本发明专利技术公开了一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人,包括连轴架，连轴架前侧滑动设置有连接块，连接块在第一驱动机构的驱动下能沿着连轴架的竖直方向来回滑动，连接块底部通过过渡件连接有斧足部；斧足部包括斧足支架、套筒、斧足，通过第二驱动机构带动斧足支架在水平面内转动；套筒固定在斧足支架底部，且套筒上下贯通，斧足设置在套筒底部，斧足包括沿套筒周向均布的若干块独立的叶片，每块叶片顶端通过各自的主铰接轴铰接在套筒底部，并通过第三驱动机构驱动各块叶片转动，从而实现各块叶片的张开或闭合，当各块叶片均闭合时，各块叶片共同形成一个外形为倒锥形的倒锥形斧足。本发明专利技术的优点：实现了机器人的自主锚定和自主脱附功能。附功能。附功能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人
[0001]本专利技术涉及水下机器人
，尤其涉及的是一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人。
技术介绍
[0002]随着对海洋资源的开发和空间的利用规模不断扩大，对海洋深处进行探索和开发的水下作业装备应用越来越广泛。现今在复杂的环境下对各种新型的水下作业装备提出了新的要求，如水下探测设备需要在海床中定位来定位以采集海底生物和矿产资源的样本，同时探测功能完成后能够自主脱离等，开发一款具有高效定位技术和集成各种智能化功能的水下机器人越来越被人们重视。
[0003]目前的水下机器人主要有以下两种：
[0004]一种是采用动力定位的机器人，其是依靠计算机系统控制自身的推力器来维持其位置和艏向的定位方式，多用于大型海洋工程或设备；此种采用动力定位的机器人，系统过于复杂，耗能太高，故障影响大，而且尺寸较大，不适于小型的水下机器人。
[0005]另一种是采用锚泊定位的机器人，其是用固定物将自身系留于指定海域，限制外力改变自身的状态，使其保持在预定位置上的定位方式，但无法实现自主锚定和自主脱附等功能，无法满足机器人在任意位置进行作业的要求，具有很大的局限性。且现有的水下机器人
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人，以期实现机器人的自主锚定和自主脱附功能。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人,包括连轴架，其特征在于：所述连轴架前侧滑动设置有连接块，连接块在第一驱动机构的驱动下能沿着连轴架的竖直方向来回滑动，连接块底部通过一个过渡件连接有斧足部；
[0009]斧足部包括斧足支架、套筒、斧足，斧足支架顶部通过第二驱动机构与过渡件相连接，通过第二驱动机构带动斧足支架在水平面内转动；套筒固定在斧足支架底部，且套筒上下贯通，斧足设置在套筒底部，斧足包括沿套筒周向均布的若干块独立的叶片，每块叶片顶端通过各自的主铰接轴铰接在套筒底部，并通过安装在斧足支架底部的第三驱动机构驱动各块叶片绕着各自的主铰接轴同步转动，从而实现各块叶片的张开或闭合，当各块叶片均闭合时，各块叶片共同形成一个外形为倒锥形的倒锥形斧足。
[0010]进一步的，所述第二驱动机构包括主舵机，主舵机的壳体固定安装在过渡件底部，主舵机的输出轴竖直向下延伸且与斧足支架固定连接。
[0011]进一步的，所述第三驱动机构位于套筒内部，所述第三驱动机构包括从舵机、丝杠、螺母、推拉块，从舵机的壳体固定安装在斧足支架底部，从舵机的输出轴竖直向下延伸
且与丝杠固定连接，螺母与丝杠螺纹配合形成丝杠螺母副，推拉块固定在螺母上，推拉块外圆周上沿周向均布有若干推拉连杆，推拉连杆的数量与叶片的数量相等且一一对应，推拉连杆的上下两端分别与推拉块和叶片内侧铰接。
[0012]进一步的，所述连轴架后侧设有左右并排的两根齿轮轴，每根齿轮轴沿竖向延伸，且每根齿轮轴分别转动安装在连轴架上，两根齿轮轴上的齿轮相互啮合，左、右两根齿轮轴上分别固定安装有左外壳、右外壳，左外壳、右外壳将连轴架、连接块、两根齿轮轴及其上的齿轮均包裹在内，左外壳、右外壳后端分别固定在左、右两根齿轮轴上，其中一个外壳内侧设有一个倾斜的撑杆，撑杆从下往上朝靠近连轴架的方向倾斜，连接块上固定有一个连接环，连接环滑动套装在撑杆上，连接环随着连接块上下移动而同步运动，通过移动的连接环与倾斜的撑杆的配合，实现左外壳、右外壳的同步撑开或同步闭合。
[0013]进一步的，所述第一驱动机构包括扭矩电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、传动杆，所述连轴架顶端设有一个水平的连轴板，所述扭矩电机固定安装在连轴板上，所述扭矩电机的输出端与主动锥齿轮固连，所述传动杆顶端转动安装在连轴板上并向上伸出连轴板与从动锥齿轮固连，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合形成锥齿轮副，所述传动杆外侧壁上设有梯形螺纹，所述连接块上开有梯形螺纹孔，所述传动杆上的梯形螺纹与连接块上的梯形螺纹孔之间呈螺纹配合连接，通过扭矩电机带动锥齿轮副动作，从而带动传动杆旋转，由旋转的传动杆带动连接块沿竖直方向来回滑动。
[0014]进一步的，所述连轴架上设有竖向导轨，所述竖向导轨上滑动设置有滑块，所述连接块与滑块固定连接。
[0015]进一步的，所述齿轮轴与对应的外壳之间通过上下两个外壳连接件实现连接，每个外壳连接件一端固定在外壳后端，每个外壳连接件另一端固定套装在齿轮轴上。
[0016]进一步的，所述套筒底部沿周向均布有若干叶片固定件，叶片固定件的数量与叶片的数量相等且一一对应，叶片固定件固定在套的底部，叶片顶端铰接在对应的叶片固定件上。
