一种线控仿生水母的转向机构及仿生水母机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种线控仿生水母的转向机构及仿生水母机器人，仿生水母机器人包括整体呈圆筒状的壳体，壳体的一端为呈半球形的头部，另一端为尾部；壳体内设置有多个缠绕拉绳的线轮和用于驱动线轮转动的舵机，线轮上的拉绳用于连接并驱动仿生水母机器人的伞部打开；其特征在于，转向机构与线轮一一对应设置，包括至少两个沿壳体的径向间隔设置的定滑轮，两个定滑轮之间设置有动滑轮，拉绳依次绕过定滑轮和动滑轮，且定滑轮和动滑轮分别位于拉绳的两侧；壳体内还具有沿轴向设置的直线驱动机构，直线驱动机构的伸缩端连接在动滑轮上。本发明专利技术的转向机构及仿生水母机器人均具有结构设计巧妙，操作简便，易于实现转向等优点。易于实现转向等优点。易于实现转向等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种线控仿生水母的转向机构及仿生水母机器人


[0001]本专利技术涉及水下机器人
，特别的涉及一种线控仿生水母的转向机构及仿生水母机器人。

技术介绍

[0002]随着水下机器人技术的不断发展，水下机器人为海洋生物的研究带来了极大的便利，然而，传统的水下机器人主要采用螺旋桨进行驱动，高速运转的螺旋桨的搅动会对水下生物造成惊扰，影响对水下生物的观测和研究，另外，旋转的螺旋桨还会对水下生物造成物理伤害。
[0003]仿生水母机器人是模拟水母运动方式的仿生机器人，水母是一种无脊椎动物，它的运动主要是依靠径向分布的肌肉纤维收缩和伸长，进而带动柔性外壳的收缩和舒展，水流在壳体内腔的作用下运动，从而驱动了水母前行。水母的柔性外壳不是单纯的径向收缩，其外壳还会根据所需要前行的方向，力度大小调整其形态。调整形态后水母再通过收缩肌肉喷水时，就可以调整其运动前行的方向。
[0004]中国专利文献公开了一种仿生水母机器人，申请公布号为CN114408142A，采用步进电机驱动上移动连接板和下移动连接板的上下移动，分别带动外上推杆和外下推杆来实现泳板的打开和收缩。但该结构中，泳板的长度不变，在打开过程中，随着打开的角度越大，其在前进方向上的投影面积也越大，产生较大的前进阻力，影响水母的行进速度。另外，该结构的所有泳板同步打开或收缩，使得泳板的驱动力均相同，无法实现转向游动。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，操作简便，易于实现转向的转向机构及仿生水母机器人。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种线控仿生水母的转向机构，仿生水母机器人包括整体呈圆筒状的壳体，所述壳体的一端为呈半球形的头部，另一端为尾部；所述壳体内设置有多个缠绕拉绳的线轮和用于驱动所述线轮转动的舵机，所述线轮上的拉绳用于连接并驱动仿生水母机器人的伞部打开；其特征在于，所述转向机构与所述线轮一一对应设置，包括至少两个沿所述壳体的径向间隔设置的定滑轮，两个所述定滑轮之间设置有动滑轮，所述拉绳依次绕过所述定滑轮和动滑轮，且所述定滑轮和动滑轮分别位于所述拉绳的两侧；所述壳体内还具有沿轴向设置的直线驱动机构，所述直线驱动机构的伸缩端连接在所述动滑轮上。
[0007]上述结构中，通过拉绳的拉动可以让仿生水母机器人的伞部打开，一旦撤去拉绳的拉力，伞部的下一个动作就是收缩以驱动机器人前进，通过舵机带动线轮转动放绳时，就可以通过其中一部分直线驱动机构带动动滑轮朝向两个定滑轮的另一侧移动，将原本从线轮上释放的拉绳拉扯至两个定滑轮之间，从而可以让拉绳端部的放绳量减少，使得对应的伞部以相对较慢的速度收拢，减小该伞部的推进力，从而可以让仿生水母机器人实现转向。
[0008]进一步的，所述壳体内具有垂直于轴线设置的第一安装板，所述定滑轮通过支架可转动地安装在所述第一安装板上；所述第一安装板上具有沿所述壳体的轴向贯穿设置的多边形导向孔，并可轴向移动地配合有导向杆，所述动滑轮可转动地安装在所述导向杆的端部，所述直线驱动机构的伸缩端与所述导向杆相连。
[0009]进一步的，所述壳体内具有与所述第一安装板平行设置的第二安装板，所述第二安装板连接在所述直线驱动机构的伸缩端上；所述导向杆靠近端部的位置具有沿所述壳体的径向贯通设置的安装槽，所述动滑轮可转动地安装在所述安装槽内；所述导向杆的端部与所述第二安装板之间设置有可电控分离的连接组件，所述连接组件沿所述第二安装板的周向均布设置有多个。
[0010]这样，通过连接组件与第二安装板的连接，就可以通过一个直线驱动机构，就能够实现对所有动滑轮的控制，从而让整个转向机构的结构简单。
[0011]进一步的，所述连接组件包括设置在所述第二安装板上的电磁铁和可被磁铁吸合的引磁块，所述引磁块设置在所述导向杆上。
