本發(fā)明屬于兩棲機(jī)器人，更具體地說，是涉及一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人。
背景技術(shù)：
1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動控制技術(shù)達(dá)到了新的高度，國內(nèi)外對無人機(jī)、無人車、無人船舶等無人控制領(lǐng)域均有不斷深入的研究。無人機(jī)依托于其靈活性，可輕松進(jìn)入人類難以到達(dá)的區(qū)域，被廣泛應(yīng)用于地形探測、電路巡檢、災(zāi)后救援等場景；無人車依托于其長續(xù)航能力和強(qiáng)裝載能力，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、物資運(yùn)送等場景。單一的無人車在作業(yè)區(qū)域內(nèi)具有一定的靈活性和越障能力，但是無法跨越鴻溝等特殊地形，難以應(yīng)付復(fù)雜多變的情況。隨著對自動控制技術(shù)的不斷開發(fā)，人類早已不滿足于在部分場景中僅使用單一無人控制設(shè)備，轉(zhuǎn)而開始研究兩棲無人控制機(jī)器人。
2、早年間，國內(nèi)研究的兩棲機(jī)器人多采用拼接式方法組合而成。有的兩棲機(jī)器人采用四輪式小車與雙旋翼無人機(jī)相組合的方式，但其無法折疊導(dǎo)致機(jī)器人體積較大，且小車無法轉(zhuǎn)向?qū)е缕潇`活性差。有的兩棲機(jī)器人雖采用履帶式小車與四旋翼無人機(jī)相結(jié)合的方式，但仍有無法折疊的問題，降低了靈活性。有的兩棲機(jī)器人在履帶式小車與四旋翼無人機(jī)相組合的基礎(chǔ)上，同時增加了無人機(jī)翼可折疊的設(shè)計(jì)，但有著折疊速度過慢且不穩(wěn)定的問題。有的兩棲機(jī)器人雖可通過折疊來減小體積，但其采用步行的地面移動方式，移動速度慢且電機(jī)易損壞。
3、國外也有相關(guān)無人兩棲機(jī)器人的研究，大多以“一體式”設(shè)計(jì)為主，通過結(jié)構(gòu)變換的方式來實(shí)現(xiàn)地面行走與空中飛行，尚未有研究著眼于無人車和無人機(jī)可分離的兩棲機(jī)器人。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，可依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況快速實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與無人車的分離、結(jié)合，即無人機(jī)與無人車可分離為兩臺無人設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立作業(yè)，也可合二為一聯(lián)合作業(yè)，既可使用陸地形態(tài)進(jìn)行長時間續(xù)航，遇到鴻溝或其他無法越過的地形時，可以快速轉(zhuǎn)為飛行形態(tài)進(jìn)行飛越，以應(yīng)對更多復(fù)雜多變的場景。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，由無人車和無人機(jī)組成，所述無人機(jī)的機(jī)身設(shè)有平行設(shè)置的機(jī)身上平臺和機(jī)身下平臺，無人機(jī)的機(jī)臂的底端轉(zhuǎn)動連接在機(jī)身上平臺和機(jī)身下平臺之間，頂端連接螺旋槳；在兩棲機(jī)器人處于陸地行駛狀態(tài)時，機(jī)臂旋轉(zhuǎn)為豎立狀態(tài)；在兩棲機(jī)器人處于飛行狀態(tài)時，機(jī)臂旋轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)；
3、無人車和無人機(jī)通過聯(lián)接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速聯(lián)接、分離，聯(lián)接結(jié)構(gòu)固定連接在無人車上，聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)有聯(lián)接上平臺，在聯(lián)接上平臺的y向相對兩邊對稱設(shè)有導(dǎo)向限位塊，在聯(lián)接上平臺的x向相對兩邊對稱設(shè)有限位壓塊，限位壓塊滑動連接聯(lián)接上平臺；無人機(jī)與無人車聯(lián)接時，機(jī)身下平臺落在兩個導(dǎo)向限位塊之間實(shí)現(xiàn)y方向定位及限位，限位壓塊在聯(lián)接上平臺上沿x方向向中間滑動移動，對機(jī)身下平臺實(shí)現(xiàn)x向及z向的定位及限位；無人機(jī)與無人車分離時，限位壓塊在聯(lián)接上平臺上沿x方向向兩邊滑動移動，無人機(jī)沿z向起飛離開無人車，兩者分離。
