一种水下运动机构及水下机器人制造技术

本申请提供了一种水下运动机构及水下机器人，水下机器人包括水下运动机构，水下运动机构包括第一驱动件、线绳及至少一个蹼组件；线绳连接于第一驱动件与蹼组件之间，线绳用于在第一驱动件的驱动下，带动蹼组件展开以增加蹼组件在水中的受力面积或者带动蹼组件收拢以减少蹼组件在水中的受力面积。本申请的水下机器人，可以将第一驱动件安装在于蹼组件相间隔的位置，减小了蹼组件惯量，提高了蹼组件的往复摆动的控制精度。往复摆动的控制精度。往复摆动的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种水下运动机构及水下机器人


[0001]本申请涉及水下设备
，特别涉及一种水下运动机构及水下机器人。

技术介绍

[0002]占据地球71％面积的海洋，里面拥有着丰富的资源，例如石油、铁等。随着科学技术的不断发展，我国在海洋科学研究方面得到快速的发展，越来越多的海洋资源被发现开采。水下机器人是海洋资源开采的重要设备之一，也随之得到了快速发展。
[0003]目前，常见的水下机器人一般通过以下方式提供动力：1、采用推进器提供动力；2、采用仿生学，模仿鱼类等水生动物的蹼翼摆动提供动力。其中，推进器提供动力，动力充足，但是控制精度较低，能耗大，姿态不易控制；而采用蹼翼摆动提供动力，在摆动回程时，会承受较大的阻力。对此，出现了一种水下机器人的尾部结构，该尾部结构能够在水中阻力较大时减小面积，并在水中阻力较小时增大面积，从而提高了尾部结构在水中的游动速率。但是，此种尾部结构需要提供用于驱动尾部结构增大面积及减小面积的驱动机构，驱动机构的增加，增大了尾部结构的重力，增大了尾部结构的惯量及体积，进而增加了整个水下机器人的阻力及控制难度。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种水下运动机构及水下机器人，以解决现有技术中存在的水下机器人的尾部结构的惯量及体积大导致增加了水下机器人的阻力及控制难度的技术问题。
[0005]为解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供的技术方案为：一种水下运动机构，包括第一驱动件、线绳及至少一个蹼组件；线绳连接于第一驱动件与蹼组件之间，线绳用于在第一驱动件的驱动下，带动蹼组件展开以增加蹼组件在水中的受力面积或者带动蹼组件收拢以减少蹼组件在水中的受力面积。
[0006]在一种可能的设计中，所述线绳一端与所述第一驱动件的输出端连接，所述线绳的另一端与所述蹼组件的输入端连接；所述水下运动机构还包括复位件，所述复位件一端固定，所述复位件另一端与所述蹼组件的输入端连接；
[0007]所述第一驱动件用于拉紧所述线绳以带动所述蹼组件的输入端移动并展开所述蹼组件；所述复位件用于在所述第一驱动件放松所述线绳时带动所述蹼组件的输入端复位并拉拢所述蹼组件；和/或，
[0008]所述第一驱动件用于向所述线绳提供大于所述复位件弹性力的拉力以使所述蹼组件的输入端移动并展开所述蹼组件；所述复位件用于在所述第一驱动件提供的拉力小于所述复位件的弹性力时带动所述蹼组件的输入端复位并拉拢所述蹼组件。
[0009]在一种可能的设计中，所述蹼组件包括：
[0010]固定杆；
[0011]至少两根活动杆，至少两根所述活动杆分别对称设于所述固定杆的相对两侧；
[0012]蹼片，分别固定于所述固定杆及至少两根活动杆上；
[0013]至少两个连杆结构，每根所述活动杆与所述固定杆之间均连接有所述连杆结构；所述连杆结构的输入端与所述线绳的另一端连接，所述连杆结构的输入端与所述复位件的另一端连接。
[0014]在一种可能的设计中，所述活动杆朝向所述第一驱动件的一端与所述固定杆朝向第一驱动件的一端铰接；所述活动杆能够在所述连杆结构的带动下相对所述固定杆转动，以带动所述蹼片展开或折叠。
[0015]在一种可能的设计中，所述连杆结构包括滑块及第一连杆，所述线绳及所述复位件均与所述滑块连接，所述滑块滑动设于所述固定杆上，所述第一连杆一端与所述滑块铰接，所述第一连杆另一端与对应的所述活动杆铰接。
[0016]在一种可能的设计中，所述固定杆上设有导向部，所述滑块通过所述导向部滑动设于所述固定杆上。
[0017]在一种可能的设计中，至少相对所述固定杆对称设置的两个所述活动杆对应的所述连杆结构共用一个所述滑块。
[0018]在一种可能的设计中，所述复位件为压缩弹簧，所述水下运动机构还包括导向杆及固定块，所述固定块安装于所述固定杆上并与所述滑块间隔设置，所述导向杆一端与所述固定块连接，所述滑块滑动套设有所述导向杆上，所述复位件套设于所述导向杆上并抵接于所述固定块与所述滑块之间。
[0019]在一种可能的设计中，所述蹼组件对应每根所述活动杆还设置有辅助杆，所述辅助杆与所述第一连杆分别设于所述活动杆的相对两侧，所述辅助杆一端与所述固定杆铰接，所述辅助杆另一端滑动设于所述活动杆上。
