线驱动连续型仿生机器海豚制造技术

本发明专利技术提供了一种线驱动连续型仿生机器海豚，包括：头部、腹部和尾部，所述腹部内安装有驱动模块和转向模块，所述驱动模块和转向模块均分别包括脊柱、舵机、舵盘、传动线；通过所述驱动模块和转向模块的舵机转动带动舵盘偏转，所述舵盘偏转带动传动线动作，所述传动线动作带动脊柱上下、左右运动，进而实现所述线驱动连续型仿生机器海豚三维运动。

【技术实现步骤摘要】
线驱动连续型仿生机器海豚
本专利技术涉及水下仿生机器人
，更具体地涉及一种线驱动连续型仿生机器海豚。
技术介绍
近几年来，随着仿生学的发展，水下仿生机器人得到了快速发展，水下仿生机器人实现了推进器与舵的统一，具有高机动、低扰动、无污染等优点，适合在狭窄、复杂和动态的水下环境中进行监测、搜索、勘探、救援等任务。目前，大部分水下仿生机器人采用多关节刚体相串联的机构，每个关节需要一个电机或舵机驱动，结构复杂，推进效率低。专利CN206766306U公开了一种适用于水下噪声监测的机器鱼，鱼尾由两个骨节与尾鳍组成，舵机拉动牵引绳带动整个鱼尾摆动，两骨节之间安装有弹力杆，起支撑和提供回复力作用，使关节运动更平缓。但是，所述机器鱼只能实现二维平面的游动。专利CN201807186U公开了一种机器鱼复合转弯装置，采用两根钢丝将步进电机产生的转动力矩分配给鱼鳍和鱼头，驱动两者转动，提高转弯效率。但是，所述机器鱼游动是靠摆杆传递动力，不存在连续型特点，并且只能在水平面实现转向不能下潜/上浮。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种线驱动连续型仿生机器海豚，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种线驱动连续型仿生机器海豚，包括：头部、腹部和尾部，所述腹部内安装有驱动模块和转向模块，所述驱动模块和转向模块均分别包括脊柱、舵机、舵盘、传动线；通过所述驱动模块和转向模块的舵机转动带动舵盘偏转，所述舵盘偏转带动传动线动作，所述传动线动作带动脊柱上下、左右运动，进而实现所述线驱动连续型仿生机器海豚三维运动。进一步的，所述驱动模块包括一固定盘、两个舵机、两个舵盘、一脊柱、两对传动线和一舵轮；所述固定盘固定在所述腹部后方，所述两个舵机与所述固定盘连接，所述两个舵盘的其中一个舵盘与所述两个舵机的其中一个舵机连接，所述两个舵盘的另一个舵盘与所述两个舵机的另一个舵机连接；所述脊柱的一端与所述固定盘连接，另一端伸入所述尾部，所述两对传动线的其中一对传动线的一端与所述两个舵盘的其中一个舵盘连接，另一端穿设在所述脊柱中；所述两对传动线的另一对传动线的一端穿过所述舵轮与所述两个舵盘的另一个舵盘连接，另一端穿设在所述脊柱中。进一步的，所述脊柱包括多个脊椎、多个椎间盘、压盖、压盖帽、套线圈和支撑杆；所述椎间盘与所述脊椎交替排布，所述压盖设在所述脊柱的所述另一端的末端，所述支撑杆穿设在所述多个脊椎、多个椎间盘、压盖中；所述两对传动线的其中一对传动线的所述另一端和另一对传动线的所述另一端均分别穿过所述脊椎、椎间盘、压盖并经由套线圈固定；所述压盖帽与所述压盖连接，用于固定所述套线圈。进一步的，所述转向模块包括一固定盘、两个舵机、两个舵盘、一脊柱、两对传动线和一舵轮；所述转向模块的固定盘固定在所述腹部前方，所述转向模块的两个舵机与所述转向模块的固定盘连接，所述转向模块的两个舵盘的其中一个舵盘与所述转向模块的两个舵机的其中一个舵机连接，所述转向模块的两个舵盘的另一个舵盘与所述转向模块的两个舵机的另一个舵机连接；所述转向模块的脊柱的一端与所述转向模块的固定盘连接，另一端伸入所述头部，所述转向模块的两对传动线的其中一对传动线的一端与所述转向模块的两个舵盘的其中一个舵盘连接，另一端穿设在所述转向模块的脊柱中；所述转向模块的两对传动线的另一对传动线的一端穿过所述转向模块的舵轮与所述转向模块的两个舵盘的另一个舵盘连接，另一端穿设在所述转向模块的脊柱中。