本实用新型属于水下机器人技术领域，具体涉及一种辅助两栖机器人站立和运动的可升降滑动关节。
背景技术：
伴随着人类认识海洋、开发海洋、利用海洋资源和保护海洋资源的进程，水下机器人作为一种在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主遥控方式、使用机械或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置，在海洋开发和利用中扮演者重要的角色。
近些年，水下机器人成为了国外研究的热点。美国麻省理工学院、美国海军研究局(ONR)和美国蓝鳍机器人公司(Bluefin Robotics)联合研发的第三代悬停无人水下自主航行器(HAUV 3)能够检测到军舰底部的水雷，HAUV 3的外形类似于一种水下飞碟。日本东京大学的URA实验室开发了多种功能不同的AUV，如“Twin Burger AUV”。日本三菱重工开发成功的“AUV-EX1”，可在最深3500米的深海进行勘探工作。德国基尔大学的科学家研制出新型深水机器人“ROV KIEL 6000”，能够下探到6000米深的海底，寻找神秘的深水生物和“白色黄金”可燃冰。国内对于自主机器人的研究基本上围绕两个中心，一是中科院沈阳自动化为中心，研制开发了R-01型/CR-02型(6000m)无人无缆水下机器人，能适应深海底平坦地形的多金属结核矿区工作环境，其探测内容只限于声学、光学和水文测量；二是以哈尔滨工程大学为中心，研制出“智水I”、“智水II”、“智水III”和“智水IV”等军用智能水下机器人。这类水下机器人采用鱼雷状流线型结构设计，具有体积大、转弯半径大、隐蔽性差等缺点，无法完成在狭小区域的任务。其运动采用的螺旋桨，容易产生噪声，不适合隐蔽和生物亲和性。
与鱼雷状的水下机器人相比，球形机器人有较多优点，对称性好，控制较为简单。国内对水下球形机器人的研究单位主要包括哈尔滨工程大学、北京邮电大学等。2007年，哈尔滨工程大学仿生微机器人实验室所研制的一款球形水下潜器，其球体直径为0.22m，空气中质量为5.6kg，采用两个喷水电机作为驱动装置，并设有两个入水口和两个出水口。该球形水下潜器采用姿态传感器信号反馈调整的控制方法对自身的运动控制，但由于其动力系统设计相对粗放，运动灵活性有限，机动性较差。2010北京邮电大学的孙汉旭教授和兰晓娟博士等人也对球形水下机器人进行了相关的研究。兰晓娟博士等人发表了一些相关论文介绍了内置姿态调节机构的球形水下机器人BYSQ-2的结构构型、工作原理和性能参数，其球体直径为0.54m，空气中质量约为80kg。该球形水下机器人是通过其内部的双驱动转向机构与螺旋桨推进器的配合来实现六个自由度的水下运动。但该设计的体型较大，在浅水、沼泽、滩涂等环境下的生存能力有限。
传统的水下机器人只适合在水下环境，对濒海两栖环境的应用价值较小，所以对于两栖机器人的研究有重要意义。美国IS机器人公司研制了水下自主行走机器人ALUV，有六条腿，每条腿有两个自由度，具有两栖运动功能，但是其只能进行爬行运动，只适合水底运动，且运动距离较近。2005年麦吉尔大学研制了一种仿蟑螂的两栖机器人Whegs，推进机构采用了三辐轮桨腿式设计，近似轮子，能够实现高性能和平稳推进。在此基础上，Georgiades C等人研制了两栖六足机器人AQUA，AQUA在陆地上运动时采用弧形腿推进，利用弧形腿机动性能高和通用性好的特点，可以实现多种陆地环境的高速推进；在水下，利用六个桨的拍动推进，AQUA能够实现巡航、升降、纵荡、转向、翻滚等运动。由于AQUA在陆地山和水下采用的不同的推进机构，在进行转换时，需要人工更换驱动机构。日本东京冬夜大学研制的ACM-R5的两栖机器蛇，该机器蛇由多个关节组成，每个关节具有两个自由度，能实现俯仰和偏航运动。在陆地上运动时，ACM-R5依靠身体的蜿蜒运动推进，也能实现翻滚运动；在水下运动时，ACM-R5采用仿鳗鲡式的波动推进。ACM-R5机器人运动较慢，仅能达到0.4m/s。
