本发明专利技术公开了一种多模态球形飞行机器人，包括外球壳，外球壳的两侧均装配有外圈球壳，外圈球壳内上装配有固定安装有三角状的支撑板，支撑板的端部外侧固定插接有中心转轴，中心转轴上利用轴承转动连接有绕转齿轮，绕转齿轮的外表面固定连接有变形盖，变形盖的端部转动连接有变换器，外球壳内置中间储物舱，中间储物舱内居中装配有齿条轨道，齿条轨道的下端铰接有倾斜杆，倾斜杆的前端一体连接有转舵机架，转舵机架上表面前端安装有机翼电机，且机翼电机的驱动端固定套接有螺旋桨。本申请中的球形机器人，采用可变式两轴飞行机构，确保实现飞行时展开机翼，地面行走时收起机翼，能够有效减小机器人体积，实现其高机动性。
1、球形机器人已经广泛应用与工业、国防和农业等领域，因为运动灵活、效率高等特点受到很多人的青睐。现有的球形机器人大多是满足于滚动的行走方式，并且由于球形机器人的外表光滑，球体滚动点接触的阻力相对滑动或轮式装置的线接触的运动阻力小得多，所以球形机器人还具有运动效率高、能量消耗小的优点。
2、中国专利cn115723871a公开了球形机器人，在需要对复杂环境进行探测时，基座两侧的行走电机启动，带动推力杆转动，经过行走环带动整个球面滚动，同时带动支撑环转动，基座上设有电源、电机以及视觉模块和主控板，这些部件堆积在一起具有一定的重量，在球面滚动时，基座的重心保持不变，基座上的部件保持稳定不动，视觉模块的探测感应器透过透明亚克力对周围环境进行探测，探测获得的数据信息存储在主控板内，两侧的飞轮用于控制本专利技术装置的方向，通过其内部为支撑环的结构保证了结构的稳定性，两侧飞轮在保证转向的同时保证本专利技术装置的动态平衡，在支撑环上的多个减震器能够起到良好的减震作用，并且在复杂环境下能够具有较强的适应性。
3、现有技术中的球形机器人通常不具备越障功能，受地形限制比较严重，遇到障碍则无法通行，这样就大大降低了球形机器人的灵活性和操控体验。比如在具有大于30度的斜坡或楼梯等障碍或某些凹凸不平的场地的应用受到极大的限制，而已有的部分具有飞行功能的球形机器人在飞行和降落时的冲击力较大，运行不够平稳。
>1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。2、为解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术采用如下的技术方案。
3、一种多模态球形飞行机器人，包括外球壳，外球壳的两侧均装配有外圈球壳，外圈球壳内表面固定安装有三角状的支撑板，支撑板的端部外侧固定插接有中心转轴，中心转轴上利用轴承转动连接有绕转齿轮，绕转齿轮的外表面固定连接有变形盖，变形盖的端部转动连接有变换器，中心转轴的端部固定连接有直齿轮，变换器与变形盖相连的一端为圆形结构，且侧面设有不完全锯齿与直齿轮啮合，支撑板底部一体连接有中空的加厚块，加厚快内置第一舵机，第一舵机与绕转齿轮之间设有轮带进行连接；外球壳内置中间储物舱，中间储物舱内居中装配有齿条轨道，齿条轨道的下端铰接有倾斜杆，倾斜杆的前端一体连接有转舵机架，转舵机架上表面前端安装有机翼电机，且机翼电机的驱动端固定套接有螺旋桨。
4、齿条轨道上滑动连接有滑块，滑块的一侧利用插销转动连接有顶杆，顶杆的前端铰接在倾斜杆侧面，当滑块在齿条轨道上滑动时利用顶杆牵引倾斜杆转动实现转舵机架开合。
5、滑块的底部装配有第二舵机，齿条轨道与滑块相对的一面设有齿条，滑块内置电动插销，第二舵机驱动滑块在齿条轨道上滑动，利用电动插销与齿条抵接使得滑块在齿条轨道上停留在不同的高度。
6、转舵机架内置机翼舵机，机翼舵机的驱动端连接有长柄，机翼电机固定安装在长柄上。
7、外球壳与外圈球壳相接的一面贴合有球壳封板，球壳封板将支撑板封在外圈球壳内，球壳封板上居中开设有矩形缺口，矩形缺口的宽度大于螺旋桨的宽度。
8、球壳封板的内表面活动连接有一对挡板，挡板相对的一侧为垂直结构，当一对挡板合并后完全覆盖球壳封板上的矩形缺口，挡板上转动连接有拨动杆，拨动杆的底部为不完全齿轮构造，且一对拨动杆的底部相互咬接且转动连接在球壳封板的内表面。
