空潜两栖机器人及方法技术

本发明专利技术公开了一种空潜两栖机器人，包括带电子舱的机架；所述机架为三角翼机架；所述机架上分别设置有空中运动系统和水下运动系统。所述空中运动系统包括在机架三个顶点分别设置的空气推进器；所述空气推进器包括带螺旋桨的电机，所述螺旋桨的外围设置有空气圈；所述空气圈与机架的衔接处采用大圆弧过度；所述三个空气圈所占面积总和不超过机架三角形面积的六分之五；所述电机的输出轴上设置有防止高压力水流的初级密封和防止低压力水流的次级密封；所述初级密封为可控静密封；次级密封为动密封。

【技术实现步骤摘要】
空潜两栖机器人及方法
本专利技术涉及一种两栖机器人，特别涉及一种即可在水下航行又可在空中飞行的两栖机器人。
技术介绍
随着科技的发展，人类通过机器人对世界的探索方法不断进步，无人水下航行器作为一种探索海洋的有利工具，在军事和民用上都起到了重要作用；多轴飞行器作为一种飞行工具，可低空作业，能够进行航拍、物品投递等工作。目前，大多数无人水下航行器的回收过程都依赖于船舶、舰艇，并且回收过程繁琐，这极大的降低了水下作业的工作效率；飞行器作为空中侦查的有利工具，但长时间的飞翔在空中容易暴露自身，并且大多数飞行器不具备防水功能。尤其是在海上的雷雨电气，航行器及其容易丢失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单的空潜两栖机器人。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种空潜两栖机器人，包括带电子舱的机架；所述机架为三角翼机架；所述机架上分别设置有空中运动系统和水下运动系统。作为对本专利技术所述的空潜两栖机器人的改进：所述空中运动系统包括在机架三个顶点分别设置的空气推进器；所述空气推进器包括带螺旋桨的电机，所述螺旋桨的外围设置有空气圈；所述空气圈与机架的衔接处采用大圆弧过度；所述三个空气圈所占面积总和不超过机架三角形面积的六分之五；所述电机的输出轴上设置有防止高压力水流的初级密封和防止低压力水流的次级密封；所述初级密封为可控静密封；次级密封为动密封。作为对本专利技术所述的空潜两栖机器人的进一步改进：所述空气圈包括挡水板、滑动电机和外壳；所述外壳与机架的顶点相固定，其采用底圈直径小于顶圈直径的结构，底圈到顶圈的形状采用圆弧过渡；所述滑动电机通过三角支架固定于外壳内侧，其输出轴上设置挡水板；所述挡水板包括内层和外层。作为对本专利技术所述的空潜两栖机器人的进一步改进：所述水下运动系统包括在机架的尾端设置的空气能推进器和尾舵；所述尾舵包括左、右调整的舵和上、下调整的舵。作为对本专利技术所述的空潜两栖机器人的进一步改进：所述密封舱下侧面设置有缓冲舱，所述缓冲舱包括水室，所述水室上开口设置有带水孔的排水门，该排水门与缓冲舱几何体衔接构成一体。空潜两栖机器人的使用方法；分为空中运行状态和水下运行状态；所述空中运行状态如下：空气推进器内电机的初级密封解锁，空气圈的挡水板外层收回内层夹缝内，空气推进器的电机启动，带动螺旋桨产生上浮力；通过调整每个螺旋桨的转速改变机器人高度和方向；空气能推进器产生推力，辅助其前进；所述水下运行状态如下：空气推进器内电机的初级密封锁紧，空气圈的挡水板外层从内层夹缝内伸出，通过空气能推进器产生推力；通过尾舵分别进行左、右、上、下的运动方向调整。作为本专利技术所述的空潜两栖机器人的使用方法的改进：空中进入水中的时候，步骤如下：通过空气推进器转速降低，其高度下降；在水面上，空气圈的挡水板外层从内层夹缝内伸出至完全，空气推进器的电机停止转动，同时空气推进器的初级密封锁紧，机架进入水面，缓冲舱的水室中排水门关闭，水流通过水孔进入水室，同时水流通过挡水板缝隙进入空气圈，机器人浮力减小，并下沉；机器人完全进入水中后，开启空气能推进器，通过尾舵分别进行左、右、上、下的运动方向调整。作为本专利技术所述的空潜两栖机器人的使用方法的改进：水中进入空气中的时候，步骤如下：通过尾舵分别进行左、右、上、下的运动方向调整，使得机架进入水面；贴近水面时，空气推进器的初级密封解锁，空气圈的挡水板外层收回内层内；缓冲舱的排水门打开，加速排水；当空气圈内有水存在时，空气推进器的螺旋桨低速旋转，利用对水的推力，使得机器人逐步脱离水面；当机器人完全脱离水面，空气圈和缓冲舱内水排净时，空气推进器的螺旋桨达到飞行转速。作为本专利技术所述的空潜两栖机器人的使用方法的改进：挡水板由收缩到打开过程如下：挡水板内层、外层均位于外壳内，滑动电机通过转动先带动挡水板外层完全伸出内层的缝隙，此时，外层的末端与内层的顶端相结合，滑动电机输出轴贴上内层，带动内层伸出至完全，然后滑动电机锁止；挡水板由收缩到关闭过程：挡水板外层、内层均已伸出，滑动电机通过转动先带动挡水板内层收回，当内层完全收回时，内层顶端和外层末端脱离，滑动电机输出轴贴上外层，带动外层收回至完全，滑动电机锁止。本专利技术的机器人一方面实现水中潜航，另外一方面，又可以实现空中飞行，而水中潜航与空中的飞行过程中，通过随时针对本身的质量改变来增加使用的效率，而进行质量切换的时候，本专利技术采用了带孔的舱门这种设置，这种设置使得在水中的时候，舱内与舱外自然的形成一体，增加其质量，且不需要特别复杂的结构，而在升空的时候，又能通过打开舱门，实现快速的质量改变，实现升空的效率，而对应的，其空气圈内设置有相应的初级密封与次级密封，通过这些设置，可以快速的实现水中运动与空中运动的相互切换。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是本专利技术的主要结构示意图；图2是图1的侧视结构示意图；图3是图1的俯视结构示意图。图4是空气推进器的密封设置示意图；图5是空气圈300的结构示意图；图6是缓冲舱500的排水门503结构示意图。具体实施方式实施例1、图1～图6给出了一种空潜两栖机器人及方法。其中空潜两栖机器人包括带电子舱400的机架600；机架600为三角翼机架；机架600上分别设置有空中运动系统和水下运动系统。由于本专利技术的机器人要在空气中运动，且要兼顾水下的运动，所以采用三角翼的设置，在水中，三角翼的设置使得本专利技术有明确的运动方向(等腰三角形的顶角方向)，而在空中的时候，由于三个螺旋推进器会形成动力分配不均匀的情况，所以采用尾部空气能推进器210配合前行的方式运动。空中运动系统主要包括推进器Ⅰ、推进器Ⅱ、推进器Ⅲ；水下运动系统主要包括舵Ⅰ201、舵Ⅱ202、舵Ⅲ203、舵Ⅳ204、空气能推进器210。空中运动系统完成本专利技术机器人在空气介质中的运动，空中运动系统的推进器Ⅰ、推进器Ⅱ和推进器Ⅲ分别设置在机架600的三个顶点，空气推进器(推进器通Ⅰ、推进器Ⅱ和推进器Ⅲ)均由螺旋桨的电机100和空气圈300构成；螺旋桨的电机100输出轴101所在的位置处于等腰三角形(三角翼机架构成的等腰三角形构造)的三个顶点，空气圈300与机架600的衔接处采用大圆弧过度，以减少水中阻力，在机器人的俯视面上，所设置的三个空气圈300所占面积不超过机架600三角形面积的六分之五。如图4所示，电机100的输出轴101上设置有两级水密封，包括初级密封105和次级密封106。初级密封105为可控静密封，由舵机104控制初级密封105的锁紧和解锁。当电机100输出轴101静止、初级密封105锁紧时，初级密封105起到静密封的作用；当初级密封105解锁时，初级密封105对电机100输出轴101无摩擦。次级密封106为动密封，次级密封106始终起作用。此处，输出轴101采用输出轴外壳102包裹，而初级密封105和次级密封106均设置在输出轴外壳102内，其舵机104固定在输出轴外壳102侧壁上。该初级密封105能防止高压水流进入电机100内部，次级密封106能防止压力较小的水流进入电机100内部。当电机100需要转动时机器人在空中飞行或从水中飞人空中，初级密封105解锁；当电机100停止转动机器人入水航行，初级密封105锁紧。次级密封106位于初级密封105之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空潜两栖机器人，包括带电子舱(400)的机架(600)；其特征是：所述机架(600)为三角翼机架；所述机架(600)上分别设置有空中运动系统和水下运动系统。