因此，现有水下自主航行器/机器人和球形机器人及水陆两栖机器人存在以下问题：
现有的两栖球形机器人面向濒临两栖环境，适合在狭窄环境下作业，具有高机动性、高隐蔽性、多运动模式、续航时间长、承载能力强、可回收的特点，但是为了满足海洋探测任务，需要搭载多种传感器，由于搭载传感器数目的增加，导致机器人重量较大，机器人的机械腿部伺服舵机承重增加，在机器人站立过程中，需要四条机械腿同时站立，容易产生较大电流，烧坏机器人电路，增加了机器人伺服舵机的损耗。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种辅助两栖机器人站立和运动的可升降滑动关节，通过在机器人正下方设置可升降滑动关节，在可升降滑动关节的辅助下，机器人能够自主站立，并可以实现机器人滑行运动。
本实用新型是通过下述技术方案实现的：
一种辅助两栖机器人站立和运动的可升降滑动关节，包括：舵机、移动平台、支撑腿、可升降滑动关节固定杆、上横梁、下横梁、固定导向杆及丝杠；
所述移动平台上安装有用于与固定导向杆滑动配合的导向套以及用于与丝杠配合的内螺纹套；
整体连接关系如下：上横梁通过可升降滑动关节固定杆固定在机器人底板上，其下表面通过两个以上固定导向杆与下横梁固定连接为一体；
移动平台位于上横梁与下横梁之间，两个以上所述固定导向杆中的一个以上穿过移动平台上的导向套，用于对移动平台的上下移动起导向作用；移动平台的下端面安装有两个以上支撑腿，且两个以上支撑腿均位于下横梁的外侧；当移动平台下移至支撑腿抵触在外部的平台上时，通过该支撑腿给机器人提供支撑；
用于带动丝杠转动的舵机固定在可升降滑动关节固定杆上；丝杠穿过移动平台的内螺纹套并与所述内螺纹套螺纹连接后，其一端安装在下横梁上，另一端穿过上横梁后与舵机的输出轴同轴连接。
进一步的，所述支撑腿包括支撑柱、固定柱和万向轮；所述支撑柱的一端安装在移动平台上，另一端与固定柱连接，且固定柱的底面安装有万向轮。
进一步的，所述舵机的输出轴与舵盘同轴固定连接，舵盘的下表面固定有转接盘，转接盘的下表面加工有方形孔；
所述丝杠的一端加工有与转接盘的方形孔相配合的方形柱；
丝杠设有方形柱的一端穿过上横梁后，与舵机的转接盘的下表面的方形孔与丝杠的方形柱相配合，实现丝杠与舵机的输出轴的同轴连接。
进一步的，所述丝杠的两端分别通过上螺母和下螺母与上横梁和下横梁活动连接；其中，上螺母和下螺母的外圆周面均加工有台阶面；
上螺母与上横梁的安装孔孔轴配合，且上螺母的台阶面抵触在上横梁下表面；下螺母与下横梁的安装孔孔轴配合，且下螺母的台阶面抵触在下横梁上表面。
进一步的，所述舵机的侧面设有固定齿；所述可升降滑动关节固定杆上安装有用于固定舵机的固定件；舵机分别通过其固定齿与可升降滑动关节固定杆上的固定件连接，从而固定在可升降滑动关节固定杆上。
进一步的，所述上横梁和下横梁均为由四根条形板组成的矩形框架。
有益效果：(1)本实用新型的可升降滑动关节能够辅助机器人站立，解决了两栖球形机器人由于重量的增加，导致机器人站立困难的问题；通过两个相同的舵机控制丝杆同向且同时旋转，使得移动平台下移或上移，进而实现可升降滑动关节的上升或者下降，可升降滑动关节下降时通过支撑腿实现机器人站立，能够减少机器人伺服舵机的损耗，延长机器人的使用时间。
(2)本实用新型的支撑腿底部设有万向轮，当机器人在平坦地面通过支撑腿站立时，通过移动万向轮使机器人在地面滑动，实现机器人前进或者原地旋转等运动，可以帮助机器人节省电量，减少机器人伺服舵机的磨损如舵机齿轮等。
附图说明
图1为本实用新型的结构组成图；
图2为本实用新型的舵机的结构组成图；
图3为本实用新型的移动平台与支撑腿的连接关系图；
图4为本实用新型的上横梁和下横梁的连接关系图；
图5为本实用新型的主视图；
图6为本实用新型的左视图；
图7为本实用新型的俯视图；
