中連有第二連接桿24，第二連接桿24另一端連接有第一連接桿23，通過第一連接桿23末端與軸承26相連，螺旋槳21安裝在無刷電機20上，無刷電機20底部有螺紋孔，能夠與電機座22通過螺釘連接，兩個無刷電機20的軸線方向相同，
[0076]第一舵機9、第一搖桿10、第二搖桿10和連桿12設(shè)有兩組，第一舵機9固定在底板16下，第一搖桿10—端固連在第一舵機9上，另一端與連桿12鉸接，連桿12另一端與第二搖桿11鉸接，第二搖桿11另一端固連在第三連接桿25上。
[0077]縱向連桿13和橫向連桿14的材質(zhì)為碳纖維管;底板16和頂板17為碳纖維材料或輕質(zhì)鋁制成;T型連接件18、連接座19和軸承座15材質(zhì)為ABS材料，第一連接桿23的材質(zhì)為輕質(zhì)鋁，第二連接桿34和第三連接桿35的材質(zhì)為碳纖維管，電機座22的材質(zhì)為ABS材料，前述組件中ABS材料均能利用3D打印技術(shù)加工制造。
[0078]爬壁行走系統(tǒng)2包括底盤27、前輪28、后輪29、彈簧伸縮桿30、圓形導(dǎo)軌31、滑塊32、絲杠螺母33、步進電機34、第三舵機35，圓形導(dǎo)軌31設(shè)有四個，分別通過T型連接件18固連在縱向連桿13上，且四個圓形導(dǎo)軌31保持豎直，四個圓形導(dǎo)軌31上套有四個滑塊32，四個滑塊32連接在底盤27上，底盤27中間位置連有絲杠螺母33，絲杠螺母33與步進電機34相連，通過步進電機34實現(xiàn)底盤27的升降，步進電機34穿透頂板17固定在底板16上，兩后輪29固定在底盤27后方，后輪29保持固定且始終保持與縱向連桿13平行的方向，兩彈簧伸縮桿30連接在底盤27前方，兩彈簧伸縮桿30另一端固定有第三舵機35，第三舵機35的方向豎直向上，兩第三舵機35另一端與兩前輪28相連，以控制前輪28轉(zhuǎn)動，兩前輪28外側(cè)設(shè)有兩個制動器36，制動器36縮回能夠起到前輪28鎖死的作用。
[0079]支撐系統(tǒng)4包括第二舵機37、支撐桿38、彎曲彈簧39和滾輪40，第二舵機37固定在頂板17上中間靠前位置，第二舵機37頭部連有支撐桿38，支撐桿38末端通過彎曲彈簧39與滾輪40相連。
[0080]吸附系統(tǒng)3包括真空吸盤41和真空栗42，真空栗42固定在底板16下，真空栗42與真空吸盤41通過管路連接，真空吸盤41利用螺母連接在頂板17上。
[0081]漂浮系統(tǒng)5包括兩個浮體43，兩浮體43分別連接在圓形導(dǎo)軌31下方，浮體43還通過管路與真空栗42連接，浮體43為可充氣形式，能夠利用真空栗42進行充氣放氣。
[0082]控制系統(tǒng)6包括有單片機44、陀螺儀45、加速度計46、高度計47、GPS模塊48、超聲波傳感器49、氣壓傳感器50、無刷電調(diào)51、舵機驅(qū)動器52、電機驅(qū)動器53、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊54、遠程遙控器55、第一電磁閥56和第二電磁閥57，其中陀螺儀45、加速度計46、高度計47、GPS模塊48、超聲波傳感器49、氣壓傳感器50、無刷電調(diào)51、舵機驅(qū)動器52、電機驅(qū)動器53、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊54、第一電磁閥56和第二電磁閥57連接在單片機44上，遠程遙控器55通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊54與單片機44實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，控制系統(tǒng)6中的陀螺儀45與加速度計46用來采集機器人的運動信息和姿態(tài)信息，高度計47能夠測量機器人的當前高度，通過GPS模塊48能夠?qū)崿F(xiàn)飛行機器人自主導(dǎo)航飛行，超聲波傳感器49用以實現(xiàn)飛行機器人的壁障功能，單片機44用來實現(xiàn)對機器人的整體控制，無刷電調(diào)51與無刷電機20相連，用來調(diào)節(jié)無刷電機20轉(zhuǎn)速;舵機驅(qū)動器52上連有第一舵機9、第二舵機37和第三舵機35，用以控制各個舵機的轉(zhuǎn)動角度；第一電磁閥56和第二電磁閥57分別用來控制真空吸盤41及浮體43氣路的通斷；電機驅(qū)動器53與真空栗42相連，可控制真空栗42的通斷及正反轉(zhuǎn);氣壓傳感器50安裝在真空吸盤41氣路中，以檢測氣路中的氣壓值。
