转动，承力臂23带动支撑杆25和提拉杆22，支撑杆25、承力臂23带动连接臂27，连接臂27和提拉杆22共同作用于触地支撑体21。由此，可变起落架装置2形成一个稳定的多连杆机构，在力矩电机26的驱动下协同动作。
[0047]实施例一的具体变形转换过程为，在飞行模式时，可变起落架装置2在力矩电机26的带动下，承力臂23与机体I上表面呈平行位置关系；此时，触地支撑体21被动增稳导流槽211导流方向在由机体I竖直方向和连接杆41轴向所决定的平面内，且与机体I竖直方向偏向连接杆41轴向30°方向平行，提供能效最大的被动增稳气动力。翼身护架3此时为螺旋桨44保护模式。在地面模式时，力矩电机26带动承力臂23使得触地支撑体21端尾与机体I上表面呈平行关系。此时触地支撑体21被动增稳导流槽211导流方向与机体I竖直方向平行，不提供被动增稳气动力。在实施一由飞行模式向地面模式变形过程中，被动增稳气动力逐渐减小，反之亦然。
[0048]如图5-8所示，本发明的实施例二结构示意图，本体I包含六个翼臂支架13，可变起落架装置2设置为两个，两个可变起落架装置2与本体I呈I形，剩余的四个翼臂支架上13分别安装旋翼装置4，可变起落架装置2的触地支撑体21的端尾上安装两个翼身护架3，每个翼身护架3保护两个旋翼装置4。
[0049]实施二的具体变形转换过程是:在飞行模式时，可变起落架装置2在力矩电机26的带动下，承力臂23与机体I上表面呈平行位置关系；此时，触地支撑体21被动增稳导流槽211导流方向在由机体I竖直方向和连接杆41轴向所决定的平面内，且与机体I竖直方向偏向连接杆41轴向30°方向平行，提供能效最大的被动增稳气动力。翼身护架3此时为螺旋桨44保护模式；在地面模式时，力矩电机26带动承力臂23使得触地支撑体21端尾段与机体I上表面呈平行关系。此时触地支撑体21被动增稳导流槽211导流方向与机体I竖直方向平行，不提供被动增稳气动力；在实施二由飞行模式向地面模式变形过程中，被动增稳气动力逐渐减小，反之亦然。
[0050]以上机器人各部分机构的有序运行都是在自动驾驶仪的控制下完成的。图9是本发明自动驾驶仪的结构框图，所述自动驾驶仪6包括电源模块61、中央处理单元62以及分别与中处理单元连接的数传电台63、图传电台64、遥控器接收机65、GPS模块66、三轴陀螺仪67、三轴加速度计68、三轴磁场计69、气压高度计70、超声波传感器71、承力关节电机驱动器72、螺旋桨电机驱动器73、通用接口驱动器74及通用接口总线模块75 ；电源模块61为整个自动驾驶仪系统供电；中央处理单元62是整个自动驾驶仪6的核心，用以运行机器人运动控制算法、管理机器人任务、切换运行模态等；数传电台63用于将机器人的位置、速度等运行状态通过无线方式传递至远程地面控制站；图传电台64用于将机器人实时采集到的图像信息通过无线方式传递至远程地面控制站；遥控器接收机65用于接收远程遥控器发送的遥控指令；GPS模块66用于实时获取机器人的地理坐标信息；三轴陀螺仪67用于测量机器人的三轴旋转速率；三轴加速度计68用于测量机器人的三轴加速度；三轴磁场计69用于测量地磁在机器人上的三轴分量；气压高度计70用于测量机器人所处的气压和高度；超声波传感器71用于测量机器人相对于地面或障碍物间的距离；承力关节电机驱动器72用于驱动旋转关节的运转；螺旋桨电机驱动器73用于驱动电机43 ;通用接口驱动器74用于驱动通用接口末端执行器的运转；通用接口总线模块75用于末端执行器的类型识别和数据交互。
[0051]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和特点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:包括本体(I)、可变起落架装置(2)、翼身护架(3)、旋翼装置(4)、电磁屏蔽仓(5)和自动驾驶仪(6); 所述本体(I)包括上机身板(11)和下机身板(12)，所述上机身板(11)和下机身板(12)通过多个翼臂支架(13)连接，上机身板(101)上安装I旋转自由度通用机械扩展接口(20)，所述下机身板(12)上安装电磁屏蔽仓(5)，所述电磁屏蔽仓(5)内安装自动驾驶仪(6)； 所述可变起落架装置(2)包括触地支撑体(21)、提拉杆(22)、承力臂(23)、承力固定支架(24)、支撑杆(25)和力矩电机(26)，所述触地支撑体(21)上设有多个被动增稳导流槽(211)，触地支撑体(21)端头两侧通过连接臂(27)与本体的翼臂支架(13)铰接，所述提拉杆(22) —端铰接在触地支撑体(21)上，另一端通过承力臂(23)与承力固定支架(24)铰接，所述承力固定支架(24)安装在本体的下机身板(12)上，所述支撑杆(25)底部铰接在承力臂(23)上，其顶部铰接在两连接臂(27)之间，所述力矩电机(26)安装在承力固定支架(24) 一侧; 所述翼身护架(3)分别安装在触地支撑体(408)的端尾上； 所述旋翼装置(4)分别安装在本体的翼臂支架(13)上； 所述电磁屏蔽仓(5)安装在下机身板(12)上； 所述自动驾驶仪(6)安装在电磁屏蔽仓(5)内，通过自动驾驶仪(6)分别驱动I旋转自由度通用机械扩展接口(20)、可变起落架装置(2)和旋翼装置(4)。