一种四旋翼机器人支撑防护机构的制作方法

文档序号:8466476
一种四旋翼机器人支撑防护机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人领域,具体是一种四旋翼机器人支撑防护机构。
【背景技术】
[0002]近年来,基于多旋翼的无人机和飞行机器人迅速发展。它们可以应用在军事侦察、环境探测、航空拍摄等方面,具有很高的应用价值,市场前景广阔。但是大多数此类无人机和机器人基本上未做防护或是简单的在旋翼侧边加装一个塑料挡块对旋翼进行保护。而作为军事侦察、环境探测及航空拍摄等应用的载体,这类无人机和飞行机器人的工作环境是未知的、复杂多变的,因此防护设施必不可少。中国实用新型专利CN203680323U公开了一种通用多旋翼机器人骨干支撑安全防护系统,该系统可以为多旋翼机器人提供支撑和防护,但是最大的不足是当机器人受到外界撞击时,该防护系统不能使机器人维持原有的飞行状态,会使机器人在防护系统的带动下产生翻滚等动作,从而可能导致机器人失去平衡甚至坠落。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于提供一种四旋翼机器人支撑防护机构,可以使机器人具备防碰撞功能,降低复杂环境中不确定因素带来的影响,能够满足机器人运动灵活性与稳定性的要求,以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0005]一种四旋翼机器人支撑防护机构,包括旋翼支撑架和陀螺仪防护机构,旋翼支撑架由基座、旋翼及旋翼驱动电机固定座以及用于安装旋翼及旋翼驱动装置的长轴和短轴组成,长轴和短轴的轴线互相垂直且共面,旋翼及旋翼驱动电机固定座和基座均以长轴和短轴的交点为对称中心呈对称分布;陀螺仪防护机构由陀螺仪机构与柔性杆组成,陀螺仪机构由外环、中环、两个柔性杆固定座、内环和轴套组成;柔性杆沿外环均匀排布且柔性杆的中点处于外环上,柔性杆的另外两端穿入两个柔性杆固定座上的孔内并由紧定螺钉固定,柔性杆、外环和柔性杆固定座共同组成球壳结构,外环与中环通过两个外环-中环连接轴连接,且这两个外环-中环连接轴共线;中环与内环通过两个中环-内环连接轴连接,且这两个中环-内环连接轴共线;内环上对称的设有两个轴套;将旋翼支撑架的长轴两端与陀螺仪防护机构的内环上两个轴套连接形成转动轴,旋翼支撑架绕着陀螺仪防护机构自由转动。
[0006]作为本发明进一步的方案:两个外环-中环连接轴的轴线与两个中环-内环连接轴的轴线垂直。
[0007]与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用陀螺仪原理为四旋翼飞行机器人提供支撑防护装置,其优点是使得机器人能够适应复杂的外界环境,能够有效应对飞行过程中带来的突发状况,在发生碰撞时仍能保持固有的姿态。采用本装置,可以大大降低机器人在安全控制策略方面的复杂程度,降低飞行器操作的难度,同时能够大大增加机器人的使用寿命,降低使用成本。本发明公开的四旋翼机器人支撑防护机构,制作简单、成本低廉,适合各类复杂未知的环境,适应性好,应用范围广。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的总体结构。
[0009]图2是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的旋翼支撑架。
[0010]图3是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的陀螺仪防护机构。
[0011]图4是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的实施例。
[0012]图中,1-旋翼支撑架,2-陀螺仪防护机构,11-长轴,12-短轴,13-旋翼及旋翼驱动电机固定座,14-基座,21-外环-中环连接轴,22-柔性杆,23-外环,24-中环,25-柔性杆固定座,26-中环-内环连接轴,27-内环,28-轴套,31-旋翼,32-旋翼驱动电机。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0014]实施例1
[0015]本发明实施例中,图1是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的总体结构,主要由旋翼支撑架I和陀螺仪防护机构2组成。