[0083]本發(fā)明的工作原理:
[0084]1、飛行原理:
[0085]飛行前需調(diào)節(jié)螺旋槳21至水平位置，此時的飛行系統(tǒng)I相當于四旋翼飛行器，通過控制系統(tǒng)6調(diào)節(jié)四個無刷電機20的轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)升降和前后左右飛行。
[0086]2、行走原理:
[0087]行走前先將爬壁行走系統(tǒng)2的兩個前輪28和兩個后輪29降至最低位置。在行走速度要求不高的情況下保持前兩個螺旋槳21與地面水平且關(guān)閉前兩個無刷電機20，后兩個螺旋槳21與地面垂直，此時后兩個螺旋槳21為機器人提供行走動力。
[0088]在兩前輪28擺正的情況下，當后兩個螺旋槳21以相同的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)時，機器人獲得一個向前的作用力，此時機器人向前運動;若后兩個螺旋槳21以相同的轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)時，機器人獲得一個向后的作用力，此時機器人向后運動。
[0089]在兩前輪28向右轉(zhuǎn)且沒有被鎖住時，后兩個螺旋槳21正轉(zhuǎn)，且左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人向前行進且向右側(cè)轉(zhuǎn)彎;若后兩個螺旋槳21反轉(zhuǎn)，且左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人向后行進且向右側(cè)轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎速度快慢由后兩個電機的轉(zhuǎn)速決定，轉(zhuǎn)彎半徑的大小由兩前輪28的轉(zhuǎn)角大小及后兩個螺旋槳21的轉(zhuǎn)速差決定，兩前輪28轉(zhuǎn)角越大且后兩個螺旋槳21的轉(zhuǎn)速差越大，則轉(zhuǎn)彎半徑越小。若兩前輪28右轉(zhuǎn)且右前輪28被鎖住時，后兩個螺旋槳21正轉(zhuǎn)，且左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人以右前輪28為中心向右前轉(zhuǎn)彎;若后兩個螺旋槳21反轉(zhuǎn)，且左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人以右前輪28為中心向右后轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎速度由兩前輪28轉(zhuǎn)角大小及后兩個螺旋槳21的轉(zhuǎn)速快慢及轉(zhuǎn)速差決定。
[0090]相同的在兩前輪28向左轉(zhuǎn)且沒有被鎖住時，后兩個螺旋槳21正轉(zhuǎn)，且右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人向前行進且向左側(cè)轉(zhuǎn)彎;若后兩個螺旋槳21反轉(zhuǎn)，且右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人向后行進且向左側(cè)轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎速度快慢由后兩個電機的轉(zhuǎn)速決定，轉(zhuǎn)彎半徑的大小由兩前輪28的轉(zhuǎn)角大小及后兩個螺旋槳21的轉(zhuǎn)速差決定，兩前輪28轉(zhuǎn)角越大且后兩個螺旋槳21的轉(zhuǎn)速差越大，則轉(zhuǎn)彎半徑越小。