9、球壳封板的内表面靠近边侧处装配有驱动摆杆，驱动摆杆的上端与其中一个挡板铰接，另外一个挡板与球壳封板的内表面之间铰接有辅助杆。
10、球壳封板的内表面上还安装有支撑架，支撑架的端部安装有驱动器，驱动器之间连接有光轴，光轴插接在中间储物舱上。
11、中间储物舱的侧面开设有缺口，缺口的开设宽度大于倾斜杆的厚度，缺口的开设深度以倾斜杆在展开时能够与齿条轨道垂直为准，中间储物舱的底部装配有电池架，电池架内置蓄电池。
12、外球壳内安装有电动推杆，且电动推杆的输出端贯穿球壳封板与外圈球壳内壁相连。
13、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
14、(1)本申请中的球形机器人，采用可变式两轴飞行机构，确保实现飞行时展开机翼，地面行走时收起机翼，能够有效减小机器人体积，实现其高机动性；而在一些较为崎岖的特殊地面，滚动不能满足机器人的灵活移动时，可以利用舵机带动同步带轮驱动左右轮腿变形后驱动其整体转动来实现行走爬坡，以上关键点能够将地面球形机器人和一般机器人的运动特点与飞行器的灵活特点结合起来，可变式机构所实现的三种运行方式，使得球形飞行机器人能够根据周围环境和工作需求选择最优的运动方式，提高运行效率，以及其球形式外观设计，具有较强的灵活性和机动性，在运用于物流配送、灾区搜索和救援等场景较为复杂时候的任务时，能够极大地缩短任务完成用时。
15、(2)本技术专利技术中变化轮腿机构可在作为行走机构的同时作为飞行球形机器人的起落架，保持起飞与降落过程中的平稳性；而开合侧盖机构可以确保球形机器人内部物品的安全性和一部分的防尘作用。
16、(3)本机器人通过球形式外观设计，使得机器人可以在多个方向上移动，提供更多的自由度，具有较强的灵活性和机动性，适用于城市环境和复杂工作场景，与用轮式行走或爬行的机器人相比，不存在“翻倒”的问题，其球形结构可以自由地向任何方向旋转实现全方位滚动行走。
17、(4)本机器人采用偏心质量块的摆动实现转向驱动，为优化结构设计，打造轻量化机器人，我们将该部分的驱动电池取代配重块的位置，既为机器人行走提供动力，又参与控制方向，机器人的球形外壳能够同时作为移动机构和外壳保护机构；“多模态”可变式机构减少了硬件的使用；将电池代为配重块，开合侧盖机构可以确保球形机器人内部物品的安全性和一部分的防尘作用，本专利技术机构上的简化，极大减少机器人的重量以及生产用材，能够节约生产成本，符合绿色环保理念。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多模态球形飞行机器人，包括外球壳(1)，外球壳(1)的两侧均装配有外圈球壳(2)，
2.根据权利要求1所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：齿条轨道(41)上滑动连接有滑块(411)，滑块(411)的一侧利用插销转动连接有顶杆(412)，顶杆(412)的前端铰接在倾斜杆(424)侧面，当滑块(411)在齿条轨道(41)上滑动时利用顶杆(412)牵引倾斜杆(424)转动实现转舵机架(42)开合。
3.根据权利要求2所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：滑块(411)的底部装配有第二舵机(4111)，齿条轨道(41)与滑块(411)相对的一面设有齿条，滑块(411)内置电动插销，第二舵机(4111)驱动滑块(411)在齿条轨道(41)上滑动，利用电动插销与齿条抵接使得滑块(411)在齿条轨道(41)上停留在不同的高度。
4.根据权利要求2所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：转舵机架(42)内置机翼舵机(421)，机翼舵机(421)的驱动端连接有长柄，机翼电机(422)固定安装在长柄上。
5.根据权利要求1所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：外球壳(1)与外圈球壳(2)相接的一面贴合有球壳封板(21)，球壳封板(21)将支撑板(3)封在外圈球壳(2)内，球壳封板(21)上居中开设有矩形缺口，矩形缺口的宽度大于螺旋桨(423)的宽度。
