专利摘要

专利摘要

一种新型三栖机器人，包括子机和母机两部分，母机是基于旋翼式的结构，是由主控制舱、衔接舱、支架臂、缓冲支架和电机构成；所述主控制舱位于母机的上部，其内部有电磁铁控制器、飞控板和支撑板；母机基于旋翼式设计，通过衔接舱来连接子机，经由锁扣装置将子机释放分离。本实用新型结构简单；模块化设计，便于二次开发及维修；体积小巧，方便灵活。

权利要求

1.一种新型三栖机器人，其特征在于它包括子机和母机两部分；其中，所述母机是基于旋翼式的结构，是由主控制舱、衔接舱、支架臂、缓冲支架和电机构成；所述主控制舱位于母机的上部，其内部有电磁铁控制器、飞控板和支撑板；所述衔接舱位于母机的下部；所述支架臂与主控制舱固定连接，呈一体化结构；所述电机置于支架臂远离主控制舱的一端内部；所述主控制舱的下部有不少于1个的拓展口和不少于1个的电磁铁I；所述拓展口和所述电磁铁I相间均匀分布于主控制舱侧壁面；所述缓冲支架不少于2个，均匀分布安装在衔接舱的外周；所述缓冲支架与弹簧片分别固定于两个不同的轴上；所述子机底部对称安装有不少于两个的子机轮；所述电机上装有桨叶；所述子机内部有控制子机的子机运行控制器；所述母机和子机上分别装有接收机I和接收机II。

2.根据权利要求1所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述衔接舱的外部固定安装有弹簧片；所述支撑板是2块，呈上下分布，用于对飞控板及电池进行支撑固定；所述电磁铁I是圆形电磁铁；

所述母机的上部加装有防水顶盖，所述防水顶盖与主控制舱之间通过固定螺栓和密封圈连接；

所述母机与子机之间采取无线通信方式。

3.根据权利要求1所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述衔接舱的上部和下部均有4个固定端子，其中，上部的4个固定端子用于连接缓冲支架，下部的4个固定端子用于连接锁扣装置；所述衔接舱的上部有法兰和密封圈，所述衔接舱和主控制舱之间通过该法兰和密封圈固定连接。

4.根据权利要求1所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述主控制舱下部有4个拓展口和4个电磁铁I；

所述电机的数量与支架臂的数量一致；所述支架臂是4个；所述电机是4个，分别安装于支架臂的外端；所述子机底部的子机轮数量是4个；

所述电机是无刷电机。

5.根据权利要求1所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述三栖机器人采取直流电池供电模式，其动力电源是动力锂电池，所述动力锂电池固定在主控制舱内部的支撑板上；所述飞控板是市面常用的匿名飞控板。

6.根据权利要求1所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述衔接舱与子机之间通过锁扣装置连接，所述锁扣装置安装在衔接舱的下部；所述衔接舱内部有电磁铁II。

7.根据权利要求6所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述锁扣装置的数量为4个，均与分布在衔接舱的下部；所述电磁铁II是圆形电磁铁。

8.根据权利要求1所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述电磁铁控制器由控制单元和电池构成；所述控制单元包括单片机I、输入、输出端口；所述电磁铁控制器输入端口连接接收机I，输出端口分别连接电磁铁I和电磁铁II；所述接收机I的输入端接收遥控器发出的遥控信号，其输出端连接单片机I的输入端；所述单片机I的输出端口连接电磁铁I和电磁铁II，分别控制缓冲支架和锁扣装置；所述电池用于给电磁铁控制器提供稳定电源；所述子机运行控制器是单片机II；所述接收机II的输入端接收遥控器发出的遥控信号，其输出端连接单片机II的输入端，所述单片机II的输出端口连接控制子机轮的马达。

9.根据权利要求8所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述接收机I的输出端有1个通道连接单片机I，用于控制电磁铁，此外，所述接收机I的输出端还有6个通道与飞控板连接；所述控制子机轮的马达是直流130型马达。

