一種四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，基于多旋翼的無人機(jī)和飛行機(jī)器人迅速發(fā)展。它們可以應(yīng)用在軍事偵察、環(huán)境探測(cè)、航空拍攝等方面，具有很高的應(yīng)用價(jià)值，市場(chǎng)前景廣闊。但是大多數(shù)此類無人機(jī)和機(jī)器人基本上未做防護(hù)或是簡(jiǎn)單的在旋翼側(cè)邊加裝一個(gè)塑料擋塊對(duì)旋翼進(jìn)行保護(hù)。而作為軍事偵察、環(huán)境探測(cè)及航空拍攝等應(yīng)用的載體，這類無人機(jī)和飛行機(jī)器人的工作環(huán)境是未知的、復(fù)雜多變的，因此防護(hù)設(shè)施必不可少。中國實(shí)用新型專利CN203680323U公開了一種通用多旋翼機(jī)器人骨干支撐安全防護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以為多旋翼機(jī)器人提供支撐和防護(hù)，但是最大的不足是當(dāng)機(jī)器人受到外界撞擊時(shí)，該防護(hù)系統(tǒng)不能使機(jī)器人維持原有的飛行狀態(tài)，會(huì)使機(jī)器人在防護(hù)系統(tǒng)的帶動(dòng)下產(chǎn)生翻滾等動(dòng)作，從而可能導(dǎo)致機(jī)器人失去平衡甚至墜落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)，可以使機(jī)器人具備防碰撞功能，降低復(fù)雜環(huán)境中不確定因素帶來的影響，能夠滿足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活性與穩(wěn)定性的要求，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)，包括旋翼支撐架和陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)，旋翼支撐架由基座、旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座以及用于安裝旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)裝置的長軸和短軸組成，長軸和短軸的軸線互相垂直且共面，旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座和基座均以長軸和短軸的交點(diǎn)為對(duì)稱中心呈對(duì)稱分布；陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)由陀螺儀機(jī)構(gòu)與柔性桿組成，陀螺儀機(jī)構(gòu)由外環(huán)、中環(huán)、兩個(gè)柔性桿固定座、內(nèi)環(huán)和軸套組成；柔性桿沿外環(huán)均勻排布且柔性桿的中點(diǎn)處于外環(huán)上，柔性桿的另外兩端穿入兩個(gè)柔性桿固定座上的孔內(nèi)并由緊定螺釘固定，柔性桿、外環(huán)和柔性桿固定座共同組成球殼結(jié)構(gòu)，外環(huán)與中環(huán)通過兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸連接，且這兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸共線；中環(huán)與內(nèi)環(huán)通過兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸連接，且這兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸共線；內(nèi)環(huán)上對(duì)稱的設(shè)有兩個(gè)軸套；將旋翼支撐架的長軸兩端與陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)的內(nèi)環(huán)上兩個(gè)軸套連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)軸，旋翼支撐架繞著陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸的軸線與兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸的軸線垂直。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用陀螺儀原理為四旋翼飛行機(jī)器人提供支撐防護(hù)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是使得機(jī)器人能夠適應(yīng)復(fù)雜的外界環(huán)境，能夠有效應(yīng)對(duì)飛行過程中帶來的突發(fā)狀況，在發(fā)生碰撞時(shí)仍能保持固有的姿態(tài)。采用本裝置，可以大大降低機(jī)器人在安全控制策略方面的復(fù)雜程度，降低飛行器操作的難度，同時(shí)能夠大大增加機(jī)器人的使用壽命，降低使用成本。本發(fā)明公開的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)，制作簡(jiǎn)單、成本低廉，適合各類復(fù)雜未知的環(huán)境，適應(yīng)性好，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)。
[0009]圖2是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的旋翼支撐架。
[0010]圖3是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)。
[0011]圖4是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例。
[0012]圖中，1-旋翼支撐架，2-陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)，11-長軸，12-短軸，13-旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座，14-基座，21-外環(huán)-中環(huán)連接軸，22-柔性桿，23-外環(huán)，24-中環(huán)，25-柔性桿固定座，26-中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸，27-內(nèi)環(huán)，28-軸套，31-旋翼，32-旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014]實(shí)施例1
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中，圖1是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)，主要由旋翼支撐架I和陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)2組成。
[0016]圖2是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的旋翼支撐架1，主要由長軸11、短軸12、旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座13和基座14組成，長軸11和短軸12的軸線互相垂直且共面，旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座13和基座14均以長軸11和短軸12的交點(diǎn)為對(duì)稱中心呈對(duì)稱分布，基座14用來安裝機(jī)器人的其它必要零部件，如電池、控制組件以及傳感器等，這些零部件是組成一個(gè)完整機(jī)器人的必要部分，但不在本發(fā)明專利的權(quán)利要求范圍。
