一种两轴陆空智能爬墙车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种两轴陆空智能爬墙车，既能在地面和沿着墙面行驶，又能在空中飞行，而且能实现直接从地面行驶到垂直墙面上或从垂直墙面上行驶到地面的两轴陆空智能爬墙车。整个小车主要由车身、四个车轮、两个旋翼、六个电机、一个单片机主板、前轮转向系统、圆环偏转系统、电源组成。所述两轴陆空智能爬墙车通过遥控器WIFI连接控制，单片机接收信号后再发出相关的控制指令，实现对小车运行状态的控制。
【专利说明】
一种两轴陆空智能爬墙车
技术领域
[0001]本新型发明属于车辆领域，具体就是一款可以在陆地和墙面上自由行使的两轴陆空智能爬墙车。【背景技术】
[0002]传统的爬墙机器人大部分是利用气动和吸盘实现在竖直墙壁上的攀爬，不能在地上运动。一般的爬墙小车只能在地上行驶或在垂直墙面上行驶，但不能够直接从地面行驶到垂直墙面上或从垂直墙面上行驶到地面上。本发明的两轴陆空智能爬墙车克服了吸盘式爬墙机器人和普通爬墙小车的不足，利用旋翼的旋转和圆环的偏转，使得小车能够在地面上快速的运动，能够从地面爬到垂直墙面上，紧贴墙面爬行，而且又能灵活的飞行。此两轴陆空智能爬墙小车未来可被用于灾后搜救、地质探测等多个领域。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种结构简单，既能在地面上行驶，又能沿垂直墙壁面行驶， 还能灵活的飞行，且能实现直接从地面行驶到垂直墙面上或者从垂直墙面上直接行驶到地面上的一种两轴陆空智能爬墙车。
[0004]本发明主要由三部分组成:旋翼推力机构、转向装置、单片机主板。旋翼推力机构主要用于推动小车前进、后退、起飞、贴紧墙壁;转向机构用于小车的转向控制;单片机主板用于控制带动旋翼旋转和圆环偏转的电机运行以及前轮转向电机的运行。整个装置采用的是12V直流电源，具体工作过程为。
[0005]1.旋翼推力机构机构包括:旋翼、圆环、旋翼直流电机、电机安装架组成。直流电机直接与旋翼连接，旋翼直流电机固定在电机安装架上，电机安装架固接在圆环上，圆环安装在车体上，单片机主板控制圆环偏转电机的旋转圈数来精确控制圆环的转动角度。
[0006]2.转向机构转向机构主要包括小车前轮转向，通过单片机主板控制前轮转向电机转动圈数来精确控制各个转向机构的转动角度。
[0007]3.单片机主板电路控制系统单片机主板电路控制系统主要用来控制两个旋翼直流电机的转动和转速、两个控制圆环转动的圆环偏转电机以及控制小车转向的前轮转向电机。
[0008]本发明具有以下优点:(1)实现了直接从地面行驶到垂直墙面上或者从垂直墙面上直接行驶到地面上，增加了此小车的趣味性和使用范围。
[0009](2)两个旋翼相互协同工作，解决了小车不能从地面上爬到垂直墙面上的困难，提高了爬墙小车的灵活性。
[0010](3)小车结构简单，操作方便，造价便宜，具有很强的市场价值。【附图说明】
[0011]图1为立体图。
[0012]图2为小车地面行驶示意图。[〇〇13]图3为小车墙面向上爬行示意图。
[0014]图4为小车从地面向墙壁爬行示意图。
[0015]图5为小车飞行状态图，均为两轴陆空智能爬墙车的装配图，图中:1、旋翼1，2、直流电机1，3、电机固定架1，4、圆环1，5、前右轮转向机构，6、旋翼2,7、直流电机2,8、电机固定架2,9、圆环2，，10、圆环偏转控制机构2，11、车体，12、单片机主板，13、前左轮转向机构，14、 圆环偏转控制机构1。
[0016]图6为前右轮转向机构图。
[0017]图7为前左轮转向机构图。图中:5-1、前右轮转向电机，5-2、连杆1，5-3、连杆2，5-4、右车轮转向台，5-5、右车轮转向轴；图中:13-1、前左轮转向电机，13-2、连杆3,13-3、连杆 4,13-4、左车轮转向台，13-5、左车轮转向轴。[〇〇18]图8为圆环偏转控制机构2图。
