[发明专利]一种多栖无人移动平台系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种多栖无人移动平台系统及其控制方法，系统包括密封车体、车轮、涵道旋翼、推力桨，在密封车体内安装有主控制器、无线通信装置、发电机以及大容量动力电池，车轮、涵道旋翼、推力桨分别与主控制器电连接；所述车轮通过翻转轴装置连接在密封车体底部两侧，涵道旋翼通过旋转轴装置与密封车体相连，推力桨通过伸缩轴装置连接在密封车体尾部，所述密封车体上安装有高清红外相机以及高精度GPS。本发明一种多栖无人移动平台能够在空中、路面、水面、甚至是雪地及沼泽地这种恶劣环境下使用，提升无人移动平台的运动范围和自主切换动力模式的能力，同时提供更长的续航时间。

技术领域

本发明属于多栖机器人技术领域，尤其涉及一种多栖无人移动平台系统及其控制方法。

背景技术

随着新一轮科技革命方兴未艾，人工智能与传统机械、材料、电子及自动化等技术的快速融合，不断孵化出具有颠覆性的新概念智能移动平台，但各种单栖移动平台都有各自局限性，因此设计和研发同时具备多种能力的多栖无人移动平台逐渐成为研究热点。

近年来世界各地研究出了大量两栖或三栖无人创新移动平台，有的平台采用固定翼式结构，在陆地行驶或停放时可以把机翼折叠起来，使空间资源得到优化，但采用固定翼式结构的飞行器需要很长的滑跑才能起飞；有的利用旋翼机原理飞行的多栖移动平台，虽具备垂直起降、定点悬停等优点，但是裸露的螺旋桨会对周围物体构成很大的威胁；也有单独采用涵道螺旋桨设计的多栖移动平台，但其平飞速度较小、稳定性较差，且准确度和灵活机动性能也有待于提升。

目前，采用以上各种结构形式的两栖或三栖移动平台虽然可以具有水陆空多栖移动能力，但无法满足沼泽、雪地等恶劣环境下的工作要求，且存在续航时间短、动力不足、运动范围小的缺点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种多栖无人移动平台系统及其控制方法，能够在空中、路面、水面、甚至是雪地及沼泽的恶劣环境下使用，提升无人移动平台的运动范围和自主切换动力模式的能力，同时提供更长的续航时间。

一种多栖无人移动平台系统，包括密封车体、车轮、涵道旋翼、推力桨，在密封车体内安装有主控制器、无线通信装置、发电机以及大容量动力电池，车轮、涵道旋翼、推力桨分别与主控制器电连接；所述车轮通过翻转轴装置连接在密封车体底部两侧，涵道旋翼通过旋转轴装置与密封车体相连，推力桨通过伸缩轴装置连接在密封车体尾部，所述密封车体上安装有高清红外相机以及高精度GPS。

所述翻转轴装置包括底座、转动轴、一号舵机、第一从动轮和第一主动轮，底座固定在密封车体底部两侧，轮毂电机以及一号舵机与主控制器相连；当决策为地面驾驶模式时，主控制器发出信号控制轮毂电机转动，带动车轮转动使多栖无人移动平台系统运动；

所述涵道旋翼由旋转轴装置以及涵道风扇组成，涵道风扇包括风扇扇叶以及涵道风扇电机，主控制器控制涵道风扇电机的转速来实现多栖无人移动平台系统的空中起降和飞行运动；若多栖无人移动平台系统需在空中长航时远距离飞行，主控制器发出指令使推力桨转动来实现空中的推进。

所述旋转轴装置包括二号舵机、第二主动轮、第二从动轮以及旋转轴，主控制器发出指令启动二号舵机，第二主动轮与第二从动轮啮合，第二从动轮与转动轴固定在一起使整个涵道旋翼旋转至预定位置。

所述自动开关门装置包括密闭舱门、主轴、三号舵机、蜗轮以及蜗杆，主控制器控制三号舵机转动带动蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与主轴固定在一起带动密闭舱门的开启和关闭；当密闭舱门开启后，涵道旋翼通过旋转轴装置旋转出密封车体至垂直车体侧面的位置。

前述的一种多栖无人移动平台系统的控制方法，具体如下：