若兩前輪28左轉(zhuǎn)且左前輪28被鎖住時，后兩個螺旋槳21正轉(zhuǎn)，且右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人以左前輪28為中心向左前轉(zhuǎn)彎;若后兩個螺旋槳21反轉(zhuǎn)，且右后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速大于左后螺旋槳21的轉(zhuǎn)速時，機器人以左前輪28為中心向左后轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎速度由兩前輪28轉(zhuǎn)角大小及后兩個螺旋槳21的轉(zhuǎn)速快慢及轉(zhuǎn)速差決定。
[0091]在機器人對行走速度要求較高的情況下保持前四個螺旋槳21均與地面垂直，此時四個螺旋槳21同時為機器人提供行走動力。四個螺旋槳21均與地面垂直時機器人的行走轉(zhuǎn)彎策略與后兩個螺旋槳21與地面垂直時基本相同，只是將左后螺旋槳21置換為左側(cè)兩螺旋槳21 (左前螺旋槳21和左后螺旋槳21)，右后螺旋槳21置換為右側(cè)兩螺旋槳21 (右前螺旋槳21和右后螺旋槳21)。
[0092]機器人還可以保持四個螺旋槳21都處于傾斜狀態(tài)，實現(xiàn)機器人的前后左右行進，此種運動形式的運動過程比較平穩(wěn)，但相對耗電。
[0093]3、爬陡坡原理:
[0094]在坡度較大時正常的行走模式可能會出現(xiàn)打滑或側(cè)翻的情況，此時前兩個水平螺旋槳21可反轉(zhuǎn)，這樣機器人獲得一個向下的作用力，還可以保持四個螺旋槳21處于傾斜狀態(tài)，使機器人獲得一個向下的分力，增加機器人的抓地力，防止機器人在爬坡時出現(xiàn)打滑及側(cè)翻的情況。
[0095]4、爬壁原理:
[0096]豎直墻壁爬壁時機器人的兩個前輪28和兩個后輪29升至最上方，均與墻壁接觸，飛行器的上方朝向墻壁，此時四個螺旋槳21始終為機器人提供垂直于墻壁向里的力，保證機器人緊貼于墻壁。機器人靜止時兩個前輪28處于鎖緊狀態(tài)，此時機器人的重力與墻壁及兩個前輪28和兩個后輪29之間的摩擦力相平衡，保證機器人不會受重力的影響而下落。
[0097]機器人在豎直墻壁行走時四個螺旋槳21均處于傾斜位置。根據(jù)行走方向的不同，可以分為三種運動形式，分別是豎直行走、水平行走和傾斜行走。豎直行走時機器人的重力完全靠螺旋槳21提供的升力克服，此時應(yīng)使四個螺旋槳21的傾斜角較大(即接近于和墻壁垂直的位置)，以獲得較高的平行于墻壁的分力，起到克服重力的作用；水平行走時機器人的重力完全靠墻壁及兩個前輪28和兩個后輪29之間的摩擦力克服，此時應(yīng)使四個螺旋槳21的傾斜角較小(即接近于和墻壁平行的位置)，以獲得較高的垂直于墻壁的分力，增大兩個前輪28和兩個后輪29與墻壁之間的摩擦力，起到克服重力的作用;傾斜行走時螺旋槳21轉(zhuǎn)動的角度介于豎直行走和水平行走之間，當行走方向偏向豎直位置，則螺旋槳21的轉(zhuǎn)動角度偏向于和墻壁垂直。當行走方向偏向水平位置，則螺旋槳21的轉(zhuǎn)動角度偏向于和墻壁平行。機器人在豎直墻壁上前后左右行進的原理與地面行走基本相同，所不同的是需要時刻克服重力的影響。
[0098]傾斜墻壁的爬壁原理及爬壁過程與豎直墻壁基本相同。
[0099]水平墻壁(天花板)爬壁時機器人的兩個前輪28和兩個后輪29升至最上方，均與墻壁接觸，此時機器人的重力、螺旋槳21受到的豎直向上的分力和天花板對機器人的作用力，三個力相平衡，保證機器人穩(wěn)定吸附在天花板上。天花板前后左右行進的原理與地面行走基本相同，所不同的是兩前螺旋槳21(處于水平位置)需始終為機器人提供一個向上的升力，保證機器人一直貼附于墻壁上。水面行走原理:
[0100]5、水面工作原理:
[0101]水面行走的前后左右行走策略與地面行走類似，漂浮在水面后將兩后螺旋槳21調(diào)整到垂直狀態(tài)，兩前螺旋槳21水平，兩后螺旋槳21為機器人提供動力，兩前螺旋槳21起到輔助機器人整體平衡的作用。
[0102]當兩后螺旋槳21同時正轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速相同時，機器人獲得一個向前的推力，機器人前行;相