[发明专利]一种具有可变姿态的移动和滑翔一体的仿飞鼠机器人

说明书

本发明公开了一种具有可变姿态的移动/滑翔一体的仿飞鼠机器人。包括移动机构、折展机构和扑翼机构。移动机构作用是让在地面上高速爬行移动；折展机构的作用是滑翔过程中为仿飞鼠机器人提供升力，让仿飞鼠机器人滑翔的更远；扑翼机构作用的带动折展机构上下摆动，作用是在仿飞鼠机器人滑翔过程中调整飞行姿态。此机器人模仿飞鼠的运动规律具有移动和滑翔两种运动模式。仿飞鼠机器人在地面上可以利用轮子的滚动实现高速移动，且在高速移动时，其轮子采用添加柔性元素的特殊形式可以提高其对地形的适应能力。采用折叠机构组成的折叠翼，让仿飞鼠机器人具有滑翔功能，并采用扑翼机构实现让仿飞鼠机器人在滑翔过程中实现转向动作。

技术领域

本发明属于仿生机器人领域，是一种具有可变姿态的移动/滑翔一体的仿飞鼠机器人，具体来说，是一种在陆地上可以利用四个旋转轮进行移动，在落差较高的区域时可以伸展并进行滑翔，在滑翔过程中可调节滑翔的方向，同时其轮子内有柔性体，增加其对地形适应性的机器人。

背景技术

在战场或救援现场危险重重，需要机器人代替人到危险的地方进行侦查、救援或其他危险任务，因此需要一种移动/滑翔机器人可以完成战地侦察、灾后救援等危险任务。

对于现有侦查或救援机器人大多采用轮式或履带式移动方式，但存在对地形适应性差的问题，且运动速度不高。无法通过落差较大的地形。有一些侦查或救援机器人采用轮式和飞行器相结合的运动模式，但也存在飞行过程中噪音大续航时间短等问题。

针对上述设计中存在的问题，设计出一种具有可变姿态的移动/滑翔一体的仿飞鼠机器人，该仿飞鼠机器人模仿飞鼠的运动规律，具有移动和滑翔两种运动模式。在路面上可以利用轮子实现高速移动，且轮子添加柔性元素增加了对地形适应性。在空中可以利用折叠翼进行滑翔，且可以运用扑翼机构进行方向调节。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种具有可变姿态的移动/滑翔一体的仿飞鼠机器人，包括移动机构、折展机构和扑翼机构。移动机构主要作用是让在地面上高速爬行移动；折展机构的主要作用是滑翔过程中为仿飞鼠机器人提供升力，让仿飞鼠机器人滑翔的更远；扑翼机构作用的带动折展机构上下摆动，主要作用是在仿飞鼠机器人滑翔过程中调整飞行姿态。

移动机构包括移动电机、移动电机基座、主动齿轮、从动齿轮支撑架、从动齿轮、万向节、伸缩杆支架、伸缩杆、自适应轮、机器人上框架、机器人下框架；各个构件和设备的连接关系为：机器人上框架和机器人下框架与四个伸缩杆支架共同组成仿飞鼠机器人的主体框架；移动电机通过螺栓固定在移动电机基座为移动机构提供旋转动力；移动电机基座通过螺栓固定在机器人下框架上；主动齿轮通过键固定连接在移动电机电机转轴上；从动齿轮支撑架通过螺栓固定在机器人下框架上；从动齿轮通过旋转副连接在从动齿轮支撑架上，并通过齿轮传动获得来自主动齿轮的扭矩；万向节一端与从动齿轮连接一端与伸缩杆，主要作用是调节方向并传递扭矩；伸缩杆支架通过螺栓连接机器人上框架和机器人下框架；伸缩杆通过旋转副连接在伸缩杆支架上；自适应轮通过键固定连接在伸缩杆上，并从伸缩杆上获得扭矩，实现旋转运动，带动机器人爬行；

伸缩杆包括伸缩杆外套、一级伸缩杆、二级伸缩杆、三级伸缩杆、四级伸缩杆、伸缩弹簧；各个构件和设备的连接关系为：伸缩杆外套通过旋转副连接在伸缩杆支架上；一级伸缩杆通过旋转副连接在伸缩杆外套上；二级伸缩杆通过花连接一级伸缩杆同理依次连接三级伸缩杆和四级伸缩杆既可以通过花键获得扭矩又可以完成伸缩运动；伸缩弹簧位于各级伸缩杆内部，给伸缩杆提供外伸的弹力；

自适应轮包括自适应轮主体框架、自适应轮足端、自适应轮弹簧；各个构件和设备的连接关系为：自适应轮主体框架通过键固定连接在伸缩杆，同时获取来自伸缩杆的扭矩；自适应轮足端通过移动副与自适应轮主体框架连接；自适应轮弹簧位于自适应轮足端内部提高自适应轮对地形的适应性；