一种多模式移动机器人

1.本发明涉及智能机器人技术领域，具体为一种多模式移动机器人。


背景技术：

2.多足机器人是移动机器人领域的重要分支，其中的六足机器人仿生六足纲昆虫的行走机构与步态，以其强大的地形适应性、冗余结构与日趋成熟的步态规划方法，已经成为移动机器人领域的重点研究对象。美、日、德等发达国家从上个世纪八十年代就开始大规模投入六足机器人的研发。截至目前，六足机器人已经被成功应用于星球探测、地雷排爆、海底探测、消防营救等多个领域。随着材料科学、控制理论与嵌入式技术的进一步发展，六足机器人的研究与应用还有很广阔的前景。
3.对现有专利检索发现，专利申请公开号：cn104608838a,名称：一种六足轮腿式爬行仿生机器人，该发明采用可调式躯干、可调式轮腿实现六足爬行机器人。
4.检索还发现，专利申请公开号：cn102267509a,名称：对称式仿生六足行走装置，该发明的采用双电机齿轮传动方式实现多足。
5.上述专利中的移动机器人虽然可以实现陆地行走，但是无法实现在水中行走，大大降低了移动机器人的应用范围，因此，如何实现移动机器人的水路多模式行走成为本技术解决的问题。


技术实现要素：

6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多模式移动机器人，包括：
7.所述上半球体，其包括上壳体，所述上壳体呈半球形设置，所述上壳体的外表面设置有划水翼板一；
8.所述下半球体，其包括底座、六个行走部分和控制部分，所述行走部分包括行走腿和驱动支架，通过所述控制部分控制驱动支架带动行走腿的开合和移动，在所述驱动支架的驱动下，所述行走部分在关闭时可组成封闭的半球体，且行走腿的外表面设置有与划水翼板一相同的划水翼板二；
9.所述上壳体的内部设置有配重块，使所述上半球体的重量与下半球体的重量一致；
10.所述驱动部分，其包括驱动壳体，所述驱动壳体内部设置有可用于控制上半球体和下班球体转动的驱动系统，用于水面行走；
11.所述驱动部分设置在上半球体和下半球体之间，其内部安装有两个驱动电机，所述驱动电机的输出轴分别与上半球体和下半球体固定连接，使上半球体、下半球体在驱动部分两侧轴向转动。
12.优选的，所述驱动支架，其为三关节结构，包括舵机一、舵机二、舵机三、胯关节、膝关节、踝关节，其中所述舵机一与底板固定连接，所述底板与连接轴固定连接，所述连接轴
的上端与底座固定连接，所述舵机一的输出轴与胯关节固定连接，用于驱动支架转向，所述胯关节的另一端与舵机二连接，所述舵机二的输出轴与膝关节固定连接，用于一次角度调节，所述膝关节与舵机二固定连接，所述舵机二的输出轴与踝关节固定连接，踝关节与行走腿固定连接。
13.优选的，所述驱动系统，包括控制器一、控制器二、角度传感器，其中，所述控制器一与角度传感器电性连接，且角度传感器与舵机一、舵机二、舵机三电性连接。
14.优选的，两两相邻的所述行走腿之间设置有密封垫。
15.优选的，所述驱动系统，其为控制器二，所述控制器二与驱动电机电性连接。
16.优选的，所述驱动部分、上半球体以及下半球体，其结构部分均由碳纤维制作而成。
17.优选的，还包括供电电源，所述供电电源共有两块电池，其中一块所述电池设置在下半球体的内部，另一块所述电池设置在驱动部分的内部，分别用于驱动系统、驱动电机以及控制部分的供电。
18.优选的，还包括安装于所述驱动壳体前端和后端的环境感应器，所述环境感应器均与所述控制器二电路连接。
19.优选的，所述环境感应器包括测距传感器，所述环境感应器还包括摄像头和/或温度传感器。
20.本发明提供了一种多模式移动机器人，具备以下有益效果：
21.本发明中，通过控制部分控制六个行走腿的角度调节，通过六个行走腿在地面上的移动，实现行走腿在陆地的移动，同时当机器人进入水面时，利用上半球体和下半球体的重量一致，使机器人能够横向漂浮在水面上，利用驱动系统带动上半部分和下半部分旋转，实现水面行走，进而实现移动机器人的多模式移动。
附图说明
22.图1为本发明中移动机器人的整体结构示意图；
23.图2为本发明中移动机器人的正面结构示意图；