2.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述旋翼装置(4)包括连接杆(41)、支撑架(42)、电机(43)和螺旋浆(44)，所述连接杆(41) 一端安装在翼臂支架(13)上，其另一端安装有支撑架(42)，所述支撑架(42)上安装电机(43)，所述电机(43)上安装有螺旋桨(44)。3.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述翼身护架(3)为半圆形。4.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述I旋转自由度通用机械扩展接口(20)具有CAN总线接口，可以连接不同功能的末端模块。5.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述可变起落架装置(2)设置为四个，四个可变起落架装置(2)与本体(I)呈X形。6.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述可变起落架装置(2)设置为两个，两个可变起落架装置(2)与本体(I)呈I形。7.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述被动增稳导流槽(211)为X形槽。8.根据权利要求1所述的一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，其特征在于:所述自动驾驶仪(6)包括电源模块(61)、中央处理单元￠2)以及分别与中处理单元连接的数传电台(63)、图传电台(64)、遥控器接收机(65)、GPS模块(66)、三轴陀螺仪(67)、三轴加速度计￠8)、三轴磁场计￠9)、气压高度计(70)、超声波传感器(71)、承力关节电机驱动器(72)、螺旋桨电机驱动器(73)、通用接口驱动器(74)及通用接口总线模块(75); 所述数传电台￠3)用于将机器人的位置、速度等运行状态通过无线方式传递至远程地面控制站； 所述图传电台￠4)用于将机器人实时采集到的图像信息通过无线方式传递至远程地面控制站； 所述遥控器接收机￠5)用于接收远程遥控器发送的遥控指令； 所述GPS模块￠6)用于实时获取机器人的地理坐标信息； 所述三轴陀螺仪￠7)用于测量机器人的三轴旋转速率； 所述三轴加速度计￠8)用于测量机器人的三轴加速度； 所述三轴磁场计￠9)用于测量地磁在机器人上的三轴分量； 所述气压高度计(70)用于测量机器人所处的气压和高度； 所述超声波传感器(71)用于测量机器人相对于地面或障碍物间的距离； 所述承力关节电机驱动器(72)用于驱动旋转关节的运转； 所述螺旋桨电机驱动器(73)用于驱动电机(43); 所述通用接口驱动器(74)用于驱动通用接口末端执行器的运转； 所述通用接口总线模块(75)用于末端执行器的类型识别和数据交互。
【专利摘要】一种被动增稳可变形起落架陆空飞行机器人，包括本体、可变起落架装置、翼身护架、旋翼装置、电磁屏蔽仓和自动驾驶仪；本体上部安装1旋转自由度通用机械扩展接口，接口上有CAN总线连接端口，可以根据不同任务连接末端工作模块；本体上安装有可变起落架装置，可变起落架装置上设置有导流槽，为本发明提供被动增稳气流，翼身护架安装在可变起落装置端尾，旋翼装置安装在本体上，电磁屏蔽仓安装在本体下部，自动驾驶仪安装在电磁屏蔽仓内，自动驾驶仪分别驱动可变起落架装置实现本发明在飞行/地面模式间的切换。本发明将螺旋桨保护器、起落架及被动增稳器集成于可变形起落架装置中，降低自重，提升动力部件及有效载荷在复杂环境中的生存能力。
【IPC分类】B64C27/08, B64D45/00, B64C27/20, B64C25/24
【公开号】CN105109675
【申请号】CN201510561416
【发明人】蒲志强, 高俊龙, 易建强, 谭湘敏
【申请人】中国科学院自动化研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月6日