4、優(yōu)選地，所述機(jī)身還包括連接固定件，連接固定件的兩端分別通過螺栓固定連接機(jī)身上平臺和機(jī)身下平臺，機(jī)臂通過第二軸與連接固定件轉(zhuǎn)動連接。
5、優(yōu)選地，所述機(jī)身還包括第一伸縮裝置，第一伸縮裝置的固定端固定連接在機(jī)身下平臺的上面，第一伸縮裝置的伸縮端與機(jī)臂的底端連接并推動機(jī)臂圍繞第二軸轉(zhuǎn)動。
6、優(yōu)選地，在機(jī)臂的底端還設(shè)有滑槽，滑槽為長孔，第一軸在滑槽內(nèi)滑動移動，第一伸縮裝置的伸縮端固定連接第一軸，第一伸縮裝置推動第一軸在滑槽內(nèi)滑動移動從而帶動機(jī)臂圍繞第二軸轉(zhuǎn)動。
7、優(yōu)選地，在聯(lián)接上平臺上設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌為t形滑軌，固定連接在聯(lián)接上平臺的上表面，導(dǎo)向限位塊沿導(dǎo)軌滑動移動。
8、優(yōu)選地，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)還包括聯(lián)接中平臺和連接件，聯(lián)接中平臺設(shè)置在聯(lián)接上平臺的下方，在聯(lián)接上平臺上設(shè)有長通孔，導(dǎo)向限位件的底部從長通孔向下穿過聯(lián)接上平臺后通過轉(zhuǎn)軸與連接件的頂端轉(zhuǎn)動連接，連接件的底端通過第三軸轉(zhuǎn)動連接聯(lián)接中平臺，連接件圍繞第三軸轉(zhuǎn)動，帶動限位壓塊沿導(dǎo)軌滑動移動。
9、優(yōu)選地，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)還包括聯(lián)接下平臺和第二伸縮裝置，聯(lián)接下平臺設(shè)置在聯(lián)接中平臺的下方，第二伸縮裝置的固定端固定連接在聯(lián)接下平臺的上表面，第二伸縮裝置的伸縮端穿過聯(lián)接中平臺后固定連接聯(lián)接上平臺的下表面，第二伸縮裝置的伸縮端伸長，使聯(lián)接上平臺與聯(lián)接中平臺之間的距離增加，從而帶動連接件圍繞第三軸轉(zhuǎn)動。
10、優(yōu)選地，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)還包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套，導(dǎo)套的兩端分別固定連接在聯(lián)接下平臺的上表面和聯(lián)接中平臺的下底面，導(dǎo)柱的頂端固定連接在聯(lián)接上平臺的下底面，導(dǎo)柱的底端穿過聯(lián)接中平臺后延伸至導(dǎo)套內(nèi)。
11、采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：
12、1、本發(fā)明通過聯(lián)接機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)無人車以及無人機(jī)的快速分離和聯(lián)接，能夠依據(jù)任務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)無人車部分與無人機(jī)部分的獨(dú)立作業(yè)或協(xié)同作業(yè)，以應(yīng)對更多復(fù)雜多變的場景以適應(yīng)多變的任務(wù)場景，特別是在災(zāi)害救援、環(huán)境監(jiān)測、特殊區(qū)域勘探等領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用價值和社會意義
13、2、本發(fā)明中的機(jī)臂及聯(lián)接結(jié)構(gòu)使得兩棲機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)從地面行駛到飛行的快速轉(zhuǎn)換。陸地模式時，機(jī)臂收縮，飛行結(jié)構(gòu)折疊，聯(lián)接結(jié)構(gòu)整體高度下降的同時將無人機(jī)準(zhǔn)確固定在無人車上，不會對陸地形態(tài)造成干擾，無人車帶動無人機(jī)在陸地行駛。飛行模式時，機(jī)臂可快速展開，形態(tài)變換時間短，無人機(jī)帶無人車飛行。因此，該兩棲機(jī)器人既可使用陸地形態(tài)進(jìn)行長時間續(xù)航，遇到鴻溝或其他無法越過的地形時可以轉(zhuǎn)為飛行形態(tài)進(jìn)行飛越，或利用飛行形態(tài)進(jìn)行探測等工作。
14、3、無人機(jī)的機(jī)臂可以折疊，增強(qiáng)了其在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性，同時，機(jī)臂實(shí)現(xiàn)了自鎖，避免因無人機(jī)加速上升或下降而導(dǎo)致機(jī)臂震動。
