吉林大学陈万楷获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种形态可变换的水陆两栖机器人及其控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118219726B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410337897.0,技术领域涉及:B60F3/00;该发明授权一种形态可变换的水陆两栖机器人及其控制方法是由陈万楷;刘春宝;杨孔华;赵常屹;阮周杰设计研发完成,并于2024-03-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种形态可变换的水陆两栖机器人及其控制方法在说明书摘要公布了:本发涉及水陆两栖机器人领域,明公开了一种形态可变换的水陆两栖机器人及其控制方法,一种形态可变换的水陆两栖机器人,包括主机、腿部装置和桨轮装置,腿部装置对称设置在主机两侧,桨轮装置设置在腿部装置末端;所述主机,包括主机浮体、控制主板和电池、控制主板和电池设置于主机浮体内;控制方法,包括一下步骤:一、陆地行走状态,二、陆地到水中运行的过渡状态,三、水中悬浮、上浮或下潜状态,四、运动状态切换:五、水下不同深度之间切换,六、水下沿着斜面前进状态,七、水下竖直前进状态,本发明可根据不同的水域环境进行形态切换,适应性强,运动的效率高,对不同水域环境的适应能力强,可以完成复杂水域环境下的作业要求。
本发明授权一种形态可变换的水陆两栖机器人及其控制方法在权利要求书中公布了:1.一种形态能变换的水陆两栖机器人的控制方法,其特征在于:所控制的一种形态能变换的水陆两栖机器人包括主机1、腿部装置2和桨轮装置3,腿部装置2对称设置在主机1两侧,桨轮装置3设置在腿部装置2末端; 所述主机1,包括主机浮体101、控制主板102和电池103、控制主板102和电池103设置于主机浮体101内; 所述腿部装置2包括大腿部件201、小腿部件202,大腿部件201能绕主机1前后摆动,小腿部件202的前端与大腿部件201的末端相连,能相对大腿部件前后摆动,小腿部件202末端有腿部浮体203,大腿部件201内部的连杆204前端与曲柄205连接,后端与小腿部件202铰接; 所述桨轮装置3,设置在小腿部件202的末端,通过轮毂固定盘301与腿部浮体203相连,包括用于陆地行走的轮框302、用于水下推进的桨叶303、舵机305和水下电机304,轮毂固定盘301通过舵机305与腿部浮体203相连,轮框302通过水下电机304转动设置在轮毂固定盘301上,桨叶303设置在轮框302内; 所述腿部装置2通过旋转关节207与主机1连接,旋转关节207的输出轴线与主机1圆柱体中心轴线平行,使机器人腿部装置2在相对主机前后摆动的同时能相对主机1进行左右摆动; 所述的小腿部件202的第一驱动关节208与大腿部件201的第二驱动关节209都位于大腿部件201的前端,第一驱动关节208驱动曲柄205摆动,第二驱动关节209驱动大腿部件201摆动,第一驱动关节208和第二驱动关节209通过U形固定件206与旋转关节207连接,所述U形固定件206与电机的安装面使第一驱动关节208和第二驱动关节209输出轴的轴线重合并且与旋转关节207输出轴的轴线垂直; 步骤包括: 一、陆地行走状态:机器人在陆地上行走时,旋转关节207固定,大腿部件201和小腿部件202处在竖直平面内,通过控制第一驱动关节208和第二驱动关节209,腿部装置2能折叠或伸展以适应不同的地面环境,通过腿部装置2的折叠和伸展还能实现跨步行走,通过水下电机304的旋转,机器人能在地面上行进; 二、陆地到水中运行的过渡状态:在陆地时,机器人能通过控制水下电机304、第一驱动关节208、第二驱动关节209采用轮式或轮足式行走; 在陆地和水面之间的滩涂地形,机器人能通过固定水下电机304的方式锁定轮框302,通过控制第一驱动关节208和第二驱动关节209进行跨步行走越过复杂地形到达水面; 在水变深时,通过调整主机1前侧两个腿部装置2的旋转关节207,能使前侧的大腿部件201和小腿部件202到达水平面上,通过调整前侧两个桨轮装置3的舵机305使螺旋桨竖直向下提供浮力,此时机器人仅利用主机1后侧的腿前进,为双足行走方式; 当水深足够时,机器人能通过调整主机1后侧的旋转关节207使后侧的腿部装置2处于水平面,使机器人处于悬浮状态,待稳定后切换为前进模式在水下行进; 三、水中悬浮、上浮或下潜状态:通过控制旋转关节207,使机器人的大腿部件201、小腿部件202的平面水平,通过调节第一驱动关节208、第二驱动关节209,腿部装置2能向远离主机1的方向伸展; 通过控制舵机305,桨轮装置3能被调整为竖直向下或竖直向上,通过控制水下电机304的转速,机器人能在水中实现悬停、上浮、下沉多种不同的运动方式; 四、运动状态切换:当所述机器人位于水下运行场景时,位于主机后侧的两个腿部装置2和桨轮装置3通过第一驱动关节208、第二驱动关节209和舵机305的调整,使腿部装置2向后伸展并使桨轮装置3朝向主机1后方; 通过前侧的两个腿部装置2和桨轮装置3向主机1两侧伸展并使桨轮装置3朝向主机上方,能提供机器人在水中的浮力; 通过调整主机1后侧桨轮装置3的舵机305,能调整桨轮装置3朝向主机1的后方或侧面,从而实现机器人在水下快速前进和快速进行原地变向两种模式之间的切换; 五、水下不同深度之间切换:通过主机1前侧两个腿部装置2的旋转关节207的旋转,机器人前侧腿部装置2的各部分能运动到水平面内,通过调节第一驱动关节208、第二驱动关节209,腿部装置2能向主机1外侧伸展或收缩,在伸展时能提高机器人的平衡性能,在收缩时能通过较狭窄的区域; 通过桨轮装置3的舵机305的转动,桨轮装置3能朝向主机1的侧面或竖直向上、竖直向下,调节水下电机304的转速能调节桨轮提供的推力大小,实现机器人在水下水平前进、向上方前进、向深处前进三种前进方式之间切换; 六、水下沿着斜面前进状态:通过调整旋转关节207、第一驱动关节208和第二驱动关节209,机器人四条腿的腿部装置2向远离机器人身体的一侧伸展并使四条腿的大腿部件201、小腿部件202处于同一平面内; 调整舵机305,将主机1前侧的两条腿的桨轮装置转动到朝向主机1上方,将主机1后侧的两条腿的桨轮装置转动到朝向主机1下方,通过调整水下电机304,前侧和后侧的桨轮装置产生方向相反的推力,产生的力矩使机器人绕水平轴线转动; 当转动至机器人主机1轴线和斜面垂直时,通过舵机305调整主机1前侧或后侧的桨轮装置3朝向,使四条腿的桨轮装置能产生同一方向的推力; 七、水下竖直前进状态:在悬浮状态下,通过调整主机1左侧两条腿的桨轮装置3的舵机305转动桨轮装置使其转过180°,此时主机1两侧的桨轮装置朝向相反,推力方向相反,主机1能绕轴线旋转至竖直方向, 通过调整舵机305,使桨轮装置朝向主机1后方,提供向前推力。
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