【技术特征摘要】
1.一种空潜两栖机器人，包括带密封舱(400)的机架(600)；其特征是：所述机架(600)为三角翼机架；所述机架(600)上分别设置有空中运动系统和水下运动系统；所述空中运动系统包括在机架(600)三个顶点分别设置的空气推进器；所述空气推进器包括带螺旋桨的电机(100)，所述螺旋桨的外围设置有空气圈(300)；所述空气圈(300)与机架(600)的衔接处采用大圆弧过度；所述三个空气圈(300)所占面积总和不超过机架(600)三角形面积的六分之五；所述电机(100)的输出轴上设置有防止高压力水流的初级密封(105)和防止低压力水流的次级密封(106)；所述初级密封(105)为可控静密封；次级密封(106)为动密封；所述空气圈(300)包括挡水板、滑动电机(303)和外壳(304)；所述外壳(304)与机架(600)的顶点相固定，其采用底圈直径小于顶圈直径的结构，底圈到顶圈的形状采用圆弧过渡；所述滑动电机(303)通过三角支架固定于外壳(304)内侧，其输出轴上设置挡水板；所述挡水板包括内层(302)和外层(301)。2.根据权利要求1所述的空潜两栖机器人，其特征是：所述水下运动系统包括在机架(600)的尾端设置的空气能推进器(210)和尾舵；所述尾舵包括左、右调整的舵和上、下调整的舵。3.根据权利要求2所述的空潜两栖机器人，其特征是：密封舱(400)下侧面设置有缓冲舱(500)，所述缓冲舱(500)包括水室，所述水室上开口设置有带水孔(501)的排水门(503)，该排水门(503)与缓冲舱(500)几何体衔接构成一体。4.一种采用如权利要求1～3中任一项所述的空潜两栖机器人的使用方法，其特征是：分为空中运行状态和水下运行状态；所述空中运行状态如下：空气推进器内电机(100)的初级密封(105)解锁，空气圈(300)的挡水板外层(301)收回内层(302)夹缝内，空气推进器的电机(100)启动，带动螺旋桨产生上浮力；通过调整每个螺旋桨的转速改变机器人高度和方向；空气能推进器(210)产生推力，辅助其前进；所述水下运行状态如下：空气推进器内电机(100)的初级密封(105)锁紧，空气圈(300)的挡水板外层(301)从内层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建中，谢凯源，
申请(专利权)人：浙江大学，上海南华兰陵电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33