15、4、聯(lián)接結(jié)構(gòu)采用兩個導(dǎo)向限位塊、兩個限位壓塊對無人機(jī)進(jìn)行限位固定，第二伸縮裝置通過連接件對限位壓塊施加作用力，使得無人機(jī)與無人車之間不存在任何松動空間，兩者緊固的聯(lián)接成一個整體，在無人機(jī)帶動無人車整體飛行過程中，能夠承受任何姿態(tài)施加的載荷，保持無人機(jī)和無人車不會錯位甚至分離，以保持飛行中整體重心的穩(wěn)定，使飛行過程確定可控。
1.一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，由無人車(2)和無人機(jī)(1)組成，其特征在于，所述無人機(jī)(1)的機(jī)身(102)設(shè)有平行設(shè)置的機(jī)身上平臺(1021)和機(jī)身下平臺(1022)，無人機(jī)(1)的機(jī)臂(101)的底端轉(zhuǎn)動連接在機(jī)身上平臺(1021)和機(jī)身下平臺(1022)之間，頂端連接螺旋槳；在兩棲機(jī)器人處于陸地行駛狀態(tài)時，機(jī)臂(101)旋轉(zhuǎn)為豎立狀態(tài)；在兩棲機(jī)器人處于飛行狀態(tài)時，機(jī)臂(101)旋轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)身(102)還包括連接固定件(1024)，連接固定件(1024)的兩端分別通過螺栓固定連接機(jī)身上平臺(1021)和機(jī)身下平臺(1022)，機(jī)臂(101)通過第二軸(1026)與連接固定件(1024)轉(zhuǎn)動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)身(102)還包括第一伸縮裝置(1023)，第一伸縮裝置(1023)的固定端固定連接在機(jī)身下平臺(1022)的上面，第一伸縮裝置(1023)的伸縮端與機(jī)臂(101)的底端連接并推動機(jī)臂(101)圍繞第二軸(1026)轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，在機(jī)臂(101)的底端還設(shè)有滑槽(1011)，滑槽(1011)為長孔，第一軸(1025)在滑槽(1011)內(nèi)滑動移動，第一伸縮裝置(1023)的伸縮端固定連接第一軸(1025)，第一伸縮裝置(1023)推動第一軸(1025)在滑槽(1011)內(nèi)滑動移動從而帶動機(jī)臂(101)圍繞第二軸(1026)轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，在聯(lián)接上平臺(310)上設(shè)有導(dǎo)軌(308)，所述導(dǎo)軌(308)為t形滑軌，固定連接在聯(lián)接上平臺(310)的上表面，導(dǎo)向限位塊(307)沿導(dǎo)軌(308)滑動移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)(3)還包括聯(lián)接中平臺(304)和連接件(306)，聯(lián)接中平臺(304)設(shè)置在聯(lián)接上平臺(310)的下方，在聯(lián)接上平臺(310)上設(shè)有長通孔，導(dǎo)向限位件(307)的底部從長通孔向下穿過聯(lián)接上平臺(310)后通過轉(zhuǎn)軸與連接件(306)的頂端轉(zhuǎn)動連接，連接件(306)的底端通過第三軸(311)轉(zhuǎn)動連接聯(lián)接中平臺(304)，連接件(306)圍繞第三軸(311)轉(zhuǎn)動，帶動限位壓塊(309)沿導(dǎo)軌(308)滑動移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)(3)還包括聯(lián)接下平臺(301)和第二伸縮裝置(302)，聯(lián)接下平臺(301)設(shè)置在聯(lián)接中平臺(304)的下方，第二伸縮裝置(302)的固定端固定連接在聯(lián)接下平臺(301)的上表面，第二伸縮裝置(302)的伸縮端穿過聯(lián)接中平臺(304)后固定連接聯(lián)接上平臺(310)的下表面，第二伸縮裝置(302)的伸縮端伸長，使聯(lián)接上平臺(310)與聯(lián)接中平臺(304)之間的距離增加，從而帶動連接件(306)圍繞第三軸(311)轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可分離式小型陸空兩棲機(jī)器人，其特征在于，所述聯(lián)接機(jī)構(gòu)(3)還包括導(dǎo)柱(305)、導(dǎo)套(303)，導(dǎo)套(303)的兩端分別固定連接在聯(lián)接下平臺(301)的上表面和聯(lián)接中平臺(304)的下底面，導(dǎo)柱(305)的頂端固定連接在聯(lián)接上平臺(310)的下底面，導(dǎo)柱(305)的底端穿過聯(lián)接中平臺(304)后延伸至導(dǎo)套(303)內(nèi)。