24.图3为本发明中移动机器人的内部结构示意图；
25.图4为本发明中移动机器人的仰视结构示意图；
26.图5为本发明中行走部分的结构示意图；
27.图6为本发明中水面行走时移动机器人的使用状态图。
28.图中：1-上半球体、11-划水翼板一、12-上壳体、13-配重块、2-驱动部分、21-控制器一、22-控制器二、23-驱动电机、24-驱动壳体、25-角度传感器、3-下半球体、31-连接轴、32-底板、33-行走腿、34-划水翼板二、35-支架、36-舵机一、37-舵机二、38-舵机三、39-胯关节、310-膝关节、311-踝关节、312-底座。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
30.请参阅图1-6中，本发明提供一种技术方案：
31.一种多模式移动机器人，包括：
32.上半球体1，其包括上壳体12，上壳体12呈半球形设置，上壳体12的外表面设置有划水翼板一11；
33.下半球体3，其包括底座312、六个行走部分和控制部分，行走部分包括行走腿33和驱动支架，通过控制部分控制驱动支架带动行走腿33的开合和移动，在驱动支架的驱动下，行走部分在关闭时可组成封闭的半球体，且行走腿33的外表面设置有与划水翼板一11相同的划水翼板二34；
34.上壳体12的内部设置有配重块13，使上半球体1的重量与下半球体3的重量一致；
35.驱动部分2，其包括驱动壳体24，驱动壳体24内部设置有可用于控制上半球体1和下班球体3转动的驱动系统，用于水面行走；
36.驱动部分2设置在上半球体1和下半球体3之间，其内部安装有两个驱动电机23，驱动电机23的输出轴分别与上半球体1和下半球体3固定连接，使上半球体1、下半球体3在驱动部分2两侧轴向转动。
37.上述中，通过控制部分控制六个行走腿33的角度调节，通过六个行走腿33在地面上的移动，实现行走腿33在陆地的移动，同时当机器人进入水面时，利用上半球体1和下半球体3的重量一致，使机器人能够横向漂浮在水面上，利用驱动系统带动上半部分1和下半部分3旋转，实现水面行走，进而实现移动机器人的多模式移动。
38.进一步的，所述驱动支架，其为三关节结构，包括舵机一36、舵机二37、舵机三38、胯关节39、膝关节310、踝关节311，其中舵机一36与底板32固定连接，底板32与连接轴31固定连接，连接轴31的上端与底座312固定连接，舵机一36的输出轴与胯关节39固定连接，用于驱动支架转向，胯关节39的另一端与舵机二37连接，舵机二37的输出轴与膝关节310固定连接，用于一次角度调节，膝关节310与舵机二38固定连接，舵机二38的输出轴与踝关节311固定连接，踝关节311与行走腿33固定连接，通过舵机一36、舵机二37和舵机三38驱动胯关节39、膝关节310、踝关节311的角度偏移，模拟人的腿部，进而实现移动机器人的整体移动。
39.进一步的，所述驱动系统，包括控制器一21、控制器二22、角度传感器25，其中，控制器一21与角度传感器25电性连接，且角度传感器25与舵机一36、舵机二37、舵机三38电性连接，如此，通过设置的角传感器25分别控制舵机一36、舵机二37和舵机三38的旋转角度，进而实现驱动支架的精密控制。
40.进一步的，为了增强行走腿33在闭合后的密封性，两两相邻的行走腿33之间设置有密封垫。
41.进一步的，所述驱动系统，其为控制器二22，控制器二22与驱动电机23电性连接，用于分别控制驱动电机23的正反转，进而实现移动机器人在水面上的转向和前后移动。
42.进一步的，所述驱动部分2、上半球体1以及下半球体3，其结构部分均由碳纤维通过3d打印的方式制作而成，保证了装置的重量、硬度以及强度。
43.进一步的，还包括供电电源，供电电源共有两块电池，其中一块电池设置在下半球体3的内部，另一块电池设置在驱动部分2的内部，分别用于驱动系统、驱动电机23以及控制部分的供电。
44.进一步的，还包括安装于所述驱动壳体24前端和后端的环境感应器4，所述环境感应器4均与所述控制器二22电路连接。所述环境感应器4包括测距传感器，所述环境感应器