[0019]图9为圆环偏转控制机构1图。图中:10-1、圆环偏转电机2,10-2、小齿轮2,10-3、大齿轮2;图中:14-1、圆环偏转电机1，14-2、小齿轮1，14-3、大齿轮1。【具体实施方式】
[0020]下面结合附图并通过实例对本发明作进一步的详细说明，以下实例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0021]—种两轴陆空智能爬墙车，包括车体、旋翼推力机构、转向机构、单片机主板。如图 2，小车在地面上前进时，圆环偏转电机1 (14-1 )、圆环偏转电机2( 10-1)分别控制圆环1 (4)、 圆环2(9)转动到与地面垂直角度，单片机控制旋翼直流电机1(2)、直流电机2(7)转动，旋翼 1(1)、旋翼2(6)转动产生向前推力推动小车快速前进。单片机主板(12)通过控制前右轮转向电机(5-1)、前左轮转向电机(13-1)来实现小车的转向功能。如图3,小车在墙面向上行驶时，圆环偏转电机1(14-1)、圆环偏转电机2(10-1)分别控制圆环1(4)、圆环2(9)转动到一定角度，两旋翼产生的推力可分解成一垂直小车指向墙面的力和一平行于小车向上的推力， 向上的推力推动小车沿着墙壁向上爬行，垂直小车指向墙面的力使小车贴紧墙面运动。如图4,小车从地面向垂直与地面的墙壁上运行时，圆环偏转电机1(14-1)、圆环偏转电机2 (10-1)分别控制圆环1(4)、圆环2(9)转动到一定适合角度，旋翼1(1)产生一个向上的升力将前轮抬起，旋翼2(6)的产生的推力分解成一个向下和一个向前的推力，使小车从地面上成功的爬向墙面。如图6小车转向时，前右轮转向电机(5-1)带动连杆1 (5-2 )转动，连杆1 (5-2)带动连杆2(5-3)转动，连杆2(5-3)带动右车轮转向台(5-4)绕右车轮转向轴(5-5)转动， 前左轮转向机构(13 )带动前左轮实现和前右轮同方向的转向角度，从而实现小车的转向功能。如图8、图9圆环偏转时，圆环偏转电机1(14-1)带动小齿轮1(14-2)转动，小齿轮1(14-2) 带动大齿轮1(14-3)转动，大齿轮1(14-3)通过键与圆环两端支撑杆相连，大齿轮1(14-3)的转动带动圆环1(4)偏转。圆环偏转电机2(10-1)带动小齿轮2(10-2)转动，小齿轮2(10-2)带动大齿轮2(10-3)转动，大齿轮2(10-3)通过键与圆环两端支撑杆相连，大齿轮2(10-3)的转动带动圆环2(9)偏转。
[0022]本发明最大特点在于以下两个方面:一是快速，两旋翼产生的推力使小车能快速前进和爬行以及飞行，可用于灾后快速搜救等。二是不限运动环境，此发明两轴陆空小车可轻松越过不同障碍物，适用于日后地质探测等任务。三是结构简单、造价成本较低，适合大批量推广使用，具有较强的市场价值。
【主权项】
1.一种两轴陆空智能爬墙车，其特征在于:由车体、车轮、旋翼推力机构、前轮转向机 构、单片机主板组成;该小车既能在地面上行驶，又能沿垂直墙壁面行驶，还能灵活的飞行， 且能实现直接从地面行驶到垂直墙面上或者从垂直墙面上直接行驶到地面上。2.如权利要求1所述的旋翼推力机构，其特征在于:由旋翼1(1)、直流电机1(2)、电机固 定架1(3)、圆环1(4)、组成，圆环偏转电机1(14-1)通过齿轮传动机构精确控制圆环(4)的偏 转角度。3.如权利要求1所述的单片机主板(12)，其特征在于:单片机主板通过WIFI模块与遥控 器通过WIFI连接，遥控器发送指令过来控制各电机的运行，进而控制小车的运行状态。
【文档编号】B62D57/024GK106080827SQ201610723810
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月26日
【发明人】谢光, 詹小辉, 周敏, 熊禾根
【申请人】武汉科技大学