[0017]本专利技术相比现有技术具有以下优点：
[0018]1、本专利技术提供的一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人，其斧足部通过设置套筒和由多个叶片组成的斧足，通过多个叶片的张合重复动作，配合斧足部整体的旋转和下行运动，实现了机器人的高效挖掘、自主牢固锚定以及自主脱附功能，从而满足了机器人在任意位置均可进行作业的要求。且本机器人结构简单、高效节能，满足了小型水下装备的需求。
[0019]2、本专利技术提供的一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人，其通过第三驱动机构驱动多个叶片的张合重复动作，模拟长竹蛏挖掘过程中吃土的原理，将沙土带入斧足内的空腔中，同时从套筒上方排出，这一过程大大减小了斧足部向下运动时沙土周围的阻力，从而实现了机器人的高效挖掘。且第三驱动机构整体设置在套筒内部，节省了安装空间。
[0020]3、本专利技术提供的一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人，其通过第一驱动机构驱动连接块沿着竖直方向来回滑动，并通过固定在连接块上的连接环与外壳内侧倾斜的撑杆滑动配合，实现了在外壳上移远离斧足部的过程中外壳自动闭合；在外壳下行靠近斧足部的过程中外壳自动张开，外壳的张开使得周围的沙土发生局部流化现象，使得外壳向下时的阻力减小，整体挖掘效率更高。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的外壳闭合时的立体图。
[0022]图2是本专利技术的外壳打开时的立体图。
[0023]图3是本专利技术的连轴架部分其中一个视角的立体图。
[0024]图4是本专利技术的连轴架部分另一个视角的立体图。
[0025]图5是本专利技术的齿轮轴与外壳之间的连接关系立体图。
[0026]图6是本专利技术的齿轮轴与外壳之间的连接关系另一视角的立体图。
[0027]图7是本专利技术的斧足部闭合状态立体图。
[0028]图8是本专利技术的斧足部张开状态立体图。
[0029]图9是本专利技术的斧足部拿掉套筒后的立体图。
[0030]图中标号：1连轴架；2连接块；3扭矩电机；4主动锥齿轮；5从动锥齿轮；6传动杆；7连轴板；8竖向导轨；9滑块；10齿轮轴；11上铰接轴；12齿轮；13左外壳；14右外壳；15外壳连接件；16撑杆；17连接环；18过渡件；19斧足支架；20套筒；21叶片；22主铰接轴；23叶片固定件；24本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人,包括连轴架(1)，其特征在于：所述连轴架(1)前侧滑动设置有连接块(2)，连接块(2)在第一驱动机构的驱动下能沿着连轴架(1)的竖直方向来回滑动，连接块(2)底部通过一个过渡件(18)连接有斧足部；斧足部包括斧足支架(19)、套筒(20)、斧足，斧足支架(19)顶部通过第二驱动机构与过渡件(18)相连接，通过第二驱动机构带动斧足支架(19)在水平面内转动；套筒(20)固定在斧足支架(19)底部，且套筒(20)上下贯通，斧足设置在套筒(20)底部，斧足包括沿套筒(20)周向均布的若干块独立的叶片(21)，每块叶片(21)顶端通过各自的主铰接轴(22)铰接在套筒(20)底部，并通过安装在斧足支架(19)底部的第三驱动机构驱动各块叶片(21)绕着各自的主铰接轴(22)同步转动，从而实现各块叶片(21)的张开或闭合，当各块叶片(21)均闭合时，各块叶片(21)共同形成一个外形为倒锥形的倒锥形斧足。2.如权利要求1所述的一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人,其特征在于：所述第二驱动机构包括主舵机(24)，主舵机(24)的壳体固定安装在过渡件(18)底部，主舵机(24)的输出轴竖直向下延伸且与斧足支架(19)固定连接。3.如权利要求1所述的一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人,其特征在于：所述第三驱动机构位于套筒(20)内部，所述第三驱动机构包括从舵机(25)、丝杠(26)、螺母(27)、推拉块(28)，从舵机(25)的壳体固定安装在斧足支架(19)底部，从舵机(25)的输出轴竖直向下延伸且与丝杠(26)固定连接，螺母(27)与丝杠(26)螺纹配合形成丝杠螺母副，推拉块(28)固定在螺母(27)上，推拉块(28)外圆周上沿周向均布有若干推拉连杆(29)，推拉连杆(29)的数量与叶片(21)的数量相等且一一对应，推拉连杆(29)的上下两端分别与推拉块(28)和叶片(21)内侧铰接。4.如权利要求1所述的一种基于长竹蛏运动机理的锚泊机器人,其特征在于：所述连轴架(1)后侧设有左右并排的两根齿轮轴(10)，每根齿轮轴(10)沿竖向延伸，且每根齿轮轴(10)分别转动安装在连轴架(1)上，两根齿轮轴(10)上的齿轮(12)相互啮合，左、右两根齿轮轴(10)上分别固定安装有左外壳(13)、右外壳(14)，左外壳(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐林森，赵秉新，刘磊，刘进福，韩松，孙鹏，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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