6.根据权利要求5所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：球壳封板(21)的内表面活动连接有一对挡板(22)，挡板(22)相对的一侧为垂直结构，当一对挡板(22)合并后完全覆盖球壳封板(21)上的矩形缺口，挡板(22)上转动连接有拨动杆(212)，拨动杆(212)的底部为不完全齿轮构造，且一对拨动杆(212)的底部相互咬接且转动连接在球壳封板(21)的内表面。
7.根据权利要求6所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：球壳封板(21)的内表面靠近边侧处装配有驱动摆杆(211)，驱动摆杆(211)的上端与其中一个挡板(22)铰接，另外一个挡板(22)与球壳封板(21)的内表面之间铰接有辅助杆(213)。
8.根据权利要求5所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：球壳封板(21)的内表面上还安装有支撑架(43)，支撑架(43)的端部安装有驱动器(451)，驱动器(451)之间连接有光轴(45)，光轴(45)插接在中间储物舱(4)上。
9.根据权利要求6所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：中间储物舱(4)的侧面开设有缺口，缺口的开设宽度大于倾斜杆(424)的厚度，缺口的开设深度以倾斜杆(424)在展开时能够与齿条轨道(41)垂直为准，中间储物舱(4)的底部装配有电池架(44)，电池架(44)内置蓄电池(441)。
10.根据权利要求5所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：外球壳(1)内安装有电动推杆(11)，且电动推杆(11)的输出端贯穿球壳封板(21)与外圈球壳(2)内壁相连。
...
【技术特征摘要】
1.一种多模态球形飞行机器人，包括外球壳(1)，外球壳(1)的两侧均装配有外圈球壳(2)，
2.根据权利要求1所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：齿条轨道(41)上滑动连接有滑块(411)，滑块(411)的一侧利用插销转动连接有顶杆(412)，顶杆(412)的前端铰接在倾斜杆(424)侧面，当滑块(411)在齿条轨道(41)上滑动时利用顶杆(412)牵引倾斜杆(424)转动实现转舵机架(42)开合。
3.根据权利要求2所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：滑块(411)的底部装配有第二舵机(4111)，齿条轨道(41)与滑块(411)相对的一面设有齿条，滑块(411)内置电动插销，第二舵机(4111)驱动滑块(411)在齿条轨道(41)上滑动，利用电动插销与齿条抵接使得滑块(411)在齿条轨道(41)上停留在不同的高度。
4.根据权利要求2所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：转舵机架(42)内置机翼舵机(421)，机翼舵机(421)的驱动端连接有长柄，机翼电机(422)固定安装在长柄上。
5.根据权利要求1所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：外球壳(1)与外圈球壳(2)相接的一面贴合有球壳封板(21)，球壳封板(21)将支撑板(3)封在外圈球壳(2)内，球壳封板(21)上居中开设有矩形缺口，矩形缺口的宽度大于螺旋桨(423)的宽度。
6.根据权利要求5所述的多模态球形飞行机器人，其特征在于：球壳...
【专利技术属性】
技术研发人员：李克宇，刘勇，薛梦妮，郑一博，贾瑞通，王振宇，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。