一種水陸空三棲抗碰撞型機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開了一種全新型的水、陸、空、三棲抗碰撞型機器人技術(shù)方案和實施方法，屬民用航空和機器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]直升飛機已經(jīng)被發(fā)明了好多年了，直升飛機能夠垂直起降，方便靈活，目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用用在非常多的領(lǐng)域，如:消防、救護、觀光、公安、部隊，私人家庭等等。隨著私人飛機的發(fā)展已經(jīng)機器人技術(shù)的發(fā)展可以預見在將來飛機就像汽車一樣普及，每家每戶都會有飛機和機器人，直升飛機也將是一個不錯的選擇。然而，直升飛機存在以下三點主要問題和不足:1)、安全問題:直升飛機的安全性能相對比較差，在飛行中螺旋槳萬一不小心碰到任何物體，如電線、樹枝、樓頂天線等等，都將招致機毀人亡的局面；2)、直升飛機一般只能用于飛行，無法在陸地上進行長期行駛；3)、直升飛機一般無法在水上進行航行。
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點和補足，本實用新型提供了一種全新型的水、陸、空、三棲抗碰撞型機器人飛機，或稱飛機機器人，或簡稱機器人，使用本實用新型制作的三棲直升飛機不但安全抗碰撞，而且還可以方便的在空中飛行、陸地上高速長期行駛、還可以在水上遨游。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供了一種全新型的水陸空三棲抗碰撞機器人技術(shù)方案及實現(xiàn)方法，所述水陸空三棲抗碰撞飛機機器人(簡稱機器人，或三棲機器人)技術(shù)方案及實現(xiàn)方法的特征在于，該系統(tǒng)包含高彈性防護罩、豎肋橡膠環(huán)輪、中心軸、水陸驅(qū)動馬達、飛行馬達、飛行螺旋槳、密封貨艙和重力平衡系統(tǒng)、控制艙和控制設(shè)備、透明漂浮球、漂浮翼、機械手臂、燈、攝像頭、蓄電池、油箱、片狀降落傘及支架構(gòu)成；所述豎肋橡膠環(huán)輪安裝在高彈性防護罩外偵牝所述中心軸中間為空心安裝在高彈性防護罩內(nèi)側(cè)水平中心線上，所述透明漂浮球采用透明防水材料制作并且安裝在高彈性防護罩外側(cè)中心軸的兩端，所述水陸驅(qū)動馬達安裝在漂浮球內(nèi)，也可以經(jīng)過防水處理后安裝在中心軸上，所述飛行馬達和飛行螺旋槳通過自對稱平衡架安裝在中心軸上端，飛行馬達經(jīng)過防水處理，所述密封貨艙和重力平衡系統(tǒng)安裝固定在中心軸下端，所述控制艙和控制設(shè)備安裝在中心軸上端，所述漂浮翼安裝在密封貨艙兩側(cè)，油箱安裝在漂浮翼內(nèi)部，所述蓄電池安裝在密封貨艙底部，所述燈和攝像頭安裝在透明漂浮球內(nèi)部，所述機械手臂安裝在透明漂浮球外側(cè)，所述片狀降落傘及支架安裝在控制艙頂部；所述高彈性防護罩和中心軸之間安裝有軸承，可以在水陸驅(qū)動馬達的驅(qū)動下繞中心軸旋轉(zhuǎn)；所述密封貨艙是用來裝載所要運輸?shù)奈镔Y，其底部安放蓄電池組并配有重力平衡系統(tǒng)使其在空載時的重量超過中心軸以上所有設(shè)備重量之和的2倍，帶負載時其重量之比應(yīng)保持在2-10倍之間；所述控制艙和控制設(shè)備包括電腦控制中心、飛行行駛控制器、方向控制器、信號燈攝像頭控制器、無線電收發(fā)設(shè)備、速度和高度探測設(shè)備等；所述片狀降落傘在機器人飛行器垂直下降速度超過80km/h時將自動打開，以保證機器人在萬一墜機的情況下不會超過100km/h的抗碰撞速度；所述技術(shù)方案及實現(xiàn)方法既可以用于有人駕駛水陸空三棲抗碰撞機器人，也適用于無人駕駛水陸空三棲抗碰撞機器人，在有人駕駛的機器人上控制艙采用透明密封玻璃制作，在無人駕駛的機器人上可以不要控制艙，所述控制設(shè)備可以安裝在密封貨艙內(nèi)。
[0005]本實用新型還公開了一種水陸空三棲機器人安全抗碰撞防護罩技術(shù)方案，所述抗碰撞防護罩技術(shù)方案的特征在于，該防護罩技術(shù)方案使用高彈性輕型合金材料制作的由橫肋和豎肋交叉構(gòu)成的球狀罩體，所述橫肋是以水平中心軸的一端為中心向外輻射的弧狀肋條，并聚焦在水平中心軸的另一端，所述豎肋是與橫肋垂直交叉的圓型狀肋條，所述橫肋可以是圓狀或橢圓狀肋條，所述豎肋與橫肋的個數(shù)決定了防護罩的密度，可以根據(jù)適用路面的情況、機器人的尺寸、機器人的用途、抗碰撞能力要求和飛行阻力來設(shè)定防護罩的密度，密度越高抗碰撞能力越強，然而飛行阻力也越大，一般情況下兩肋之間的距離在10CM-50CM比較適宜一般的使用；所述防護罩與水平中心軸之間安裝有軸承，可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)，豎肋的外側(cè)安裝有豎肋橡膠環(huán)輪，用于與路面或地面接觸，防滑、耐磨、抗震，并且利用了防護罩的彈性性能減少了三棲機在陸地上行駛時由于路面不平所產(chǎn)生的震動。
