一种平地-越障式两栖机器人及工作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种越障机器人，具体涉及一种平地-越障式两栖机器人及工作方法。【【背景技术】】
[0002]近年来，为了进一步解放人们的劳动力，机器人技术取得突飞猛进的进步，机器人的种类不断增加，除了主要用于制造业的工业机器人外，还出现了应用于航天、航海、军事、抗灾救援等领域的小型移动机器人。小型移动机器人由于其特殊的需求已经成为特种机器人极为重要的分支。该种机器人具有可靠性高、适应性强、隐蔽性强、便于携带等特点，这使其成为执行侦察和高危险任务的理想平台。它们外型千姿百态，从无人驾驶的机器人战车到各种仿生外型的机器人装置。由于其应用的特殊性，小型移动机器人大多都要求越障，面临着许多未知的地形，可能会遇到各种障碍物，这样就无法保证机器人完成相关的任务，因此提高移动机器人的地形适应性和越障能力已经成为一个重要的研究方向。
[0003]目前，国内外机器人的行走机构按移动方式可以分为轮式、腿式、履带式等。然而，它们各自都存在着相应的缺陷:轮式结构速度快，控制灵活，但越障能力有限;腿式结构适应能力强，观赏性也好，但控制也最复杂，移动时机身震动可能较大，且不适于对灵活性、快速性要求高的场合;履带式移动机器人重量大，能耗高等。由于每种结构都有优缺点，如果将其中的两种或是多种结构相结合，发挥各自的优势，弥补彼此的不足，就可以使机器人的行走性能得到很大的改善。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种平地-越障式两栖机器人及工作方法，在平地时用轮子移动，遇到障碍时自动用腿进行越障，并且利用车底盘及腿的结构实现在水中的移动。
[0005]为了达到上述目的，一种平地-越障式两栖机器人，包括底盘，底盘的两侧对称设置有至少两组轮子，所有轮子均通过与其对应的轮子驱动电机驱动，底盘的两侧对称设置有至少两组越障脚，所有越障脚通过与其对应的模块电机驱动，越障脚为弧形结构，底盘前进方向的边缘上设置有距离传感器，距离传感器以及所有轮子驱动电机和模块电机均固定在底盘正面。
[0006]所述模块电机包括码盘、光电传感器和驱动越障脚的越障脚驱动电机。
[0007]所述越障脚上具有锯齿状的凸台。
[0008]所述底盘的边缘具有向上翘起的弧形结构。
[0009]所述一组越障脚中两个越障脚间的距离大于一组轮子中两个轮子间的距离。
[0010]所述越障脚通过螺栓与越障脚支架相连，越障脚支架通过销钉和联轴器与模块电机相连；
[0011 ] 所述轮子驱动电机通过联轴器与轮子相连。
[0012]所述驱动电机通过电机座与底盘连接，距离传感器通过传感器支架与底盘连接；
[0013]所述电机座与底盘通过螺栓螺母连接，传感器支架与底盘通过螺栓螺母连接。
[0014]—种平地-越障式两栖机器人的工作方法，包括以下内容:
[0015]平地时，通过轮子驱动电机带动轮子转动，使机器人进行前进后退，每个电机分别驱动一个轮子，这样可以使得机器人的输出功率大，扭矩不变的情况下，速度可以增大；
[0016]当机器人遇到前方障碍时，由在机器人前方的距离传感器识别障碍物的距离，当机器人与前方障碍物距离为50mm以内时，使越障腿开始分别协调运动，模块电机驱动对应的越障脚进行转动，直至完全越障即当机器人再次到平地后，距离传感器识别已越障，各越障腿依次转动到初始位置停止，从而保证轮子驱动机器人前进；
[0017]当机器人进入水中时，通过底盘浮在水面上，模块电机驱动对应的越障脚进行转动，使机器人可以在水中前进。
[0018]平地时，当机器人在需要转弯时，底盘一侧的轮子减速，另一侧的轮子加速；
[0019]水中时，通过调节底盘两边越障腿的转速而使机器人在水中实现左右转向。
[0020]所述越障腿开始协调运动包括第一越障腿先进行转动，转动120°后，第二越障腿开始转动；第二越障腿转动120°后，第四越障腿开始转动;第四越障腿转动120°后，第三越障腿开始转动，第三越障腿转动120°后，重复至第一越障腿进行转动。
[0021 ]与现有技术相关比，本发明在平地时通过轮子进行运动，当遇到障碍时，能够通过多个越障脚越过障碍，当进入水中时，能够通过底盘漂浮，并通过越障脚划水前进，本发明根据不同环境选择不同的运动方式，提高了环境适应力和工作效率，具有体积小，能耗低，活动的盲区小，灵活稳定等优点，整个结构简单合理，易于实现变形，能够广泛应用于生产生活的场合。
[0022]进一步的，本发明的模块电机包括码盘、光电传感器和驱动越障脚的越障脚驱动电，机这样使得电机模块化，使普通的电机具有反馈，从而可以控制各个越障腿的启动、停止和转动的相位角，再者，电机模块化可以使得维修方便，易替换。
[0023]进一步的，本发明越障脚上具有锯齿状的凸台，使越障腿在翻越障碍时能够卡到障碍的边角，保证越障稳定性，划水时提高与水的接触面。
[0024]进一步的，本发明底盘的边缘具有向上翘起的弧形结构，能够增加本装置的排水量，其在水中具有一定浮力，更好的漂浮在水面上。
[0025]进一步的，本发明一组越障脚中两个越障脚间的距离大于一组轮子中两个轮子间的距离，在行进和翻越障碍时更加平稳。
【【附图说明】】
[0026]图1是本发明的总体装配图；
[0027]图2是本发明的俯视图；
[0028]图3是本发明人的左视图。
【【具体实施方式】】
[0029]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0030]参见图1、图2和图3，一种平地-越障式两栖机器人，包括底盘14，底盘14的边缘具有向上翘起的弧形结构，底盘14的两侧对称设置有至少两组轮子，所有轮子均通过与其对应的轮子驱动电机12驱动，底盘14的两侧对称设置有至少两组越障脚，越障脚上具有锯齿状的凸台，所有越障脚通过与其对应的模块电机驱动，越障脚为弧形结构，底盘14前进方向的边缘上设置有距离传感器10，距离传感器10以及所有轮子驱动电机12和模块电机均固定在底盘14正面，模块电机包括码盘、光