[0017]圖3是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)，主要由外環(huán)-中環(huán)連接軸21、柔性桿22、外環(huán)23、中環(huán)24、柔性桿固定座25、中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸26、內(nèi)環(huán)27和軸套28組成，其中數(shù)根柔性桿22沿外環(huán)23均勻排布且柔性桿22的中點(diǎn)處于外環(huán)23上，柔性桿22的另外兩端穿入兩個(gè)柔性桿固定座25上的孔內(nèi)并由緊定螺釘固定，柔性桿22、外環(huán)23和柔性桿固定座25共同組成球殼結(jié)構(gòu)，外環(huán)23與中環(huán)24通過兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸21連接，且這兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸21共線。類似地，中環(huán)24與內(nèi)環(huán)27通過兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸26連接，且這兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸26共線。且兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸21的軸線與兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸26的軸線垂直?？傮w上，外環(huán)23、中環(huán)24、內(nèi)環(huán)27、夕卜環(huán)-中環(huán)連接軸21、中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸26組成陀螺儀機(jī)構(gòu)，陀螺儀機(jī)構(gòu)同柔性桿22 —起組成陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)2。內(nèi)環(huán)27上對(duì)稱的設(shè)有兩個(gè)軸套28。
[0018]旋翼支撐架I上的長軸11的兩端與陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)2上的軸套28連接后即能形成四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)。
[0019]圖4是本發(fā)明的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，在實(shí)施例中，通過在旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座13上安裝旋翼31及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)32，為機(jī)器人提供動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的飛行。在沒有任何外力矩作用在機(jī)器人上時(shí)，機(jī)器人的旋翼飛行裝置保持飛行姿態(tài)，當(dāng)受到外力撞擊時(shí)，在陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)2的保護(hù)下，由柔性桿組成的球殼可以吸收沖擊力，以保護(hù)內(nèi)部的飛行裝置不致?lián)p壞，同時(shí)陀螺儀機(jī)構(gòu)又使得旋翼飛行裝置不受沖擊影響，能夠保持原有的飛行姿態(tài)繼續(xù)飛行。
[0020]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0021]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括旋翼支撐架和陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)，旋翼支撐架由基座、旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座以及用于安裝旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)裝置的長軸和短軸組成，長軸和短軸的軸線互相垂直且共面，旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座和基座均以長軸和短軸的交點(diǎn)為對(duì)稱中心呈對(duì)稱分布；陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)由陀螺儀機(jī)構(gòu)與柔性桿組成，陀螺儀機(jī)構(gòu)由外環(huán)、中環(huán)、兩個(gè)柔性桿固定座、內(nèi)環(huán)和軸套組成；柔性桿沿外環(huán)均勻排布且柔性桿的中點(diǎn)處于外環(huán)上，柔性桿的另外兩端穿入兩個(gè)柔性桿固定座上的孔內(nèi)并由緊定螺釘固定，柔性桿、外環(huán)和柔性桿固定座共同組成球殼結(jié)構(gòu)，外環(huán)與中環(huán)通過兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸連接，且這兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸共線；中環(huán)與內(nèi)環(huán)通過兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸連接，且這兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸共線；內(nèi)環(huán)上對(duì)稱的設(shè)有兩個(gè)軸套；將旋翼支撐架的長軸兩端與陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)的內(nèi)環(huán)上兩個(gè)軸套連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)軸，旋翼支撐架繞著陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)，其特征在于，兩個(gè)外環(huán)-中環(huán)連接軸的軸線與兩個(gè)中環(huán)-內(nèi)環(huán)連接軸的軸線垂直。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四旋翼機(jī)器人支撐防護(hù)機(jī)構(gòu)，包括旋翼支撐架和陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)，旋翼支撐架由基座、旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定座以及用于安裝旋翼及旋翼驅(qū)動(dòng)裝置的長軸和短軸組成；陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)由陀螺儀機(jī)構(gòu)與柔性桿組成，陀螺儀機(jī)構(gòu)由外環(huán)、中環(huán)、兩個(gè)柔性桿固定座、內(nèi)環(huán)和軸套組成；將旋翼支撐架的長軸兩端與陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)的內(nèi)環(huán)上兩個(gè)軸套連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)軸，旋翼安裝架繞著陀螺儀防護(hù)機(jī)構(gòu)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明使機(jī)器人能夠適應(yīng)不可預(yù)知的外界環(huán)境，能夠有效應(yīng)對(duì)飛行過程中外界產(chǎn)生的突發(fā)狀況，在發(fā)生碰撞時(shí)仍能保持固有的狀態(tài)。本發(fā)明具有制作簡(jiǎn)單、成本低廉，適應(yīng)性好，應(yīng)用范圍廣。
【IPC分類】B64C1-00, B64C27-20
【公開號(hào)】CN104787325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510191621
【發(fā)明人】李濤, 陳賽旋, 駱敏舟, 劉效, 付龍, 魏強(qiáng), 莊曉明, 王美玲, 張麗華
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院, 常州先進(jìn)制造技術(shù)研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月21日