[0006]本實用新型還公開了一種減小抗碰撞防護罩飛行阻力的技術(shù)方案以及最小阻力自動調(diào)整技術(shù)方案，所述減小抗碰撞防護罩飛行阻力的技術(shù)方案的特征在于，將防護罩的橫肋和豎肋的形狀設(shè)計成扁狀空氣動力流線型，設(shè)定防護罩的一面為飛行面并調(diào)整防護罩的橫肋的角度使得防護罩朝飛行面方向飛行時的空氣阻力為最小，這樣在飛行罩在不減少彈性的情況下以最大程度的減小了戴該防護罩的機器人在空中的飛行氣流阻力，然而，要達到空氣阻力為最小必須要保證飛行面朝前，否則將會增大空氣阻力，由于直升飛機的飛行方向會時時改變，可能向前飛，可能后退飛，因此必須要有實時調(diào)整飛行面和飛行方向一致的技術(shù)方案相配合使用；所述最小阻力自動調(diào)整技術(shù)方案的特征在于，該最小阻力自動調(diào)整技術(shù)方案采用飛行面和飛行方向一致時阻力最小而且上下阻力平衡的技術(shù)設(shè)計方案，而非飛行面和飛行方向一致時上下阻力不平衡的技術(shù)設(shè)計方案，也就是說，只有在飛行面與飛行方向一致時時上下阻力是相等的而且阻力為最小，其它任何面都設(shè)計成上下阻力不平衡，這樣，飛行中在不平衡力的作用下氣流會自動將防護罩調(diào)整到飛行面與飛行方向一致來保證飛行時阻力最小，而且飛行面上防護罩的支撐力最大，同時可以在水中暢游時保證有足夠的撥水力。
[0007]本實用新型還公開了一種鐘擺型密封貨艙和保證三棲機器人在陸地上和水面上高速行駛的重力平衡系統(tǒng)技術(shù)方案，所述密封貨艙和保證三棲機器人在陸地上和水面上高速行駛的重力平衡系統(tǒng)技術(shù)方案的特征在于，該技術(shù)方案將密封貨艙安裝在中心軸以下，其底部安放比較重的蓄電池組，并且利用了密封貨艙所運載的運輸物資的重量一起來進行重量平衡，該重力平衡系統(tǒng)技術(shù)方案使其總體重量超過中心軸以上所有設(shè)備重量之和，并且其重量之比保持在2-10倍之間；該重力平衡系統(tǒng)保證在防護罩高速旋轉(zhuǎn)的情況下密封貨艙一直位于中心軸的下方，從而利用所載貨物自身的重量進行了重力平衡，在水陸馬達的驅(qū)動下保證三棲機在陸地上和水面上高速行駛；所述密封貨艙在不影響容量體積的情況下設(shè)計成空氣流行性以減小高速行駛和飛行時的空氣阻力。
[0008]本實用新型還公開了一種三棲機器人在水中航行時防止側(cè)翻的技術(shù)方案，所述三棲機器人在水中航行時防止側(cè)翻的技術(shù)方案的特征在于，該技術(shù)方案在中心軸兩端分別安裝了透明密封漂浮球，所述透明密封漂浮球采用密封透明材料制成，內(nèi)部可以安裝車燈和攝像頭，但是球內(nèi)安裝的設(shè)備包括球外側(cè)安裝的機械手臂的總重量小于球的浮力，同時，每一個透明密封漂浮球的浮力應(yīng)大于整個三棲機器人總重量的二分之一，這樣就保證了三棲機器人在水中不會造成側(cè)翻；當三棲機器人在水中遨游時起到漂浮和左右穩(wěn)定的作用，既不會產(chǎn)生左右翻轉(zhuǎn)，也不會讓水淹過中軸線以上，即便是在大風浪把整個三棲機器人掀翻的情況下也會自動回復到密封貨艙在下，控制艙和飛行螺旋槳在上漏出水面的正常狀態(tài)；在兩邊的水陸驅(qū)動馬達驅(qū)動下，防護罩繞中心軸旋轉(zhuǎn)，橫肋撥水產(chǎn)生動力推動三棲機器人在水中前行、后退，當一邊馬達轉(zhuǎn)動另一邊不動時三棲機器人在水中可以靈活轉(zhuǎn)向，當一邊馬達正轉(zhuǎn)另一邊反轉(zhuǎn)時三棲機器人在水中可以快速轉(zhuǎn)向；三棲機器人在水中遨游的速度可以達到40km/h以上，同時，由于保證了飛行螺旋槳一直在水面以上，三棲機器人還可以隨時啟動飛行馬達從水上直接起飛。
[0009]本實用新型還公開了一種提升三棲機器人在空中的滑翔升力和在水中的漂浮力的技術(shù)方案，所述提升三棲機器人在空中的滑翔升力和在水中的漂浮力的技術(shù)方案的特征在于，該技術(shù)方案使用安裝在密封貨艙兩側(cè)的漂浮翼，該漂浮翼采用流線型設(shè)計在空中起到機翼的作用，可以給三棲機器人飛行中提供升力，而在水中起到漂浮的作用，同時也起到防止三棲機器人在水中側(cè)翻的作用，所述漂浮翼通過支架安裝在密封貨艙的兩側(cè)而且高度可以調(diào)整，使密封貨艙的上半部分保持在水平面以上；所述漂浮翼的內(nèi)部設(shè)有油箱，在不需要燃油或載重量比較輕的的三棲機器人上可以安裝不帶油箱的漂浮翼或不安裝漂浮翼。