變空潛兩棲機(jī)器人水中運(yùn)動(dòng)的方向。當(dāng)空潛兩棲機(jī)器人在空中飛行時(shí)水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)停止工作。
[0033]空潛兩棲機(jī)器人從空中進(jìn)入水中的過(guò)程:
[0034]首先，機(jī)器人通過(guò)空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮作用著落到水表面；即推進(jìn)器1、推進(jìn)器I1、推進(jìn)器III的轉(zhuǎn)速降低，使其浮力減少，可以實(shí)現(xiàn)緩慢降落；
[0035]等到機(jī)器人侵入水中，然后空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)停止工作，而機(jī)器人通過(guò)自身的重力產(chǎn)生下沉的趨勢(shì)，在這種趨勢(shì)產(chǎn)生的時(shí)候，只要開(kāi)啟水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人在水面以下的運(yùn)動(dòng)。
[0036]空潛兩棲機(jī)器人從水下進(jìn)入空中的過(guò)程:機(jī)器人通過(guò)水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)到水表面，空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，此時(shí)，推進(jìn)器1、推進(jìn)器I1、推進(jìn)器III的螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生向上的推力，此時(shí)，通過(guò)繼續(xù)提升推進(jìn)器1、推進(jìn)器I1、推進(jìn)器III中螺旋槳的轉(zhuǎn)速，就可以使得機(jī)器人進(jìn)入空中。而以上所述的機(jī)器人通過(guò)自身的重力產(chǎn)生下沉的趨勢(shì)主要是通過(guò)設(shè)置緩沖艙500實(shí)現(xiàn)的，由于飛行的時(shí)候，質(zhì)量需要輕，而入水時(shí)，質(zhì)量需要重，因而，設(shè)置一個(gè)能隨時(shí)改變質(zhì)量的機(jī)構(gòu)較為重要，因而，在本發(fā)明中，采用緩沖艙500的設(shè)置，隨時(shí)改變本發(fā)明機(jī)器人的相關(guān)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境的相互切換。密封艙400的下側(cè)面設(shè)置有緩沖艙500，緩沖艙500由水室構(gòu)成，其側(cè)壁上開(kāi)口設(shè)置有通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)502控制的對(duì)開(kāi)式排水門(mén)503，如圖6所示，該排水門(mén)503通過(guò)軸504固定于水室，其軸504上設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)502控制排水門(mén)503的打開(kāi)和關(guān)閉，該排水門(mén)503上設(shè)置有水孔501。當(dāng)機(jī)器人處于水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，緩沖艙500的排水門(mén)503關(guān)閉，水流通過(guò)水孔501溢入緩沖艙500內(nèi)的水室，使得機(jī)器人的總重力加大，最終形成總重力等于總浮力，重心和浮心在同一鉛垂線上，重心低于浮心的狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器人處于空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，緩沖艙500通過(guò)打開(kāi)排水門(mén)503，使得水室內(nèi)的水流迅速排空，機(jī)器人重心上移，且總體質(zhì)量減輕，增加機(jī)器人的起飛效率；排水門(mén)503關(guān)閉時(shí)與密封艙400幾何體銜接構(gòu)成一體，保證其流線度。排水門(mén)503的關(guān)閉和打開(kāi)只影響水流的進(jìn)出水室的速度。
[0037]機(jī)器人采用了整體密封防水措施，保證電子設(shè)備正常運(yùn)行；機(jī)器人在水下時(shí)總重力等于總浮力，且重心和浮心在同一鉛垂線上，重心低于浮心。
[0038]機(jī)架300用于固定推進(jìn)器1、推進(jìn)器I1、推進(jìn)器II1、舵I 201、舵II 202、舵III203、舵IV 204、空氣能推進(jìn)器210、電子艙400，機(jī)架300采用耐海水腐蝕材料。
[0039]電子艙400用于放置空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的電子設(shè)備，同時(shí)電子艙可放置操作和控制的電子設(shè)備，包括控制主板、電池、傳感器等設(shè)備。
[0040]空潛兩棲機(jī)器人的使用方法具體步驟如下:
[0041]其分為空中運(yùn)行狀態(tài)和水下運(yùn)行狀態(tài)；
[0042]空中運(yùn)行狀態(tài)如下:
[0043]空氣推進(jìn)器的初級(jí)密封105解鎖，空氣圈的擋水板(外層301、內(nèi)層302)收回，空氣推進(jìn)器的電機(jī)100啟動(dòng)，帶動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生上浮力；
[0044]通過(guò)調(diào)整每個(gè)空氣推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速改變機(jī)器人高度和方向；空氣能推進(jìn)器210在機(jī)器人需要快速前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生推力，輔助其前進(jìn)。