10.根据权利要求8所述一种新型三栖机器人，其特征在于所述单片机I和单片机II均为MC9S12XS128型单片机；所述遥控器是市面常用的AT9S型遥控器；所述接收机I与接收机II相同，和遥控器配套使用；所述AT9S型遥控器配套的接收机拥有9个信号通道，所述接收机I选用前7个信号通道，所述接收机II选用第8、9通道，通过使用遥控器按钮进行不同的信号通道转换，可以由接收端从母机变为子机；

所述遥控信号是空中作业模式信号、陆地作业模式信号和水下作业模式信号。

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其是一种新型三栖机器人系统及其工作方法，特别适用于复杂环境下的作业。

背景技术

机器人在我们进行科学探索中应用的越来越广泛。在军事侦察，水产养殖以及地图测绘等方面，以及在高温、高辐射的环境当中，机器人发挥着不可替代的作用。但是由于我们涉足的场合变的越来越复杂，单一功能的机器人性能已经远远不能满足我们对于科学探索的需求。面对着复杂的环境，我们迫切的需要一款三栖多功能机器人。到目前为止仍然没有能够实际应用的三栖机器人，因此本实用新型有着广阔的市场前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型三栖机器人系统及其工作方法，它可以克服现有技术不足，是一种能进行复杂环境下作业的三栖机器人，其结构简单，且工作方法容易实现。

本实用新型的技术方案：一种新型三栖机器人，其特征在于它包括子机和母机两部分；其中，所述母机是基于旋翼式的结构，是由主控制舱、衔接舱、支架臂、缓冲支架和电机构成；所述主控制舱位于母机的上部，其内部有电磁铁控制器、飞控板和支撑板；所述衔接舱位于母机的下部；所述支架臂用于放置导线其它元器件，与主控制舱固定连接，呈一体化结构；所述电机置于支架臂远离主控制舱的一端内部；所述主控制舱的下部有不少于1个的拓展口和不少于1个的电磁铁I，所述不少于1个的拓展口作为预留拓展功能的拓展口，所述不少于1个的电磁铁I用于控制缓冲支架的起落；所述拓展口和所述电磁铁I相间均匀分布于主控制舱侧壁面；所述衔接舱的外部固定安装有弹簧片，用于在空中作业模式与陆地作业模式的转换过程中，将被电磁铁I吸起的缓冲支架弹回原始状态；所述缓冲支架不少于2个，均匀分布安装在衔接舱的外周，用于三栖机器人在空中作业模式落地时刻对机器人整体的缓冲保护；所述缓冲支架与弹簧片分别固定于两个不同的轴上，所述缓冲支架的运动通过电磁铁I产生的磁性将其吸起，而当电磁铁I断电磁性消失后，则由缓冲支架与衔接舱连接处的弹簧将其弹回；所述子机底部对称安装有不少于两个的子机轮；所述电机上装有桨叶；所述子机内部有控制子机的子机运行控制器；所述母机和子机上分别装有接收机I和接收机II。

所述支撑板是2块，呈上下分布，用于对飞控板及电池进行支撑固定；所述电磁铁I是圆形电磁铁。

所述母机的上部加装有防水顶盖，所述防水顶盖与主控制舱之间通过固定螺栓和密封圈连接，保证三栖机器人内部电子元件的干燥。

所述衔接舱的上部和下部均有4个固定端子，其中，上部的4个固定端子用于连接缓冲支架，下部的4个固定端子用于连接锁扣装置；所述衔接舱的上部有法兰和密封圈，所述衔接舱和主控制舱之间通过该法兰和密封圈固定连接。

所述主控制舱下部有4个拓展口和4个电磁铁。

所述电机的数量与支架臂的数量一致；所述支架臂是4个；所述电机是4个，分别安装于支架臂的外端；所述子机底部的子机轮数量是4个。

所述电机是无刷电机。

所述三栖机器人采取直流电池供电模式，其动力电源是动力锂电池，所述动力电池固定在主控制舱内部的支撑板上；所述飞控板是市面常用的匿名飞控板。

所述衔接舱与子机之间通过锁扣装置连接，所述锁扣装置安装在衔接舱的下部，用于将子机11释放分离；所述衔接舱内部有电磁铁II；所述锁扣装置9的开合由位于衔接舱内部的电磁铁II控制，电磁铁II通电产生磁性，吸附锁扣装置上部，锁扣装置张开，释放子机，实现子母机分离。