还包括摄像头和/或温度传感器。
45.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多模式移动机器人，其特征在于：包括：所述上半球体，其包括上壳体，所述上壳体呈半球形设置，所述上壳体的外表面设置有划水翼板一；所述下半球体，其包括底座、六个行走部分和控制部分，所述行走部分包括行走腿和驱动支架，通过所述控制部分控制驱动支架带动行走腿的开合和移动，在所述驱动支架的驱动下，所述行走部分在关闭时可组成封闭的半球体，且行走腿的外表面设置有与划水翼板一相同的划水翼板二；所述上壳体的内部设置有配重块，使所述上半球体的重量与下半球体的重量一致；所述驱动部分，其包括驱动壳体，所述驱动壳体内部设置有可用于控制上半球体和下班球体转动的驱动系统，用于水面行走；所述驱动部分设置在上半球体和下半球体之间，其内部安装有两个驱动电机，所述驱动电机的输出轴分别与上半球体和下半球体固定连接，使上半球体、下半球体在驱动部分两侧轴向转动。2.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：所述驱动支架，其为三关节结构，包括舵机一、舵机二、舵机三、胯关节、膝关节、踝关节，其中所述舵机一与底板固定连接，所述底板与连接轴固定连接，所述连接轴的上端与底座固定连接，所述舵机一的输出轴与胯关节固定连接，用于驱动支架转向，所述胯关节的另一端与舵机二连接，所述舵机二的输出轴与膝关节固定连接，用于一次角度调节，所述膝关节与舵机二固定连接，所述舵机二的输出轴与踝关节固定连接，踝关节与行走腿固定连接。3.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：所述驱动系统，包括控制器一、控制器二、角度传感器，其中，所述控制器一与角度传感器电性连接，且角度传感器与舵机一、舵机二、舵机三电性连接。4.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：两两相邻的所述行走腿之间设置有密封垫。5.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：所述驱动系统，其为控制器二，所述控制器二与驱动电机电性连接。6.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：所述驱动部分、上半球体以及下半球体，其结构部分均由碳纤维制作而成。7.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：还包括供电电源，所述供电电源共有两块电池，其中一块所述电池设置在下半球体的内部，另一块所述电池设置在驱动部分的内部，分别用于驱动系统、驱动电机以及控制部分的供电。8.如权利要求1所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：还包括安装于所述驱动壳体前端和后端的环境感应器，所述环境感应器均与所述控制器二电路连接。9.如权利要求8所述的一种多模式移动机器人，其特征在于：所述环境感应器包括测距传感器，所述环境感应器还包括摄像头和/或温度传感器。

技术总结
本发明涉及智能机器人技术领域，具体为一种多模式移动机器人，包括：所述上半球体，其包括上壳体，所述上壳体呈半球形设置，所述上壳体的外表面设置有划水翼板一；所述下半球体，其包括底座、六个行走部分和控制部分，本发明中，通过控制部分控制六个行走腿的角度调节，通过六个行走腿在地面上的移动，实现行走腿在陆地的移动，同时当机器人进入水面时，利用上半球体和下半球体的重量一致，使机器人能够横向漂浮在水面上，利用驱动系统带动上半部分和下半部分旋转，实现水面行走，进而实现移动机器人的多模式移动。器人的多模式移动。器人的多模式移动。


技术研发人员：赵帅凯 赵怀林 房资博
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/4