一种复合仿生两栖机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，提供一种复合仿生两栖机器人。该机器人包括本体、舵机、多个波动鳍及万向轮；所述本体为轴对称结构，多个所述舵机呈轴对称的分别连接于所述本体两侧，所述万向轮设于所述本体的底部；所述波动鳍包括多个鳍骨、鳍面及蛇形机构，所述鳍骨的首端与所述舵机的舵盘连接，所述鳍骨的缘端与所述蛇形机构连接，多个所述鳍骨的骨体等间距的连接于所述鳍面。本发明专利技术实现了两栖功能及水下翻转功能，且内部应力小、受侧向力小，整体机器人的推进功耗较低，另外系统结构稳定性强，使用寿命长。寿命长。寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种复合仿生两栖机器人


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种复合仿生两栖机器人。

技术介绍

[0002]跨介质两栖机器人是一种融合了陆地机器人和水下航行器特点的无人海洋装备，具有在复杂的水陆环境如沼泽、沿海、岛屿等区域执行任务的能力，在海洋资源勘探、海底管道检修、海洋环境保护、海洋岛屿与暗礁地形观测及海图绘制和军事侦察等领域具有广泛应用。然而大多数的两栖机器人多采用螺旋桨进行推进，其通常具有能源利用率低功耗大、体积和质量大、机动性差、噪声及环境扰动大、对周围生物干扰大的缺点，而且往往需要同时装备多套推进系统，在跨介质作业时进行推进系统切换，这也影响了其运动性能和可靠性。
[0003]自然界中的两栖生物，经过漫长的自然进化，已经具备了极好的环境适应能力和非凡的运动能力。其具有推进效率高、机动性好、噪声低、对环境友好等特点。因此，基于仿生的两栖机器人受到了广泛的关注。其中，仿生技术是基于模仿自然生物外观、运动模式和行为所得出的概念，而一体化推进指的是两栖机器人仅装备一套推进系统就可以实现不同介质下的作业任务。
[0004]基于仿生波动鳍的机器人的典型特征就是结构简单、低功耗、低速高机动性等。波动鳍通常是鱼类典型的推进结构，自然界中并不存在基于波动鳍的两栖机器人，但通过特定的构型设计及材料选择，可以研制出基于波动鳍的两栖仿生机器人，其不仅具备自然界中采用波动鳍推进的鱼类的上述优势，还具有超强的跨介质运动能力。
[0005]在涉及仿生波动鳍两栖的各类机器人中，通过增加波动鳍鳍面的硬度和厚度以使其具有一定的刚度，从而实现两栖功能，但采用直接加厚鳍面或提高鳍面硬度以增大陆地负载，实现两栖功能，会导致更大的内部应力，使得鳍条和电机轴受到很大侧向力，因而整个系统的稳定性降低，易被破坏，寿命减少，同时极大增加了机器人的推进功耗，另外这种采用这种波动鳍的机器人也难以实现路面越障，及水下翻转改变航向，整体的机动性受限。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种复合仿生两栖机器人。本专利技术提供一种复合仿生两栖机器人，包括：本体、舵机、万向轮及多个波动鳍；所述本体为轴对称结构，多个所述舵机呈轴对称的分别连接于所述本体两侧，所述万向轮设于所述本体的底部；
[0007]所述波动鳍包括多个鳍骨、鳍面及蛇形机构，所述鳍骨的首端与所述舵机的舵盘连接，所述鳍骨的缘端与所述蛇形机构连接，多个所述鳍骨的骨体等间距的连接于所述鳍面。
[0008]根据本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，相邻两鳍骨的相位角差值为90
°
。
[0009]根据本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，所述万向轮设置四个，其中两个平行设置于所述本体的前端底部，另外两个设置于所述本体的后端底部。
[0010]根据本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，所述鳍骨包括两个鳍条，所述鳍条为半圆柱结构，所述鳍条的半圆柱结构的弧面与所述鳍面连接。
[0011]根据本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，所述鳍面为硅胶材质，所述蛇形机构为硅胶材质，所述鳍骨为碳纤维材质。
[0012]根据本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，所述蛇形机构和所述鳍面的连接位置设有过渡圆角，所述鳍骨的缘端通过与所述过渡圆角咬合连接于所述蛇形机构。
[0013]根据本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，所述舵机为防水舵机。
[0014]本专利技术提供的一种复合仿生两栖机器人，通过多个鳍骨、鳍面和边缘蛇形机构组成的复合仿生鳍，实现了两栖功能及水下翻转功能，且内部应力小、受侧向力小，整体机器人的推进功耗较低，另外系统结构稳定性强，使用寿命长。
[0015]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人的结构示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人中的波动鳍结构示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人的波动鳍中的鳍骨结构示意图。
[0020]图4是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人t=0时刻陆地行走形态示意图。
[0021]图5是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人t=1/4T时刻陆地行走形态示意图。
[0022]图6是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人越障过程示意图。
[0023]图7是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人水下航行过程示意图。
[0024]图8是本专利技术实施例提供的一种复合仿生两栖机器人水下翻转过程示意图。
[0025]附图标记：1、本体；2、舵机；3、鳍骨；4、鳍面；5、蛇形机构；6、万向轮。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下实施例用于说明本发
明，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0027]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。
[0029]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合仿生两栖机器人，其特征在于，包括：本体、舵机、万向轮及多个波动鳍；所述本体为轴对称结构，多个所述舵机呈轴对称的分别连接于所述本体两侧，所述万向轮设于所述本体的底部；所述波动鳍包括鳍面、蛇形机构及多个鳍骨，所述鳍骨的首端与所述舵机的舵盘连接，所述鳍骨的缘端与所述蛇形机构连接，多个所述鳍骨的骨体等间距的连接于所述鳍面。2.根据权利要求1所述的一种复合仿生两栖机器人，其特征在于，相邻两鳍骨的相位角差值为90
°
。3.根据权利要求1所述的一种复合仿生两栖机器人，其特征在于，所述万向轮设置四个，其中两个平行设置于所述本体的前端底...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓宇，张动，檀盼龙，李寿鹏，徐世晖，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：