所述锁扣装置的数量为4个，均与分布在衔接舱的下部，用于将子机固定于衔接舱的内部。

所述电磁铁II是圆形电磁铁，位于衔接舱8内部，紧贴于衔接舱锁扣装置所在位置的内壁。

所述电磁铁控制器由控制单元和电池构成；所述控制单元包括单片机I、输入、输出端口；所述电磁铁控制器输入端口连接接收机I，输出端口分别连接电磁铁I和电磁铁II；所述接收机I的输入端接收遥控器发出的遥控信号，其输出端连接单片机I的输入端；所述单片机I的输出端口连接电磁铁I和电磁铁II，分别控制缓冲支架和锁扣装置；所述电池用于给电磁铁控制器提供稳定电源；所述子机运行控制器是单片机II；所述接收机II的输入端接收遥控器发出的遥控信号，其输出端连接单片机II的输入端，所述单片机II的输出端口连接控制子机轮的马达。

所述控制子机轮的马达是直流130型马达。

所述接收机I的输出端有1个通道连接单片机I，用于控制电磁铁14，此外，所述接收机I的输出端还有6个通道与飞控板连接。

所述单片机I和单片机II均为MC9S12XS128型单片机；所述遥控器是市面常用的AT9S型遥控器；所述接收机I与接收机II相同，和遥控器配套使用；所述遥控信号是空中作业模式信号、陆地作业模式信号和水下作业模式信号；所述电磁控制器和子机运行控制器的控制电路为常规连接。

所述母机与子机之间采取无线通信方式。

本实用新型的工作过程：

(1)当三栖机器人处于待机状态时，由操作人员通过遥控器发送指令至三栖机器人，实现对三栖机器人三种模式的控制；

(2)由接收机I将收到的遥控指令传输至飞控板，一共两块单片机，两个接收机，分别在母机和子机上各一个，两个接收机都与遥控器配套，母机上接收机I的输出端的第7通道连接单片机I，用以控制电磁铁I，而1到6通道连接飞控板，由飞控板调节通过无刷电机的电流进而调节无刷电机的转速，通过对4个无刷电机转速的分配控制，实现空中作业模式下的飞行姿态调整，此时三栖机器人的运动部件只有无刷电机以及由其带动运动的桨叶；

(3)当需要处于陆地作业模式下时，则由操作人员通过遥控器向三栖机器人发送指令，接收机接受到指令后，将指令发送给位于主控制舱内控制电磁铁的单片机I，所述单片机I通过相应的PWM信号控制电磁铁I的供断电，当信号为高电平时电磁铁I内部有电流通过，产生的磁性将缓冲支架吸起，当信号为低电平时电磁铁I内部没有电流通过，磁性消失，缓冲支架与电磁铁I分离，弹簧片将缓冲支架弹回原始位置，从而实现对缓冲支架的起落控制。AT9S型遥控器配套的接收机拥有9个信号通道，接收机I选用前7个信号通道，接收机II选用第8、9通道，通过使用遥控器按钮进行不同的信号通道转换，可以由接收端从母机变为子机，并由位于子机内部的单片机II控制子机的子机轮运动，从而带动整个三栖机器人行进，陆地作业模式下缓冲支架将会由于电磁铁的吸附而处于水平抬起状态；

(4)当需要处于水下作业模式下时，则由操作人通过遥控向三栖机器人发送指令，将三栖机器人降落至水面，此时发送指令至母机上控制电磁铁的单片机I，所述单片机I接受到指令后，发送高电平信号，衔接舱内部电磁铁II流过电流，产生磁性，将锁扣装置上部吸附，由于锁扣装置中间由轴固定，因此锁扣装置绕着轴旋转，实现锁扣装置的开合，锁扣装置运动后，会使子机边缘失去固定夹持部件，从而对子机进行释放分离，进而使母机悬浮于水面，由子机进行水下作业。

本实用新型的优越性：结构简单、小巧，在使用过程中灵活机动性高，可以实现空中作业模式、陆地作业模式与水下作业模式的自由切换。模块化的设计，在使用过程中更加方便维修与升级改造。