进一步的，所述转向模块的脊柱包括多个脊椎、多个椎间盘、压盖、压盖帽、套线圈和支撑杆；所述转向模块的椎间盘与所述转向模块的脊椎交替排布，所述转向模块的压盖设在所述转向模块的脊柱的所述另一端的末端，所述转向模块的支撑杆穿设在所述转向模块的多个脊椎、多个椎间盘、压盖中；所述转向模块的两对传动线的其中一对传动线的所述另一端和另一对传动线的所述另一端分别穿过所述转向模块的脊椎、椎间盘、压盖并经由套线圈固定；所述转向模块的压盖帽与所述转向模块的压盖连接，用于固定所述转向模块的套线圈。进一步的，每个脊椎、每个椎间盘及压盖的中部分别设有一个孔，在所述一个孔的周围还分别设有四个孔，是上下、左右对称设置；所述支撑杆穿设于所述脊椎、椎间盘、压盖的中部的所述孔，所述其中一对传动线分别穿过所述脊椎、椎间盘、压盖的上下对称设置的两个孔，所述另一对传动线分别穿过所述脊椎、椎间盘、压盖的左右对称设置的两个孔。进一步的，当所述线驱动连续型仿生机器海豚处于僵直状态时，所述驱动模块和所述转向模块的所有舵机上电均处于保持状态，所述驱动模块和所述转向模块的所有传动线处于拉紧状态；当所述线驱动连续型仿生机器海豚直游运动时，所述转向模块的所有舵机处于保持状态，所述驱动模块的其中一个舵机产生有规律的正弦信号，所述驱动模块的另一个舵机处于保持状态，进而实现直游；当所述线驱动连续型仿生机器海豚下潜或上浮运动时，所述转向模块的其中一个舵机处于偏置状态，所述转向模块的另一个舵机处于保持状态，使所述头部发生上下偏转；所述驱动模块的其中一个舵机产生有规律正弦信号，所述驱动模块的另一个舵机处于保持状态，进而实现下潜或上浮；当所述线驱动连续型仿生机器海豚转向运动时，所述转向模块的另一个舵机处于偏置状态，所述转向模块的其中一个舵机处于保持状态，使所述头部发生左右偏转；在保证游速的前提下，所述驱动模块的其中一个舵机处于保持状态，所述驱动模块的另一个舵机处于偏置状态，进而实现转向。进一步的，所述脊椎两侧有弧形凹槽，所述椎间盘两侧设有与所述弧形凹槽相配合的弧形凸起。进一步的，所述支撑杆采用弹性材料形成；所述脊椎采用树脂材料3D打印而成；所述椎间盘采用硅胶而成；所述头部及尾部采用软胶材料3D打印而成；所述腹部采用聚甲醛加工而成。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术一种线驱动连续型仿生机器海豚至少具有以下有益效果其中之一：(1)本专利技术仿生机器海豚通过所述驱动模块和转向模块的舵机转动带动舵盘偏转，所述舵盘偏转带动传动线动作，所述传动线动作带动脊柱上下、左右运动，进而实现所述线驱动连续型仿生机器海豚三维运动，也就是说本专利技术仿生机器海豚连续型不仅能够在二维平面运动，还能够实现下潜/上浮。(2)本专利技术仿生机器海豚为能够柔顺弯曲的连续型仿生机器海豚，能够更接近生物真实的游动模态，实现高效游动，结构简单，易于实现。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术线驱动连续型仿生机器海豚整体结构示意图；图2为本专利技术线驱动连续型仿生机器海豚腹部内部结构图；图3为本专利技术线驱动连续型仿生机器海本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线驱动连续型仿生机器海豚，其特征在于，包括：头部、腹部和尾部，所述腹部内安装有驱动模块和转向模块，/n所述驱动模块和转向模块均分别包括脊柱、舵机、舵盘、传动线；/n通过所述驱动模块和转向模块的舵机转动带动舵盘偏转，所述舵盘偏转带动传动线动作，所述传动线动作带动脊柱上下、左右运动，进而实现所述线驱动连续型仿生机器海豚三维运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种线驱动连续型仿生机器海豚，其特征在于，包括：头部、腹部和尾部，所述腹部内安装有驱动模块和转向模块，
所述驱动模块和转向模块均分别包括脊柱、舵机、舵盘、传动线；
通过所述驱动模块和转向模块的舵机转动带动舵盘偏转，所述舵盘偏转带动传动线动作，所述传动线动作带动脊柱上下、左右运动，进而实现所述线驱动连续型仿生机器海豚三维运动。


