一种水陆两栖机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种仿生机器人。目的是提供一种仿蝾螈水陆两栖机器人，该机器人应具有结构简单、可进行水陆运动、仿生效果好的特点。技术方案是一种水陆两栖机器人；其特征在于：所述躯体框架内设置着带有气囊的浮沉调节机构；每条腿均包括组合形成的大腿与小腿；所述尾部机构包括由尾舵机驱动的尾巴。尾部机构包括由尾舵机驱动的尾巴。尾部机构包括由尾舵机驱动的尾巴。

【技术实现步骤摘要】
一种水陆两栖机器人


[0001]本技术涉及一种仿生机器人，具体是仿蝾螈水陆两栖机器人。

技术介绍

[0002]目前国内外对于水陆两栖机器人的研究尚处于起步阶段,与其它类型的机器人相比,水陆两栖机器人的研究成果相对匮乏。瑞士洛桑理工学院于2015年公布的最新一代蝾螈两栖机器人Pleurobot可以适应复杂环境，但水陆运动性能并不优越；CN115107899A公开了一种两栖双步态仿生蝾螈机器人，能够进行高度拟真的脊部水平摆动及四肢运动，并利用欠驱动机构对垂直自由度进行柔性控制，以实现对非平坦地面的适应及翻倒恢复等功能。然而该机器人未能有效地控制在水中的浮力，因而尚不能在水中进行自由游动。因此,设计一款性能良好的水陆两栖机器人具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本技术的目的克服上述
技术介绍
的不足，提供一种仿蝾螈水陆两栖机器人，该机器人应具有结构简单、可进行水陆运动、仿生效果好的特点。
[0004]本技术的技术方案是：
[0005]一种水陆两栖机器人，包括带有头部的躯体框架、安装在躯体框架前后两侧且带有四条腿的四足机构以及安装在躯体框架后端的尾部机构；其特征在于：所述躯体框架内设置着带有气囊的浮沉调节机构；每条腿均包括组合形成的大腿与小腿；所述尾部机构包括由尾舵机驱动的尾巴。
[0006]所述躯体框架内腔的前后方向依次布置着配有电机的电机室、气舱和安装有气囊的气囊室。
[0007]所述气舱设置在躯体框架的内腔中部，活塞可前后滑动地布置在气舱内；三轴活塞的三根滑动轴的左端通过一拉板与电机驱动的丝杠连接，而三根滑动轴的右端从气舱前端伸入气舱内且与所述活塞连接；气舱后端的挡板上开设有一充气口，所述气囊的开口沿着充气口边沿布置并且密封连接。
[0008]每条腿包括连接在躯体框架上且固定着上舵机和下舵机的舵机座、一端与上舵机转轴固定而另一端与小腿铰接的大腿、可摆动地定位在上舵机转轴部位且由下舵机通过连杆驱动的环形连杆、两端分别与环形连杆以及小腿的顶端铰接从而带动小腿的拉杆。
[0009]所述尾巴包含有若干个椭圆形的尾关节、拉绳、弹簧以及尾尖；尾关节中间部位设有弹簧通孔和对称于弹簧通孔布置的两个拉绳通孔，弹簧依次穿过各个尾关节的弹簧通孔后与尾尖连接，两条拉绳依次穿过各个尾关节的拉绳通孔后固定在最后一个尾关节上。
[0010]所述尾舵机通过螺栓固定在尾舵机壳内，舵机双摆臂固定在尾舵机转轴上，两条拉绳在舵机双摆臂上的两个限位孔分别打结固定，尾舵机壳固定在躯体框架的尾端。
[0011]本技术的有益效果是：
[0012]1)该机器人通过模仿水下生物游动动作，亲近自然，且整体外形为流线型，可有效
地降低游动阻力。
[0013]2)所设计的浮沉调节机构，通过改变气囊内的体积来改变浮力的方法，机构简单、工作稳定且可以有效控制机器人的浮沉。
[0014]3)四足机构舵机的安装方式简单，腿部结构紧凑，转动惯量低；采用四连杆机构，有利于机器人腿部结构的控制，也能有效改善腿部结构在运动过程中的稳定性。
[0015]4)尾部所采用的绳驱动，机构稳定牢固，可有效地将尾舵机摆动的频率和角度分别精确转化给尾巴摆动的频率和角度，具有前进动力大、仿生性能强和保护生态的特点。
[0016]5)结构简单，可基本适用于全地形环境；融合水路两套运动系统的机械结构，功能全面能面对更复杂的作业情况，达到单一运动系统达不到的效果。
附图说明
[0017]图1是本技术实施例的立体结构图。
[0018]图2是本技术实施例中身体浮沉调节机构的立体结构示意图。
[0019]图3是图2的剖视结构示意图(移走了躯体框架的前挡板和气舱的前挡板)。
[0020]图4是图2的内部结构示意图(移走了外部的躯体框架)。
