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原文传递用于水下地质探测的水陆两栖机器人及其运动控制方法

专利名称：	用于水下地质探测的水陆两栖机器人及其运动控制方法
摘要：	本发明属于水陆两栖推进装置技术领域，涉及一种用于水下地质探测的水陆两栖机器人及其运动控制方法。该机器人包括舱体、水下推进装置和陆地行进装置；水下推进装置包括连接于舱体前后的两套水下推进机构，每一水下推进机构包括两个驱动轮组及连接于两个驱动轮组之间的水下传动轴，两个水下调节电机分别与两个驱动轮组的轨道盘连接以分别驱动其转动，水下驱动电机与水下传动轴连接以驱动两个驱动轮组的转盘转动带动拨片运动形成水下推进力；陆地行进装置包括驱动两个前轮同步转向的陆地前转向机构、驱动两个后轮同步转动的陆地后驱动机构。本发明能够实现水下地质探测装备的水陆两栖应用，提高其水陆两栖适应能力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛海洋科技中心
发明人：	高杨坤;李绪锦;杨依光;王智进;张卫红;徐德刚
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-18T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311345015.7
公开号：	CN117087366A
代理机构：	青岛联信知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	潘晋祥
分类号：	B60F3/00;B;B60;B60F;B60F3;B60F3/00
申请人地址：	266237 山东省青岛市即墨区问海中路168号
主权项：	1.用于水下地质探测的水陆两栖机器人，其特征在于，包括：舱体，所述舱体的前端设有水下地质探测装置；水下推进装置，包括分别布设于所述舱体前部和后部的水下前推进机构和水下后推进机构；所述水下前推进机构和水下后推进机构均包括：两个驱动轮组，分别连接于所述舱体外壁的左右两侧，每一所述驱动轮组包括轨道盘、转盘和拨片组件；所述轨道盘转动连接于舱体上，所述轨道盘的外侧面凹设有一圈导向槽；所述转盘转动连接于轨道盘外侧；所述拨片组件连接于转盘外周，所述拨片组件的一端贯穿转盘插设于导向槽内，并与所述导向槽滑动连接；所述拨片组件包括设于转盘外侧的拨片；两个所述转盘之间连接有一水下传动轴；水下驱动电机和两个水下调节电机；两个所述水下调节电机分别与两个轨道盘连接，用于分别驱动两个所述轨道盘转动；所述水下驱动电机与水下传动轴连接，用于驱动两个所述转盘同步转动，以带动所述拨片运动，形成水下推进力；陆地行进装置，包括：分别连接于所述舱体前部左右两侧的两个前轮、分别连接于所述舱体后部左右两侧的两个后轮；两个所述前轮之间连接有一连杆传动机构；两个所述后轮之间连接有一陆地传动轴；陆地转向电机和陆地驱动电机；所述陆地转向电机与连杆传动机构连接，用于驱动两个所述前轮同步转向；所述陆地驱动电机与陆地传动轴连接，用于驱动两个所述后轮同步转动，形成陆地行进力。 2.根据权利要求1所述的水陆两栖机器人，其特征在于，所述导向槽包括圆弧段和直段；所述转盘的转动中心位于圆弧段的轴线上；所述拨片组件还包括夹设于转盘与轨道盘之间的转臂；所述转臂朝向转盘一侧的中部凸设有转轴，所述转轴贯穿转盘并与其转动连接，所述拨片连接于转轴露出转盘的一端；所述转臂朝向轨道盘一侧的端部凸设有导杆，所述导杆插设于导向槽内并与其滑动连接；所述拨片呈圆弧形；所述导杆在导向槽圆弧段滑动时，所述拨片的轴线与圆弧段的轴线共线；所述导杆在导向槽直段滑动时，所述拨片的中轴面与直段平行。 3.根据权利要求2所述的水陆两栖机器人，其特征在于，所述转盘朝向转臂的一侧凸设有限位柱，所述导杆在导向槽圆弧段滑动时，所述限位柱抵接于转臂的一侧面上。 4.根据权利要求2所述的水陆两栖机器人，其特征在于，每一所述驱动轮组包括多个拨片组件，多个所述拨片组件绕转盘的转动中心间隔均匀布设。 