2.根据权利要求1所述的线驱动连续型仿生机器海豚，其特征在于，
所述驱动模块包括一固定盘、两个舵机、两个舵盘、一脊柱、两对传动线和一舵轮；
所述固定盘固定在所述腹部后方，所述两个舵机与所述固定盘连接，所述两个舵盘的其中一个舵盘与所述两个舵机的其中一个舵机连接，所述两个舵盘的另一个舵盘与所述两个舵机的另一个舵机连接；
所述脊柱的一端与所述固定盘连接，另一端伸入所述尾部，
所述两对传动线的其中一对传动线的一端与所述两个舵盘的其中一个舵盘连接，另一端穿设在所述脊柱中；
所述两对传动线的另一对传动线的一端穿过所述舵轮与所述两个舵盘的另一个舵盘连接，另一端穿设在所述脊柱中。


3.根据权利要求2所述的线驱动连续型仿生机器海豚，其特征在于，
所述脊柱包括多个脊椎、多个椎间盘、压盖、压盖帽、套线圈和支撑杆；
所述椎间盘与所述脊椎交替排布，所述压盖设在所述脊柱的所述另一端的末端，所述支撑杆穿设在所述多个脊椎、多个椎间盘、压盖中；
所述两对传动线的其中一对传动线的所述另一端和另一对传动线的所述另一端均分别穿过所述脊椎、椎间盘、压盖并经由套线圈固定；
所述压盖帽与所述压盖连接，用于固定所述套线圈。


4.根据权利要求2所述的线驱动连续型仿生机器海豚，其特征在于，
所述转向模块包括一固定盘、两个舵机、两个舵盘、一脊柱、两对传动线和一舵轮；
所述转向模块的固定盘固定在所述腹部前方，所述转向模块的两个舵机与所述转向模块的固定盘连接，所述转向模块的两个舵盘的其中一个舵盘与所述转向模块的两个舵机的其中一个舵机连接，所述转向模块的两个舵盘的另一个舵盘与所述转向模块的两个舵机的另一个舵机连接；
所述转向模块的脊柱的一端与所述转向模块的固定盘连接，另一端伸入所述头部，
所述转向模块的两对传动线的其中一对传动线的一端与所述转向模块的两个舵盘的其中一个舵盘连接，另一端穿设在所述转向模块的脊柱中；
所述转向模块的两对传动线的另一对传动线的一端穿过所述转向模块的舵轮与所述转向模块的两个舵盘的另一个舵盘连接，另一端穿设在所述转向模块的脊柱中。


5.根据权利要求4所述的线驱动连续型仿生机器海...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻俊志，刘金存，李忠奎，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11