[0021]图5是本技术实施例中单条腿的爆炸图之一。
[0022]图6是本技术实施例中单条腿的爆炸图之一。
[0023]图7是本技术实施例中尾部机构的立体结构示意图。
[0024]图8是图5中环形连杆的立体结构示意图。
[0025]图9是图7中尾舵机壳的剖视结构示意图。
[0026]图10是图7中尾尖的剖视结构示意图。
[0027]图11是图7中尾关节的主视结构示意图。
[0028]图中标号：1、电机，2、拉板，3、联轴器，4、丝杠，5、气舱，6、气囊，7、三轴活塞，8、活塞，9、充气口，10、躯体框架，10.1、滤网，11、环形连杆，12、连杆，13、下舵机，13.1、下舵机摆臂，14、上舵机，15.1、大腿外片，15.2、大腿内片，16、小腿，17、拉杆，18、舵机盖，18.1、凸台，19、套筒，20、固定环，21、活动环，22、舵机座，23、尾关节，24、拉绳，25、弹簧，26、尾尖，27、尾舵机壳，28、尾舵机，28.1、舵机双摆臂，28.11、限位孔，29、弯钩。
具体实施方式
[0029]以下结合附图说明对本技术进一步说明。
[0030]如图1所示，本技术的整体结构呈流线型，包括长条形状并且四周采用隔板形成内腔的躯体框架10、安装在躯体框架内的浮沉调节机构、安装在躯体框架前后两端的四足机构和安装在躯体框架尾端的尾部机构；躯体框架的前端为头部。躯体框架内腔的前后方向依次布置着电机室、气舱和气囊室。
[0031]浮沉调节机构包括安装在躯体框架10内的电机1、联轴器3、丝杠4、气舱5、气囊6、三轴活塞7。电机、丝杠、三轴活塞以及气囊一字形排列并且安装定位在躯体框架的内腔中，并且长度方向平行于躯体框架的长度方向。
[0032]气舱位于躯体框架的内腔中部，一个与气舱横截面相适合的板状活塞8布置在气舱内并且可沿着气舱内壁前后滑动；三轴活塞的三根滑动轴的左端共同与一拉板2(拉板上
制作有丝杠螺母)固定，而三根滑动轴的右端穿过气舱前端的挡板上的三个配合孔后伸入气舱内，再与该活塞8连接；气舱后端的挡板开设有一充气口9，气囊设置在气囊室中，气囊的开口沿着所述充气口密封固定(优选通过热熔胶密封固定)。电机室中，电机1被电机外壳包覆密封并且通过螺栓固定在躯体框架的前端挡板内壁上；电机轴通过联轴器与丝杠4的左端连接固定，丝杠的右端与三轴活塞7拉板上的丝杠螺母螺纹配合。工作时，电机2通过联轴器带动丝杠4旋转，并通过丝杠螺母将旋转运动转化为直线位移，使三轴活塞7的活塞8进行推拉运动，导致气舱内的气体通过充气口进出，使得连接充气口的气囊6体积增大或减小(气囊室内相应进行排水与进水)，进而导致气囊室浮力增大或减小。为提高进排水效率，气囊6的下部打通并加设滤网10，防止杂物进入气囊室内。
[0033]四足机构由四条腿构成，并且分别通过舵机座安装在躯体框架上(躯体框架的肩部和腿根部各安装两条腿)。
[0034]每条腿的结构是：带有舵机盖的舵机座22固定在躯体框架上，舵机座的右上部位固定着上舵机14而左下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水陆两栖机器人，包括带有头部的躯体框架(10)、安装在躯体框架前后两侧且带有四条腿的四足机构以及安装在躯体框架后端的尾部机构；其特征在于：所述躯体框架内设置着带有气囊(6)的浮沉调节机构；每条腿均包括由舵机驱动的大腿与小腿；所述尾部机构包括由尾舵机(28)驱动的尾巴。2.根据权利要求1所述的水陆两栖机器人，其特征在于：所述躯体框架内腔的前后方向依次布置着配有电机的电机室、气舱(5)和安装有气囊的气囊室。3.根据权利要求2所述的水陆两栖机器人，其特征在于：所述气舱设置在躯体框架的内腔中部，活塞(8)可前后滑动地布置在气舱内；三轴活塞(7)的三根滑动轴的左端通过一拉板（2）与电机驱动的丝杠(4)连接，而三根滑动轴的右端从气舱前端伸入气舱内且与所述活塞连接；气舱后端的挡板上开设有一充气口(9)，所述气囊的开口沿着充气口边沿布置并且密封连接。4.根据权利要求3所述的水陆两栖机器人，其特征在于：每条腿包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢明，吴政睿，陈刚，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：