5.根据权利要求2所述的水陆两栖机器人，其特征在于，所述水下后推进机构中的两个轨道盘分别为两个后轮的轮毂，所述陆地传动轴的两端分别与该两个轨道盘连接，所述陆地驱动电机与其中一轨道盘连接，以经所述陆地传动轴和该两个轨道盘驱动两个后轮同步转动；所述陆地传动轴包括两个同轴设置的陆地传动半轴，两个所述陆地传动半轴之间设有第一离合器，用于使两个所述陆地传动半轴之间相互连接或脱开；所述陆地驱动电机为水下后推进机构中的一所述水下调节电机；所述水下后推进机构中的另一水下调节电机与其连接的轨道盘之间设有第二离合器，用于使该水下调节电机与轨道盘之间相互连接或脱开。 6.根据权利要求5所述的水陆两栖机器人，其特征在于，所述水下后推进机构中的水下驱动电机与水下传动轴之间设有第三离合器，用于使该水下驱动电机与水下传动轴之间相互连接或脱开。 7.根据权利要求1所述的水陆两栖机器人，其特征在于，所述连杆传动机构包括滑块、两个拉杆和两个转杆；所述滑块滑动连接于舱体内并可左右滑动；两个所述转杆的上端分别与舱体转动连接，下端分别与两个所述前轮的轮轴连接，所述转杆的侧面凸设有推臂；两个所述拉杆的一端分别与滑块转动连接，另一端分别与两个所述推臂转动连接；所述陆地转向电机与滑块连接，用于驱动所述滑块滑动，以带动两个所述前轮同步转向。 8.用于水下地质探测的水陆两栖机器人的运动控制方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的水陆两栖机器人进行；所述运动控制方法包括：水下推进控制方法，通过四个所述水下调节电机分别调节四个轨道盘上导向槽直段的方位，通过两个所述水下驱动电机驱动四个转盘转动，带动四个所述驱动轮组中的拨片运动，形成水下推进力，以实现所述水陆两栖机器人在水下的直行、转向及升降；陆地行进控制方法，通过所述陆地驱动电机驱动两个后轮转动，通过所述陆地转向电机驱动两个前轮转向，以实现所述水陆两栖机器人在陆地上的直行及转向。 9.根据权利要求8所述的运动控制方法，其特征在于，所述水下推进控制方法具体包括：将第一离合器断电分离，将第二离合器和第三离合器上电接合；水陆两栖机器人在水下直行前进时，首先启动四个水下调节电机，分别将四个轨道盘上导向槽直段调整至正下水平方位；然后启动两个水下驱动电机，驱动四个转盘转动以带动拨片运动，实现水下直行前进；水陆两栖机器人在水下直行后退时，首先启动四个水下调节电机，分别将四个轨道盘上导向槽直段调整至正上水平方位；然后启动两个水下驱动电机，驱动四个转盘转动以带动拨片运动，实现水下直行后退；水陆两栖机器人在水下上升时，首先启动四个水下调节电机，分别将四个轨道盘上导向槽直段调整至正前竖直方位；然后启动两个水下驱动电机，驱动四个转盘转动以带动拨片运动，实现水下上升；水陆两栖机器人在水下下降时，首先启动四个水下调节电机，分别将四个轨道盘上导向槽直段调整至正后竖直方位；然后启动两个水下驱动电机，驱动四个转盘转动以带动拨片运动，实现水下下降；水陆两栖机器人在水下左转时，首先启动四个水下调节电机，将舱体左侧的两个轨道盘上导向槽直段调整至正上水平方位，将舱体右侧的两个轨道盘上导向槽直段调整至正下水平方位；然后启动两个水下驱动电机，驱动四个转盘转动以带动拨片运动，实现水下左转；水陆两栖机器人在水下右转时，首先启动四个水下调节电机，将舱体左侧的两个轨道盘上导向槽直段调整至正下水平方位，将舱体右侧的两个轨道盘上导向槽直段调整至正上水平方位；然后启动两个水下驱动电机，驱动四个转盘转动以带动拨片运动，实现水下右转。 10.根据权利要求8所述的运动控制方法，其特征在于，所述陆地行进控制方法具体包括：将第二离合器和第三离合器断电分离，将第一离合器上电接合；启动陆地驱动电机以驱动两个后轮同步转动，通过控制陆地驱动电机的转动方向，实现水陆两栖机器人在陆地上的直行前进或直行后退；当水陆两栖机器人在直行中需要转向时，启动陆地转向电机以驱动两个前轮同步转向，通过控制陆地转向电机的转动方向，实现水陆两栖机器人在陆地上的左转或右转。
所属类别：	发明专利