[0020]在一种可能的设计中，所述蹼片上形成有多个固定孔，所述固定杆及至少两个所述活动杆分别与各所述固定孔一一对应插接配合。
[0021]在一个可能的设计中，所述蹼片采用柔性并可折叠的材料制成，所述蹼片上设有多个折痕，所述蹼片能够沿着各所述折痕折叠。
[0022]在一个可能的设计中，所述蹼组件的输入端设有用于固定所述线绳另一端的固定件；
[0023]所述第一驱动件与所述固定件之间设有至少一个用于对所述线绳进行限位的限位件；和/或，
[0024]所述第一驱动件与所述固定件之间设有至少一个用于对所述线绳进行导向的导向轮。
[0025]在一种可能的设计中，所述水下运动机构还包括第二驱动件及连接件，所述第二驱动件用于输出旋转运动，所述连接件连接于所述第二驱动件的输出端与所述蹼组件之间，所述第二驱动件用于驱动所述蹼组件往复摆动；
[0026]其中，所述蹼组件的摆动方向、所述蹼组件的展开方向及所述蹼组件的前进方向两两相互垂直。
[0027]根据本申请实施例提供的水下运动机构，其通过柔性的线绳来实现第一驱动件对蹼组件的控制，使得第一驱动件可以安装在距离蹼组件较远的位置，从而使得在控制蹼组件往复摆动时，不需要克服第一驱动件的重力惯量，减小了蹼组件惯量，提高了蹼组件的往复摆动的控制精度。同时，通过第一驱动件及线绳带动蹼组件展开以增加蹼组件在水中的
受力面积或者带动蹼组件收拢以减少蹼组件在水中的受力面积，使得能够在蹼组件的一个摆动周期中通过对蹼组件面积的主动调节，使得蹼组件在游动过程中具有较大角度的张合功能，从而提高了水下机器人整体的游动速率。
[0028]另一方面，本申请还提供了一种水下机器人，包括上述水下运动机构。
[0029]本申请实施例提供的水下机器人，通过上述水下运动机构的设置，使得该水下机器人的运动惯量减少了，提高了水下机器人的运动控制精度，且提高了水下机器人整体的游动速率。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本申请实施例提供的水下运动机构的立体示意图；
[0032]图2是本申请实施例提供的水下运动机构的去掉线绳后的立体示意图；
[0033]图3是图2中水下运动机构的分解示意图；
[0034]图4是图2中水下运动机构的一个侧面示意图；
[0035]图5是图2中水下运动机构的另一个侧面示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下运动机构，其特征在于，所述水下运动机构包括第一驱动件、线绳及至少一个蹼组件；所述线绳连接于所述第一驱动件与所述蹼组件之间，所述线绳用于在所述第一驱动件的驱动下，带动所述蹼组件展开以增加所述蹼组件在水中的受力面积或者带动所述蹼组件收拢以减少所述蹼组件在水中的受力面积。2.根据权利要求1所述的水下运动机构，其特征在于，所述线绳一端与所述第一驱动件的输出端连接，所述线绳的另一端与所述蹼组件的输入端连接；所述水下运动机构还包括复位件，所述复位件一端固定，所述复位件另一端与所述蹼组件的输入端连接；所述第一驱动件用于拉紧所述线绳以带动所述蹼组件的输入端移动并展开所述蹼组件；所述复位件用于在所述第一驱动件放松所述线绳时带动所述蹼组件的输入端复位并拉拢所述蹼组件；和/或，所述第一驱动件用于向所述线绳提供大于所述复位件弹性力的拉力以使所述蹼组件的输入端移动并展开所述蹼组件；所述复位件用于在所述第一驱动件提供的拉力小于所述复位件的弹性力时带动所述蹼组件的输入端复位并拉拢所述蹼组件。3.根据权利要求2所述的水下运动机构，其特征在于，所述蹼组件包括：固定杆；至少两根活动杆，至少两根所述活动杆分别对称设于所述固定杆的相对两侧；蹼片，分别固定于所述固定杆及至少两根活动杆上；至少两个连杆结构，每根所述活动杆与所述固定杆之间均连接有所述连杆结构；所述连杆结构的输入端与所述线绳的另一端连接，所述连杆结构的输入端与所述复位件的另一端连接。4.根据权利要求3所述的水下运动机构，其特征在于，所述活动杆朝向所述第一驱动件的一端与所述固定杆朝向第一驱动件的一端铰接；所述活动杆能够在所述连杆结构的带动下相对所述固定杆转动，以带动所述蹼片展开或折叠。5.根据权利要求3所述的水下运动机构，其特征在于，所述连杆结构包括滑块及第一连杆，所述线绳及所述复位件均与所述滑块连接，所述滑块滑动设于所述固定杆上，所述第一连杆一端与所述滑块铰接，所述第一连杆另一端与对应的所述活动杆铰接。6.根据权利要求5所述的水下运动机构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐耀辉，李翰林，何凯，左启阳，方海涛，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：