[0045]所述水下運(yùn)行狀態(tài)如下:
[0046]空氣推進(jìn)器的初級(jí)密封105鎖緊，空氣圈的擋水板(外層301、內(nèi)層302)伸出，通過(guò)空氣能推進(jìn)器210產(chǎn)生推力；
[0047]通過(guò)尾舵分別進(jìn)行左、右、上、下的運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整。
[0048]空中進(jìn)入水中的時(shí)候，步驟如下:
[0049]通過(guò)空氣推進(jìn)器轉(zhuǎn)速降低，其高度下降；
[0050]在水面上，空氣圈的擋水板伸出至完全，空氣推進(jìn)器的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)空氣推進(jìn)器的初級(jí)密封105鎖緊，機(jī)架600進(jìn)入水面，緩沖艙的排水門(mén)503關(guān)閉。水流通過(guò)緩沖艙的水孔501進(jìn)入水室，同時(shí)水流通過(guò)擋水板縫隙進(jìn)入空氣圈，機(jī)器人浮力減小，并下沉；
[0051]機(jī)器人完全進(jìn)入水中后，開(kāi)啟空氣能推進(jìn)器210，通過(guò)尾舵分別進(jìn)行左、右、上、下的運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整。
[0052]水中進(jìn)入空氣中的時(shí)候，步驟如下:
[0053]通過(guò)尾舵分別進(jìn)行左、右、上、下的運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整，使得機(jī)架600進(jìn)入水面；貼近水面時(shí)，空氣推進(jìn)器的初級(jí)密封105解鎖，空氣圈的擋水板緩慢收回，同時(shí)電機(jī)加速；緩沖艙的排水門(mén)503打開(kāi)。當(dāng)有空氣圈內(nèi)有水存在時(shí)，空氣推進(jìn)器的螺旋槳低速旋轉(zhuǎn)，利用對(duì)水的推力，使得機(jī)器人逐步脫離水面；當(dāng)機(jī)器人完全脫離水面，空氣圈和緩沖艙內(nèi)水排凈時(shí)，空氣推進(jìn)器的螺旋槳達(dá)到飛行轉(zhuǎn)速，擋水板(外層301、內(nèi)層302)完全收回。
[0054]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空潛兩棲機(jī)器人，包括帶電子艙(400)的機(jī)架￠00);其特征是:所述機(jī)架(600)為三角翼機(jī)架； 所述機(jī)架(600)上分別設(shè)置有空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空潛兩棲機(jī)器人，其特征是:所述空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括在機(jī)架(600)三個(gè)頂點(diǎn)分別設(shè)置的空氣推進(jìn)器； 所述空氣推進(jìn)器包括帶螺旋槳的電機(jī)(100)，所述螺旋槳的外圍設(shè)置有空氣圈(300); 所述空氣圈(300)與機(jī)架￠00)的銜接處采用大圓弧過(guò)度； 所述三個(gè)空氣圈(300)所占面積總和不超過(guò)機(jī)架(600)三角形面積的六分之五； 所述電機(jī)(100)的輸出軸上設(shè)置有防止高壓力水流的初級(jí)密封(105)和防止低壓力水流的次級(jí)密封(106); 所述初級(jí)密封(105)為可控靜密封；次級(jí)密封(106)為動(dòng)密封。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空潛兩棲機(jī)器人，其特征是:所述空氣圈(300)包括擋水板、滑動(dòng)電機(jī)(303)和外殼(304); 所述外殼(304)與機(jī)架(600)的頂點(diǎn)相固定，其采用底圈直徑小于頂圈直徑的結(jié)構(gòu)，底圈到頂圈的形狀采用圓弧過(guò)渡； 所述滑動(dòng)電機(jī)(303)通過(guò)三角支架固定于外殼(304)內(nèi)側(cè)，其輸出軸上設(shè)置擋水板； 所述擋水板包括內(nèi)層(302)和外層(301)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空潛兩棲機(jī)器人，其特征是:所述水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括在機(jī)架(600)的尾端設(shè)置的空氣能推進(jìn)器(210)和尾舵； 所述尾舵包括左、右調(diào)整的舵和上、下調(diào)整的舵。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空潛兩棲機(jī)器人，其特征是:所述密封艙(400)下側(cè)面設(shè)置有緩沖艙(500)，所述緩沖艙(500)包括水室，所述水室上開(kāi)口設(shè)置有帶水孔(501)的排水門(mén)(503)，該排水門(mén)(503)與緩沖艙(500)幾何體銜接構(gòu)成一體。6.