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陆空两栖侦查机器人结构设计

2016/1/18    来源:互联网    作者:庞在祥  田洪源  董新  孔清屿  高梓峰  邵煜博      
关键字:陆空两栖侦查机器人  结构设计  
充分考虑侦查机器人材料、结构和刚度,以及侦查机器人越障、飞行、灵活性、稳定性、安全性等要求,设计了陆空两栖侦查机器人传动方式、行走机构等关键环节。

0 引言

    随着机器人、车辆、无人机技术的日益成熟,更多更先进的机器人车辆和无人机将安装各种武器系统用于执行军事任务,从而减少战场上的人员伤亡。陆空两栖侦查机器人因具有地面行走和空中飞行两种模式,侦查灵活性高、可越障、实时侦查监视和危险区域作战侦查,从而成为作战侦查的新力量。

    对于陆空两栖机器人的研究,国外研究较早并取得突破,美国等技术相对领先的国家早已将陆空机器人的相关技术应用到生产、生活以及军事上,美国军方研制的陆空两柄飞行器在装满燃料时,持续400km空中或陆地运输。另外,美国还研制出采用气动人工肌肉方式的六足仿生步行机器人Biobot。荷兰三轮飞行汽车PAL-V公司研制出了融汽车、摩托车和旋翼机于一体飞行汽车。

    国内有关陆空两栖机器人的研究起步较晚,尤其是可以完成垂直起降的陆空两栖设备。沈阳航空航天大学对军用飞行汽车的外部造型进行了设计。装甲兵工程学院研制一款采用涵道风扇作为飞行动力元件的陆空两用飞行汽车。南京理工大学设计研发了基于视觉信息系统的多用途地面移动机器人。

    文中采用了仿生轮式腿和轮式前进的两种行走方式,对侦查机器人越障、飞行、灵活性、稳定性、安全性、传动方式和行走机构进行了设计分析,设计了陆空两栖侦查机器人,并满足设计要求。

1 陆空两栖侦查机器人的工作机理及总体设计

    1.1 机器人工作机理

    机构在两栖机器人设计中占有重要的位置,是整个机器人构成中一个不可缺少的部分,它与机器人设计有着不可分割的内在联系。陆空两柄侦查机器人飞行部分是采用8个直流无刷电机(两个一组)直接驱动8个螺旋桨提供升力,两个电机为一组,两个电机在同一竖直轴线上反向安装,分别驱动两个螺旋桨相对反向转动,两个电机相互抵消扭矩。每组电机分别固定在由机架伸出的4个杆件终端。在陆空两柄转换时可以垂直起降,飞行部分没有机械传动,结构简单,不易损坏,易于维护。

    地面行驶部分采用4个仿生轮式腿结构,既可以周转行走前进,又可以采用轮式快速前进,两种行进方式无缝切换,具有很强的越障能力,左右4个轮式腿分别由两个无刷电机驱动。设计的陆空两栖侦查机器人的总体结构如图1所示。

总体结构图

图1 总体结构图

    将路面行进越障和飞行结合到一起,得以实现立体侦查。

    陆空两栖侦查机器人的性能指标见表1。

表1 陆空两栖侦查机器人的性能指标

陆空两栖侦查机器人的性能指标

责任编辑:程玥
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