附图说明

图1为本实用新型所涉一种新型三栖机器人的空中作业模式时的状态示意图。

图2为本实用新型所涉一种新型三栖机器人的陆地作业模式时的状态示意图。

图3为本实用新型所涉一种新型三栖机器人的水下作业模式时子机和母机分离后的状态示意图。

图4为本实用新型所涉一种新型三栖机器人电磁铁控制系统电路原理示意框图。

图5为本实用新型所涉一种新型三栖机器人电磁铁控制系统控制电路原理示意框图。

其中，1是防水顶盖，2是固定螺栓，3是密封圈，4是桨叶，5是电机，6是支架臂，7是主控制舱，8是衔接舱，9是锁扣装置，10是子机轮，11是子机，12是缓冲支架，13是弹簧片，14是电磁铁I，15是拓展口。

具体实施方式

实施例：一种新型三栖机器人，如图1所示，其特征在于它包括子机11和母机两部分；其中，所述母机是基于旋翼式的结构，是由主控制舱7、衔接舱8、支架臂6、缓冲支架12和电机5构成；所述主控制舱7位于母机的上部，其内部有电磁铁控制器、飞控板和支撑板；所述衔接舱8位于母机的下部；所述支架臂6用于放置导线其其它元器件，与主控制舱7固定连接，呈一体化结构；所述电机5置于支架臂6远离主控制舱7的一端内部；所述主控制舱7的下部有不少于1个的拓展口15和不少于1个的电磁铁14，所述不少于1个的拓展口作为预留拓展功能的拓展口，所述不少于1个的电磁铁14用于控制缓冲支架12的起落；所述拓展口15和所述电磁铁I14相间均匀分布于主控制舱7侧壁面；所述衔接舱8的外部固定安装有弹簧片13，用于在空中作业模式与陆地作业模式的转换过程中，将被电磁铁I14吸起的缓冲支架12弹回原始状态；所述缓冲支架12不少于2个，均匀分布安装在衔接舱8的外周，用于三栖机器人在空中作业模式落地时刻对机器人整体的缓冲保护；所述缓冲支架12与弹簧片13分别固定于两个不同的轴上，所述缓冲支架12的运动通过电磁铁I14产生的磁性将其吸起，而当电磁铁14断电磁性消失后，则由缓冲支架12与衔接舱8连接处的弹簧将其弹回；所述子机底部对称安装有不少于两个的子机轮10；所述电机5上装有桨叶4；所述子机11内部有控制子机11的子机运行控制器；所述母机和子机11上分别装有接收机I和接收机II，如图4、图5所示。

所述支撑板是2块，呈上下分布，用于对飞控板及电池进行支撑固定；所述电磁铁I14是圆形电磁铁。

所述母机的上部加装有防水顶盖1，所述防水顶盖1与主控制舱7之间通过固定螺栓2和密封圈3连接，如图1所示，保证三栖机器人内部电子元件的干燥。

衔接舱8内部有圆形电磁铁；所述衔接舱8与子机11之间通过锁扣装置9连接，所述锁扣装置9安装在衔接舱8的下部，用于将子机11释放分离，如图1所示，所述锁扣装置9的开合由位于衔接舱8内部的圆形电磁铁控制，电磁铁通电产生磁性，吸附锁扣装置9上部，锁扣装置9张开，释放子机11，实现子母机分离。

所述锁扣装置9的数量为4个，均与分布在衔接舱8的下部，如图1所示，用于将子机11固定于衔接舱8的内部。

所述衔接舱8的上部和下部均有4个固定端子，其中，上部的4个固定端子用于连接缓冲支架12，下部的4个固定端子用于连接锁扣装置9；所述衔接舱8的上部有法兰和密封圈，所述衔接舱8和主控制舱7之间通过该法兰和密封圈固定连接。

所述主控制舱7下部有4个拓展口15和4个电磁铁I14，如图1所示。

所述电机5的数量与支架臂6的数量一致，如图1、图2所示；所述支架臂6是4个；所述电机5是4个，分别安装于支架臂6的外端；所述子机底部的子机轮10数量是4个，如图1、图2所示。