其中,1-1—舵机，1-2—固定齿，1-3—输出轴，1-4—舵盘，1-5—固定件，1-6—转接盘，2-1—移动平台，2-2—支撑柱，2-3—固定柱，2-4—万向轮，3-1—可升降滑动关节固定杆，3-2—上横梁，3-4—上螺母，3-5—固定导向杆，3-6—丝杠，3-7—内螺纹套，3-8—下横梁，3-9—下螺母，3-12—导向套。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
本实用新型提供了一种辅助两栖机器人站立和运动的可升降滑动关节，参见附图1，包括：舵机1-1、移动平台2-1、支撑腿、可升降滑动关节固定杆3-1、上横梁3-2、下横梁3-8、固定导向杆3-5、丝杠3-6、上螺母3-4及和下螺母3-9；
参见附图2，所述舵机1-1的侧面设有固定齿1-2，舵机1-1的底面设有输出轴1-3，且所述输出轴1-3与舵盘1-4同轴固定连接，舵盘1-4的下表面固定有转接盘1-6，转接盘1-6的下表面加工有方形孔；
所述移动平台2-1为十字形平板，其两个相对端上安装有用于与固定导向杆3-5滑动配合的导向套3-12，其另两个相对端上安装有用于与丝杠3-6配合的内螺纹套3-7；
所述可升降滑动关节固定杆3-1用于将可升降滑动关节固定到机器人底板上，可升降滑动关节固定杆3-1上安装有用于固定舵机1-1的固定件1-5；
所述上横梁3-2和下横梁3-8均为由四根条形板组成的矩形框架；
所述丝杠3-6的一端加工有与转接盘1-6的方形孔相配合的方形柱；
所述上螺母3-4和下螺母3-9的外圆周面均加工有台阶面；
整体连接关系如下：参见附图4-7，上横梁3-2通过其上表面安装的可升降滑动关节固定杆3-1固定在机器人底板上，其下表面通过四个固定导向杆3-5与下横梁3-8固定连接为一体；
移动平台2-1两个相对端的导向套3-12分别与对应的两个固定导向杆3-5配合，从而安装在上横梁3-2与下横梁3-8之间，且移动平台2-1能够沿固定导向杆3-5上下移动；移动平台2-1下表面的四端分别安装有四个支撑腿，且四个支撑腿均位于下横梁3-8的外部；当移动平台2-1下移至支撑腿抵触在外部的平台上时，该支撑腿能够给机器人提供支撑；
两根丝杠3-6分别穿过移动平台2-1的内螺纹套3-7并与所述内螺纹套3-7螺纹连接后，安装在上横梁3-2和下横梁3-8之间；丝杠3-6设有方形柱的一端穿过上横梁3-2后与上螺母3-4固定，上螺母3-4活动安装与上横梁3-2的安装孔孔轴配合，且上螺母3-4的台阶面抵触在上横梁3-2下表面；丝杠3-6的另一端固定有下螺母3-9，下螺母3-9与在下横梁3-8的安装孔孔轴配合中，且下螺母3-9的台阶面抵触在下横梁3-8上表面；
两个舵机1-1分别通过其固定齿1-2与可升降滑动关节固定杆3-1上的固定件1-5连接，从而固定在可升降滑动关节固定杆3-1上；舵机1-1转接盘1-6下表面的方形孔与丝杠3-6的方形柱相配合，在舵机1-1的输出轴1-3转动时，能够带动丝杠3-6转动；
其中，参见附图3，所述支撑腿包括支撑柱2-2、固定柱2-3和万向轮2-4；所述支撑柱2-2的一端通过螺母安装在移动平台2-1上，另一端与固定柱2-3螺纹连接，且固定柱2-3的底面安装有万向轮2-4，用于移动可升降滑动关节。
工作原理：在较为平坦的路面或者水底的环境下，机器人可以通过支撑腿站立移动时，机器人控制器同时发送PWM控制信号给两个舵机1-1，舵机1-1的输出轴1-3同时向同一方向旋转，进而带动两个丝杠3-6旋转，由于丝杠3-6与内螺纹套3-7配合，使得移动平台2-1沿固定导向杆3-5向下移动，直到支撑腿抵触在地面或水底上，当两个丝杠3-6继续旋转时移动平台2-1继续下移时，下横梁3-8向上移动，进而通过上横梁3-2带动机器人向上移动移动，过程中通过固定导向杆3-5与导向套3-12的滑动配合对其起导向作用，直至机器人被顶起到设定高度，机器人通过支撑腿实现站立，且由于支撑腿底部安装有万向轮，可辅助机器人在平坦的路面或者水底滑行；
当在收回可升降滑动关节时，机器人控制两个舵机1-1同时向相反方向旋转，使得移动平台2-1向上移动，收起可升降滑动关节；
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。