空潛兩棲機(jī)器人的使用方法；其特征是:分為空中運(yùn)行狀態(tài)和水下運(yùn)行狀態(tài)； 所述空中運(yùn)行狀態(tài)如下: 空氣推進(jìn)器內(nèi)電機(jī)(100)的初級(jí)密封(105)解鎖，空氣圈(300)的擋水板外層(301)收回內(nèi)層(302)夾縫內(nèi)，空氣推進(jìn)器的電機(jī)(100)啟動(dòng)，帶動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生上浮力； 通過(guò)調(diào)整每個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)速改變機(jī)器人高度和方向； 空氣能推進(jìn)器(210)產(chǎn)生推力，輔助其前進(jìn)； 所述水下運(yùn)行狀態(tài)如下: 空氣推進(jìn)器內(nèi)電機(jī)(100)的初級(jí)密封(105)鎖緊，空氣圈(300)的擋水板外層(301)從內(nèi)層(302)夾縫內(nèi)伸出，通過(guò)空氣能推進(jìn)器(210)產(chǎn)生推力； 通過(guò)尾舵分別進(jìn)行左、右、上、下的運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空潛兩棲機(jī)器人的使用方法，其特征是:空中進(jìn)入水中的時(shí)候，步驟如下: 通過(guò)空氣推進(jìn)器轉(zhuǎn)速降低，其高度下降； 在水面上，空氣圈(300)的擋水板外層(301)從內(nèi)層(302)夾縫內(nèi)伸出至完全，空氣推進(jìn)器的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)空氣推進(jìn)器的初級(jí)密封(105)鎖緊，機(jī)架(600)進(jìn)入水面，緩沖艙(500)的水室中排水門(mén)(503)關(guān)閉，水流通過(guò)水孔(501)進(jìn)入水室，同時(shí)水流通過(guò)擋水板縫隙進(jìn)入空氣圈(300)，機(jī)器人浮力減小，并下沉； 機(jī)器人完全進(jìn)入水中后，開(kāi)啟空氣能推進(jìn)器(210)，通過(guò)尾舵分別進(jìn)行左、右、上、下的運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空潛兩棲機(jī)器人的使用方法，其特征是:水中進(jìn)入空氣中的時(shí)候，步驟如下: 通過(guò)尾舵分別進(jìn)行左、右、上、下的運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整，使得機(jī)架(600)進(jìn)入水面； 貼近水面時(shí)，空氣推進(jìn)器的初級(jí)密封(105)解鎖，空氣圈(300)的擋水板外層(301)收回內(nèi)層(302)內(nèi)； 緩沖艙(500)的排水門(mén)(503)打開(kāi)，加速排水； 當(dāng)空氣圈(300)內(nèi)有水存在時(shí)，空氣推進(jìn)器的螺旋槳低速旋轉(zhuǎn)，利用對(duì)水的推力，使得機(jī)器人逐步脫離水面； 當(dāng)機(jī)器人完全脫離水面，空氣圈(300)和緩沖艙(500)內(nèi)水排凈時(shí)，空氣推進(jìn)器的螺旋槳達(dá)到飛行轉(zhuǎn)速。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空潛兩棲機(jī)器人的使用方法，其特征是:擋水板由收縮到打開(kāi)過(guò)程如下:擋水板內(nèi)層(302)、外層(301)均位于外殼(304)內(nèi)，滑動(dòng)電機(jī)(303)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)先帶動(dòng)擋水板外層(301)完全伸出內(nèi)層(302)的縫隙，此時(shí)，外層(301)的末端與內(nèi)層(302)的頂端相結(jié)合，滑動(dòng)電機(jī)(303)輸出軸貼上內(nèi)層(302)，帶動(dòng)內(nèi)層(302)伸出至完全，然后滑動(dòng)電機(jī)(303)鎖止； 擋水板由收縮到關(guān)閉過(guò)程:擋水板外層(301)、內(nèi)層(302)均已伸出，滑動(dòng)電機(jī)(303)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)先帶動(dòng)擋水板內(nèi)層(302)收回，當(dāng)內(nèi)層(302)完全收回時(shí)，內(nèi)層(302)頂端和外層(301)末端脫離，滑動(dòng)電機(jī)(303)輸出軸貼上外層(301)，帶動(dòng)外層(301)收回至完全，滑動(dòng)電機(jī)(303)鎖止。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種空潛兩棲機(jī)器人，包括帶電子艙的機(jī)架；所述機(jī)架為三角翼機(jī)架；所述機(jī)架上分別設(shè)置有空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和水下運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。所述空中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括在機(jī)架三個(gè)頂點(diǎn)分別設(shè)置的空氣推進(jìn)器；所述空氣推進(jìn)器包括帶螺旋槳的電機(jī)，所述螺旋槳的外圍設(shè)置有空氣圈；所述空氣圈與機(jī)架的銜接處采用大圓弧過(guò)度；所述三個(gè)空氣圈所占面積總和不超過(guò)機(jī)架三角形面積的六分之五；所述電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有防止高壓力水流的初級(jí)密封和防止低壓力水流的次級(jí)密封；所述初級(jí)密封為可控靜密封；次級(jí)密封為動(dòng)密封。
【IPC分類】B64C35/00, B64C27/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105151301
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510453997
【發(fā)明人】唐建中, 謝凱源
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué), 上海南華蘭陵電氣有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月28日