一種空中飛行式球形機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空中飛行式球形機器人。該機器人包括一個輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼、一個旋轉(zhuǎn)翼裝置、一個中央控制箱、八個可控翼片、上下兩個圓環(huán)支架和一個攝像頭裝置，所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼依次與上下兩個圓環(huán)支架相連；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置和可控翼片與中央控制箱相連；所述中央控制箱與上圓環(huán)支架相連；所述攝像頭裝置與下圓環(huán)支架相連。本發(fā)明空中飛行式球形機器人能實現(xiàn)空中飛行運動，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可廣泛適用于空中偵查及未知環(huán)境下探測應(yīng)用。
【專利說明】一種空中飛行式球形機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空中飛行式球形機器人，是一種能應(yīng)用于空中偵查及未知環(huán)境探測的球形機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機器人取代人工勞動已經(jīng)成為時代發(fā)展的趨勢，例如，按照運動方式的不同，可將機器人分為:輪式機器人、足式機器人、履帶式機器人、球形機器人等。
[0003]其中，球形機器人作為一種新穎的移動機器人，同傳統(tǒng)的輪式、履帶式或足式移動機器人相比，具有一定的野外適應(yīng)能力，不容易傾覆失效特性。球形機器人的研究工作已經(jīng)開展了幾十年了，自從芬蘭赫爾辛基科技大學(xué)的海爾姆(Halme)等人于1996年制作了第一個球形機器人后，球形機器人逐漸成為國內(nèi)外智能機器人研究領(lǐng)域的熱點之一。在國外，意大利比薩大學(xué)、瑞典烏普薩拉大學(xué)和Rotimdus公司、NASA、加拿大魁北克省舍布魯克大學(xué)等先后開展球形機器人研究，推出不同功能的球形機器人。在國內(nèi)也有一些單位和學(xué)者開始方面的探索，北京郵電大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、蘇州大學(xué)、國防科技大學(xué)和西安電子科技大學(xué)等院校都在球形機器人研究方面取得了 一定的研究成果。
[0004]目前出現(xiàn)的球形機器人只能在地面上滾動或在水里運動，還沒有能實現(xiàn)飛行的球形機器人，這樣就限制了球形機器人的運動范圍。另外，一般的飛行器的旋轉(zhuǎn)翼裝置都安裝在機體的外側(cè)，容易與外界物體發(fā)生接觸甚至碰撞，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)翼裝置的損壞；同時，還必須以一定的姿態(tài)才能順利降落，對降落環(huán)境及控制方法要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對以上問題，提出一種空中飛行式球形機器人，能滿足在空中飛行并進行未知環(huán)境下的探測需求。
[0006]為了達到上述要求，本發(fā)明的構(gòu)思是:
本發(fā)明采用球形機構(gòu)，能夠很好的適應(yīng)不同環(huán)境進行探測工作，同時對內(nèi)部旋轉(zhuǎn)翼裝置起到保護作用。該機器人采用旋轉(zhuǎn)翼裝置及其上安裝的可控翼片實現(xiàn)升降運動，同時通過對八個可控翼片的控制實現(xiàn)機器人在空中的運動姿態(tài)和運動軌跡。機器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置及其他傳感設(shè)備進行空中偵查及未知環(huán)境下的探測。
[0007]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種空中飛行式球形機器人，包括一個輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼、一個旋轉(zhuǎn)翼裝置、一個中央控制箱、八個可控翼片、上下兩個圓環(huán)支架和一個攝像頭裝置；其特征在于:所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼依次與上下兩個圓環(huán)支架相連，上圓環(huán)支架安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼半球截面處，下圓環(huán)支架安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼下半球處，與上圓環(huán)支架平行安裝；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置和可控翼片與中央控制箱相連；該旋轉(zhuǎn)翼裝置的中心軸與上下兩個圓環(huán)支架軸向定位轉(zhuǎn)動連接；該中央控制箱通過電機和舵機分別對旋轉(zhuǎn)翼裝置和可控翼片進行控制；所述中央控制箱與上圓環(huán)支架相連，連接軸線與旋轉(zhuǎn)翼裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；所述攝像頭裝置與下圓環(huán)支架相連，該下圓環(huán)支架還可以搭載其他傳感設(shè)備。
[0008]所述球殼結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大大減輕整個機器人重量；同時采用軟材料，該軟材料為塑料ABS樹脂，具有韌性好，強度高，質(zhì)量輕特點，且外型美觀。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)翼裝置及可控翼片實現(xiàn)機器人升降及空中懸停運動，對八個可控翼片進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)機器人空中姿態(tài)變化運動。機器人在空中運動時，遇到障礙物時，通過輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼的減震保護內(nèi)部控制系統(tǒng)及其他模塊的穩(wěn)定性，同時在機器人降落時可以以任何姿態(tài)降落，減少了對環(huán)境的依耐性和控制的復(fù)雜性。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點:
(1)本發(fā)明空中飛行式球形機器人結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕巧，實現(xiàn)了球形機器人在空中飛行運動，提高了球形機器人的靈活性和運動范圍；
(2)本發(fā)明空中飛行式球形機器人通過控制旋轉(zhuǎn)翼裝置和八個可控翼片，可以實現(xiàn)機器人的全方位飛行；
(3)本發(fā)明空中飛行式球形機器人旋轉(zhuǎn)翼裝置、八個可控翼片和內(nèi)部控制系統(tǒng)在輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼的內(nèi)部，球殼起到保護作用，提高了機器人飛行時的安全；
(4)本發(fā)明空中飛行式球形機器人可以以任何姿態(tài)落地，對降落場地適應(yīng)性高。降落后可以通過對旋轉(zhuǎn)翼裝置和八個可控翼片的協(xié)調(diào)控制，調(diào)整機器人的姿態(tài)；
(5)本發(fā)明空中飛行式球形機器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置及其他傳感設(shè)備進行空中偵查及未知環(huán)境下的探測，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的空中運動不意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步的說明。
[0014]實施例一:
參見圖1和圖2,本空中飛行式球形機器人,包括一個輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)、一個旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)、一個中央控制箱(3)、八個可控翼片(5)、上下兩個圓環(huán)支架(4、6)和一個攝像頭裝置(7);所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)依次與上下兩個圓環(huán)支架(4、6)相連，上圓環(huán)支架(4)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)半球截面處，下圓環(huán)支架(6)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)下半球處，與上圓環(huán)支架(4)平行安裝；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)與中央控制箱(3)相連；該旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)的中心軸與上下兩個圓環(huán)支架(4、6)軸向定位轉(zhuǎn)動連接；該中央控制箱(3)通過電機和舵機分別對旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)進行控制；所述中央控制箱(3)與上圓環(huán)支架(4)相連，連接軸線與旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)旋轉(zhuǎn)軸線重合；所述攝像頭裝置(7)與下圓環(huán)支架(6 )相連，該下圓環(huán)支架(6 )還可以搭載其他傳感設(shè)備。
[0015]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下:所述球殼結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(1)，大大減輕整個機器人重量；同時采用軟材料，該軟材料為塑料ABS樹脂，具有韌性好，強度高，質(zhì)量輕特點，且外型美觀。
[0016]實施例三:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下:參見圖2，本空中飛行式球形機器人，包括一個輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)、一個旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)、一個中央控制箱(3)、八個可控翼片(5)、上下兩個圓環(huán)支架(4、6)和一個攝像頭裝置(7)。
[0017]所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)實現(xiàn)機器人升降及空中懸停運動，對八個可控翼片(5)進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)機器人空中姿態(tài)變化運動。
[0018]機器人在空中運動時，遇到障礙物時，通過輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)的減震保護內(nèi)部控制系統(tǒng)及其他模塊的穩(wěn)定性，同時在機器人降落時可以以任何姿態(tài)降落，減少了對環(huán)境的依耐性和控制的復(fù)雜性。
[0019]實施例四:本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下:機器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置(7 )及其他傳感設(shè)備進行空中偵查及未知環(huán)境下的探測，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0020]本發(fā)明的工作過程如下:
本發(fā)明空中飛行式球形機器人結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕巧，實現(xiàn)了球形機器人在空中飛行運動，提高了球形機器人的靈活性和運動范圍。本發(fā)明空中飛行式球形機器人采用旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)及可控翼片(5)實現(xiàn)機器人升降及空中懸停運動，對八個可控翼片(5)進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)機器人空中姿態(tài)變化運動。本發(fā)明空中飛行式球形機器人在空中運動時，遇到障礙物時，通過輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)的減震保護內(nèi)部控制系統(tǒng)及其他模塊的穩(wěn)定性，同時在機器人降落時可以以任何姿態(tài)降落，減少了對環(huán)境的依耐性和控制的復(fù)雜性。本發(fā)明空中飛行式球形機器人雖然不可以搭載重物，但可以搭載攝像頭裝置(7)及其他傳感設(shè)備進行空中偵查及未知環(huán)境下的探測，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種空中飛行式球形機器人，包括一個輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)、一個旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)、一個中央控制箱(3)、八個可控翼片(5)、上下兩個圓環(huán)支架(4、6)和一個攝像頭裝置(7);其特征在于:所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)依次與上下兩個圓環(huán)支架(4、6)相連，上圓環(huán)支架(4)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)半球截面處，下圓環(huán)支架(6)安裝于輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)下半球處，與上圓環(huán)支架(4)平行安裝；所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)與中央控制箱(3)相連；該旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)的中心軸與上下兩個圓環(huán)支架(4、6)軸向定位轉(zhuǎn)動連接；該中央控制箱(3)通過電機和舵機分別對旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)和可控翼片(5)進行控制；所述中央控制箱(3)與上圓環(huán)支架(4)相連，連接軸線與旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)旋轉(zhuǎn)軸線重合；所述攝像頭裝置(7)與下圓環(huán)支架(6 )相連，該下圓環(huán)支架(6 )還可搭載其他傳感設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中飛行式球形機器人，其特征在于:所述輕質(zhì)網(wǎng)狀球殼(I)采用軟材料，該軟材料為塑料ABS樹脂，具有韌性好，強度高，質(zhì)量輕特點，且外型美觀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中飛行式球形機器人，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)翼裝置(2)與八個可控翼片(5)結(jié)合控制，實現(xiàn)機器人空中懸停及姿態(tài)變化運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中飛行式球形機器人，其特征在于:所述攝像頭裝置(7)，與中央控制箱(3)相連。
【文檔編號】B64C27/20GK103895863SQ201410092744
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】羅均, 鄒旭東, 姚駿峰, 祝川, 馮凱, 李夢 申請人:上海大學(xué)