水陆两栖数据采集的复杂路况行走机器人技术领域
本发明是申请号为201410649856.1，申请日为2014年11月14
日，名称为“复杂路况行走机器人”的发明专利申请的分案申请，涉
及一种能自由行走的机器人，特别是涉及行走机构。
背景技术
机器人在无人、沙尘、潮湿、腐蚀性等恶劣环境采集数据时，若
采用四轮驱动，则很难胜任这种恶劣环境。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水陆两栖数据采集的复杂
路况行走机器人，能适应复杂路况，并在复杂路况上行走。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种水陆两栖数据采集的复杂路况行走机器人，包括载体，所述
载体上设有行走履带和控制系统，控制系统控制行走履带行走，所述
载体上设有重心驱动机构，控制系统控制重心驱动机构的重心移动，
从而驱动行走履带行走；所述载体包括两个相对设置的气囊，两个气
囊通过转轴连接在一起形成球状，所述转轴的两端分别安装在所述气
囊的球心处，且两个气囊能绕其球心转动行走，两个气囊对合处的外
表面上分别绕设所述行走履带。
所述重心驱动机构包括配重和配重电机，配重电机的转轴驱动连
接配重，配重通过支架支撑在其中一个所述气囊的对合面上。
所述配重夹在两个所述气囊之间。
所述气囊为轻质材料制成的气囊。
所述气囊内填充减轻重力的气体。
所述气囊呈半球状。
所述载体上还设有能采集载体所处环境的环境参数的数据采集
模块，所述数据采集模块包括取液单元，取液单元包括取放取样液体
的注射器，带动注射器取放取样液体的注射器电机，存放注射器中的
取样液体的存液管，布设存液管的管架，以及带动管架旋转的管架电
机。
所述行走履带包括多个并排的小磨块。
采用上述结构后，本发明的水陆两栖数据采集的复杂路况行走机
器人具有以下有益效果：
一、通过重心驱动机构改变重心的位置，重心的变化使行走履带
实现行走，行走履带能适应湿地、水域等恶劣环境，这样水陆两栖数
据采集的复杂路况行走机器人能够在上述恶劣环境中实现直线、圆弧
运动，还能爬上15度的斜坡，甚至原地自转，最终实现了任意方向
的运动。
二、载体上装载数据采集模块，能采集各类数据。
附图说明
图1为本发明的水陆两栖数据采集的复杂路况行走机器人的结
构示意图；
图2为本发明的配重的设置示意图。
图中：
载体1行走履带2
重心驱动机构3数据采集模块4
取液单元41注射器411
存液管412管架413
控制系统5
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本
发明进行详细阐述。
如图1至2所示，本发明的复杂路况行走机器人，包括载体1、
行走履带2、重心驱动机构3、数据采集模块4和控制系统5。
载体1包括两个相对设置的气囊，较佳地，气囊呈半球状，采用
轻质材料制成，还可在气囊内填充减轻重力的气体，例如氢气等。两
个气囊通过转轴连接在一起并形成球状，转轴的两端分别通过轴承安
装在气囊的球心处，两个气囊对合处的外表面上分别绕设一圈行走履
带2，当两个气囊绕球心转动行走时，行走履带2能贴着地面形成行
走轨迹。
由于行走履带2为两条封闭的环状，且采用摩擦系数较大、耐磨
的材料制成，当两个气囊绕其球心转动行走时，能够在地面平稳地行
走，不易打滑。较佳地，每条行走履带2包括多个并排的小磨块，这
样易于更换、维修。
重心驱动机构3包括配重和配重电机，配重通过支架支撑在其中
一个气囊的对合面上。当两个气囊对合时，配重夹在两个气囊之间。
配重电机的转轴驱动连接配重，不仅能驱动配重前后摆动设定角度，
也能带动配重左右摆动设定角度，还能带动配重沿任意角度摆动设定
角度。
数据采集模块4包括音像采集单元、温度采集单元、光值采集单
元、机械臂取样单元和照明单元中的任一种或它们的组合。机械臂取
样单元设置在两个气囊之间或者一个气囊的一侧，机械臂取样单元能
伸展和收叠。通过数据采集模块4能采集载体所处环境的多种环境参
数。
另外，数据采集模块还包括取液单元41，取液单元41包括注射
器411、注射器电机、存液管412、管架413和管架电机。管架413
上开有缺口，注射器电机带动注射器411向下穿过缺口抽取所需的取
样液体。当注射器411向上移动从缺口处退回后，管架电机带动管架
413旋转，使管架413上布设的存液管412对准注射器411，注射器
电机带动注射器411工作，将注射器411中的取样液体推入存液管412
中进行储存。
控制系统5控制复杂路况行走机器人行走，并完成取样。控制系
统5包括数据传输模块、行走轨迹模块和取样模块。数据传输模块可
通过有线或无线方式传输操纵者发出的指令，并向操纵者反馈采集结
果。行走轨迹模块接收数据传输模块发出的行走指令，并操控配重电
机根据行走指令作出相应的动作。例如，若配重电机带动配重向前移
动设定角度，则在重心前移的作用力下，两个气囊绕球心向前转动行
走。若配重电机带动配重向后移动设定角度，则在重心后移的作用力
下，两个气囊绕球心向后转动行走。若配重电机带动配重向左移动设
定角度，则在重心左移的作用力下，两个气囊绕球心向左转动。若配
重电机带动配重向右移动设定角度，则在重心右移的作用力下，两个
气囊绕球心向右转动。其中，配重变化的角度不宜过大，否则导致复
杂路况行走机器人翻倒。
如此，复杂路况行走机器人在控制系统5的控制下能够实现直
线、圆弧运动，还能爬上15度的斜坡，并且能够实现原地自转。复
杂路况行走机器人由改变配重重心的位置实现了任意方向的运动。
载体1上装载数据采集模块，通过气囊减轻自重，通过行走履带
2还可进一步适应湿地、水域等恶劣环境，并进行各类数据采集。当
复杂路况行走机器人的载体1、重心驱动机构3、数据采集模块4和
控制系统5采用良好的密封材料，还可实现水陆两栖的数据采集。
上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属
技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱
离本发明的专利范畴。