[0016]图2是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的旋翼支撑架1,主要由长轴11、短轴12、旋翼及旋翼驱动电机固定座13和基座14组成,长轴11和短轴12的轴线互相垂直且共面,旋翼及旋翼驱动电机固定座13和基座14均以长轴11和短轴12的交点为对称中心呈对称分布,基座14用来安装机器人的其它必要零部件,如电池、控制组件以及传感器等,这些零部件是组成一个完整机器人的必要部分,但不在本发明专利的权利要求范围。
[0017]图3是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的陀螺仪防护机构,主要由外环-中环连接轴21、柔性杆22、外环23、中环24、柔性杆固定座25、中环-内环连接轴26、内环27和轴套28组成,其中数根柔性杆22沿外环23均匀排布且柔性杆22的中点处于外环23上,柔性杆22的另外两端穿入两个柔性杆固定座25上的孔内并由紧定螺钉固定,柔性杆22、外环23和柔性杆固定座25共同组成球壳结构,外环23与中环24通过两个外环-中环连接轴21连接,且这两个外环-中环连接轴21共线。类似地,中环24与内环27通过两个中环-内环连接轴26连接,且这两个中环-内环连接轴26共线。且两个外环-中环连接轴21的轴线与两个中环-内环连接轴26的轴线垂直。总体上,外环23、中环24、内环27、夕卜环-中环连接轴21、中环-内环连接轴26组成陀螺仪机构,陀螺仪机构同柔性杆22 —起组成陀螺仪防护机构2。内环27上对称的设有两个轴套28。
[0018]旋翼支撑架I上的长轴11的两端与陀螺仪防护机构2上的轴套28连接后即能形成四旋翼机器人支撑防护机构。
[0019]图4是本发明的四旋翼机器人支撑防护机构的一个具体实施例,在实施例中,通过在旋翼及旋翼驱动电机固定座13上安装旋翼31及旋翼驱动电机32,为机器人提供动力源,实现机器人的飞行。在没有任何外力矩作用在机器人上时,机器人的旋翼飞行装置保持飞行姿态,当受到外力撞击时,在陀螺仪防护机构2的保护下,由柔性杆组成的球壳可以吸收冲击力,以保护内部的飞行装置不致损坏,同时陀螺仪机构又使得旋翼飞行装置不受冲击影响,能够保持原有的飞行姿态继续飞行。
[0020]对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0021]此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种四旋翼机器人支撑防护机构,其特征在于,包括旋翼支撑架和陀螺仪防护机构,旋翼支撑架由基座、旋翼及旋翼驱动电机固定座以及用于安装旋翼及旋翼驱动装置的长轴和短轴组成,长轴和短轴的轴线互相垂直且共面,旋翼及旋翼驱动电机固定座和基座均以长轴和短轴的交点为对称中心呈对称分布;陀螺仪防护机构由陀螺仪机构与柔性杆组成,陀螺仪机构由外环、中环、两个柔性杆固定座、内环和轴套组成;柔性杆沿外环均匀排布且柔性杆的中点处于外环上,柔性杆的另外两端穿入两个柔性杆固定座上的孔内并由紧定螺钉固定,柔性杆、外环和柔性杆固定座共同组成球壳结构,外环与中环通过两个外环-中环连接轴连接,且这两个外环-中环连接轴共线;中环与内环通过两个中环-内环连接轴连接,且这两个中环-内环连接轴共线;内环上对称的设有两个轴套;将旋翼支撑架的长轴两端与陀螺仪防护机构的内环上两个轴套连接形成转动轴,旋翼支撑架绕着陀螺仪防护机构自由转动。
2.根据权利要求1所述的四旋翼机器人支撑防护机构,其特征在于,两个外环-中环连接轴的轴线与两个中环-内环连接轴的轴线垂直。
【专利摘要】本发明公开了一种四旋翼机器人支撑防护机构,包括旋翼支撑架和陀螺仪防护机构,旋翼支撑架由基座、旋翼及旋翼驱动电机固定座以及用于安装旋翼及旋翼驱动装置的长轴和短轴组成;陀螺仪防护机构由陀螺仪机构与柔性杆组成,陀螺仪机构由外环、中环、两个柔性杆固定座、内环和轴套组成;将旋翼支撑架的长轴两端与陀螺仪防护机构的内环上两个轴套连接形成转动轴,旋翼安装架绕着陀螺仪防护机构自由转动。本发明使机器人能够适应不可预知的外界环境,能够有效应对飞行过程中外界产生的突发状况,在发生碰撞时仍能保持固有的状态。本发明具有制作简单、成本低廉,适应性好,应用范围广。
【IPC分类】B64C1-00, B64C27-20
【公开号】CN104787325
【申请号】CN201510191621
【发明人】李涛, 陈赛旋, 骆敏舟, 刘效, 付龙, 魏强, 庄晓明, 王美玲, 张丽华
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院, 常州先进制造技术研究所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月21日
再多了解一些
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