连接；底盘1的底部设有充气气垫6，机器人在水中运动时，通过充气气垫6提供浮力。
[0025]所述前足2和后足3均包括两个异型辐条腿，每条异型辐条腿均包括连接座201、异型辐条202、足端203和异型桨叶204；连接座201的四周边缘呈圆周均匀设置有三个异型辐条202，异型辐条202呈伞本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于异型辐条的腿式水路两栖机器人，包括底盘、前足、后足、转向机构和传动机构；传动机构分别与前足和后足连接，转向机构与前足连接；底盘的底部设有充气气垫；其特征在于，所述前足和后足均包括两个异型辐条腿，每条异型辐条腿均包括连接座、异型辐条、足端和异型桨叶；连接座的四周边缘呈圆周均匀设置有多条呈伞型的异型辐条，即异型辐条与机器人高度方向具有一定夹角；每个异型辐条的末端均连接有弧形长条状的足端；每个异型辐条的两侧对称设置有异型桨叶，异型桨叶沿背离异型辐条腿中心的方向宽度逐渐增加，异型桨叶的叶面呈弧形向机器人后方延伸。2.根据权利要求1所述的基于异型辐条的腿式水路两栖机器人，其特征在于，所述异型辐条腿包括三条异型辐条，相邻异型辐条之间的夹角为120
°
；安装时，同足的两个异型辐条腿的异型辐条错开60
°
夹角，位于底盘对角线上的两个异型辐条腿的异型辐条安装角度相同。3.根据权利要求1或2所述的基于异型辐条的腿式水路两栖机器人，其特征在于，所述异型辐条与机器人高度方向的夹角为10～15
°
。4.根据权利要求1所述的基于异型辐条的腿式水路两栖机器人，其特征在于，所述传动机构包括直流减速电机、主动直齿圆柱齿轮、从动直齿圆柱齿轮、一号锥齿轮、二号锥齿轮、传动轴、联动轴和万向节；两个传动轴分别位于底盘的前、后端，底盘前端的传动轴两端分别通过万向节与前足的两个异型辐条腿...
【专利技术属性】
技术研发人员：武毅男，邓皓月，方勇纯，白一凡，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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