[0012]这样，通过电磁铁与引磁块之间的磁力就可以实现导向杆和第二安装板之间的连接，结构简单。
[0013]进一步的，所述第二安装板为圆形，并与所述壳体同轴设置；多个所述导向杆的内切圆直径与所述第二安装板的直径相匹配；所述第二安装板的外圆面上具有沿径向设置的安装孔，所述电磁铁埋设在所述安装孔内，并与所述安装孔外端的距离大于5mm；所述导向杆上具有与所述安装孔正对设置的滑孔，所述引磁块呈条状，并可滑动地安装在所述滑孔内。
[0014]这样，由于电磁铁距离安装孔的外端有2～5mm，一旦引磁块被电磁铁吸合，引磁块的端部就会滑入安装孔内，在第二安装板沿轴向移动时，引磁块就会挂在第二安装板上，从而避免带动导向杆移动过程中发生脱落，从而保证控制的可靠性。
[0015]进一步的，所述引磁块的两端均具有沿垂直于轴线突出设置的凸缘，所述引磁块背离所述第二安装板一侧的凸缘与所述导向杆之间设置有复位弹簧。
[0016]这样，一旦电磁铁的磁力消失后，引磁块在复位弹簧的作用下就会缩回，从而断开导向杆与第二安装板的连接。
[0017]进一步的，所述直线驱动机构为电动推杆。
[0018]一种仿生水母机器人，其特征在于，包括如上所述的线控仿生水母的转向机构。
[0019]综上所述，本专利技术的转向机构及仿生水母机器人均具有结构设计巧妙，操作简便，易于实现转向等优点。
附图说明
[0020]图1为仿生水母机器人的整体结构示意图。
[0021]图2为图1的剖视结构示意图。
[0022]图3为第二导向轮的另一种实施方式示意图。
[0023]图4为图1中线轮出线部分的结构示意图。
[0024]图5为图1中连接组件部分的结构示意图。
实施方式
[0025]下面结合一种采用本专利技术结构的仿生水母机器人对本专利技术作进一步的详细说明。
[0026]具体实施时：如图1和图2所示，一种仿生水母机器人，包括整体呈圆筒状的壳体11，所述壳体11的一端为呈半球形的头部，另一端为尾部；所述壳体11外侧的中部铰接有可沿所述壳体11的径向转动的第一摆臂12，所述第一摆臂12的另一端朝向所述壳体11的尾部倾斜设置；本实施例中，所述第一摆臂12沿所述壳体11的周向均布设置有四个，每个所述第一摆臂12朝向所述壳体11尾部的一端均铰接有可沿所述壳体11的径向朝内转动的第二摆臂13，所述第一摆臂12和第二摆臂13之间还设置有第一限位机构，使所述第一摆臂12和第二摆臂13之间的夹角小于或等于180
°
。
[0027]所述壳体11的外圆面上还具有沿径向延伸设置的支撑柱，所述支撑柱与所述第一摆臂12一一对应设置，并位于对应的所述第一摆臂12朝向所述壳体11头部的一侧，所述支撑柱的端部可转动地设置有第一导向轮14。
[0028]所述壳体11内设置有缠绕拉绳的线轮18和用于驱动所述线轮18转动的舵机15，所述线轮18上的拉绳穿过所述壳体11并绕过所述第一导向轮14连接至所述第一摆臂12，使所述拉绳可沿所述壳体11的径向向外拉开所述第一摆臂12；所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线控仿生水母的转向机构，仿生水母机器人包括整体呈圆筒状的壳体（11），所述壳体（11）的一端为呈半球形的头部，另一端为尾部；所述壳体（11）内设置有多个缠绕拉绳的线轮和用于驱动所述线轮转动的舵机（15），所述线轮上的拉绳用于连接并驱动仿生水母机器人的伞部打开；其特征在于，所述转向机构与所述线轮一一对应设置，包括至少两个沿所述壳体（11）的径向间隔设置的定滑轮（21），两个所述定滑轮（21）之间设置有动滑轮（22），所述拉绳依次绕过所述定滑轮（21）和动滑轮（22），且所述定滑轮（21）和动滑轮（22）分别位于所述拉绳的两侧；所述壳体（1）内还具有沿轴向设置的直线驱动机构，所述直线驱动机构（23）的伸缩端连接在所述动滑轮（22）上。2.如权利要求1所述的线控仿生水母的转向机构，其特征在于，所述壳体（11）内具有垂直于轴线设置的第一安装板，所述定滑轮通过支架可转动地安装在所述第一安装板上；所述第一安装板上具有沿所述壳体（11）的轴向贯穿设置的多边形导向孔，并可轴向移动地配合有导向杆（23），所述动滑轮（22）可转动地安装在所述导向杆（23）的端部，所述直线驱动机构的伸缩端与所述导向杆（23）相连。3.如权利要求2所述的线控仿生水母的转向机构，其特征在于，所述壳体（11）内具有与所述第一安装板平行设置的第二安装板，所述第二安装板连接在所述直线驱动机构的伸缩端上；所述导向杆（23）靠近端部的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鹍，丁军，陈治宇，路世青，王路生，黄霞，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：