所述电机5是无刷电机。

所述三栖机器人采取直流电池供电模式，其动力电源是动力锂电池，所述动力电池固定在主控制舱7内部的支撑板上；所述飞控板是市面常用的匿名飞控板。

所述电磁铁控制器是由控制单元和电池构成，如图4所示，所述控制单元包括单片机I、输入、输出端口构成，电磁铁I14和II作为电磁铁控制器的执行单元分别用于控制缓冲支架12和锁扣装置9；其中，所述电磁铁控制器输入端口连接接收机I，输出端口连接电磁铁I和II；所述接收机I的输入端接收遥控器发出的遥控信号，其输出端连接单片机I的输入端；所述单片机I的输出端口连接电磁铁I和II，分别控制缓冲支架12和锁扣装置9，如图4所示(电磁铁14即电磁铁I，只控制缓冲支架12运动，控制锁扣的电磁铁II位于衔接舱8内部，紧贴于衔接舱锁扣部分内壁)；所述电池用于给电磁铁控制器提供稳定电源；所述子机运行控制器是单片机II；所述接收机II的输入端接收遥控器发出的遥控信号，其输出端连接单片机II的输入端，所述单片机II的输出端口连接控制子机轮的直流130型马达，如图4、图5所示。

所述接收机I的输出端有1个通道连接单片机I，用于控制电磁铁14，此外，所述接收机I的输出端还有6个通道与飞控板连接，如图5所示。

所述单片机I和单片机II均为MC9S12XS128型单片机；所述遥控器是市面常用的AT9S型遥控器；所述接收机I与接收机II相同，和遥控器配套使用；所述遥控信号是空中作业模式信号、陆地作业模式信号和水下作业模式信号；所述电磁控制器和子机运行控制器的控制电路原理图如图5所示，其连接均为常规连接。

所述母机与子机11之间采取无线通信方式。

下面通过附图结合具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种新型三栖机器人，该机器人分为母机和子机11两大部分，所述母机分为主控制舱7和衔接舱8两大部分，母机基于旋翼式设计，通过衔接舱8来连接子机11。母机上部加装有防水顶盖1，防水顶盖1与主控制舱7之间由固定螺栓2和密封圈3连接，保证三栖机器人内部电子元件的干燥。下部通过衔接舱8来连接子机11，经由锁扣装置9将子机11释放分离。主控制舱7和支架臂6为一体化设计，支架臂6用于放置导线及其它元器件，支架臂6远离主控制舱7的一端内部嵌入了无刷电机5，无刷电机5装有配套的桨叶4。桨叶4的转速由位于主控制舱7内部的飞控板控制。在主控制舱7下部有四个拓展口15，为其它功能预留功能拓展口，另外四个为电磁铁14，用于对缓冲支架12的起落进行控制。衔接舱上部固定有弹簧片13，缓冲支架12与弹簧片13分别固定于两个不同的轴上，电磁铁断电磁性消失后，由连接处的弹簧13将其弹回。衔接舱8下部有四个锁扣装置9，子机通过衔接舱8与锁扣装置9将其固定于衔接舱8内部，锁扣装置9的开合由位于衔接舱8内部的电磁铁来控制。

本实用新型的工作原理：当三栖机器人处于待机状态时，由操作人通过遥控发送指令至三栖机器人。主控制舱7内部接收机将收到的指令传输至飞控板，三栖机器人通过飞控板调节无刷电机5转速，实现空中作业模式。陆地作业模式下，由操作人通过遥控发送指令，单片机接受到指令后，控制电磁铁的供断电，实现对缓冲支架12的起落控制，子机11内部的单片机控制子机11的滚轮10运动从而带动整个三栖机器人的行进。水下作业模式下，由操作人通过遥控发送指令，将三栖机器人降落至水面，此时发送指令至单片机，单片机接受到指令后，控制衔接舱8内部电磁铁的供断电，实现锁扣9的开合过程，将子机11进行释放分离，进而母机悬浮于水面，子机11进行水下作业。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

一种新型三栖机器人专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。