一种可多自由度控制的仿生水母机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可多自由度控制的仿生水母，属于水下仿生机器人领域

【技术实现步骤摘要】
一种可多自由度控制的仿生水母机器人


[0001]本专利技术涉及仿生学和机械结构领域，具体是一种可在水下实现多自由度控制的多连杆机构机械驱动的仿生水母机器人
。

技术介绍

[0002]在过去几十年里，仿生学作为一门跨学科领域，不断发展壮大
。
其核心思想是通过模仿生物体的结构和功能，将生物学原理应用于工程设计中
。
在仿生学的研究中，水生动物如水母
、
鱼类等成为了关注的焦点，这些生物在水中的运动机制
、
生理特性以及生态适应性激发了人们的创新思维
。
[0003]水下机器人技术作为一项重要的
，取得了显著的进展
。
它在海洋探测
、
水下工程
、
水产养殖等领域发挥着重要作用
。
不同驱动方式如液压
、
电机等的应用，为仿生水母机器人的实现提供了多种可能性
。
[0004]目前以水母为原型的仿生研究主要集中在单一的驱动模式
。
这些仿生机器水母存在诸多问题
,
比如重心较高稳定性较差
,
转向困难，运动速度较慢发生紧急情况时没有应急的能力等
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是设计一种多自由度控制的仿生水母机器人，其特征在于通过多个舵机分别控制多个往复机构，可以通过控制触手不同摆幅来实现仿生水母在水中不同方向的运动，且不需要重心调节机构，控制方法简单
。
为了达到上述目的，本专利技术所采用如下技术方案：
[0006]一种可多自由度控制的仿生水母机器人，包括头部组件
、
推进机构
、
驱动机构和底座
。
所述头部组件包括外壳
、
电机
、
电机固定架和螺旋桨，所述推进机构包括第一连杆
、
第二连杆和摆臂，所述驱动机构包括舱体外壳
、
防水舵机和往复机构
。
推进机构呈中心对称分布在头部组件周围
。
所述摆臂通过第一连杆和第二连杆与上下导轨滑块固定连接，所述驱动机构中的往复机构将电机的旋转运动转换为导轨滑块的上下往复运动，带动摆臂实现往复摆动
。
[0007]所述电机固定架通过螺栓直接固定在外壳内部，且电机固定架中心线与外壳中轴线共线；电机直接固定在电机固定架中心；螺旋桨与电机转轴连接；所述头部外壳设有通孔，可让水流通过，使螺旋桨正常运转，为仿生水母提供辅助推进力
。
[0008]所述摆臂通过公接头呈中心对称固定在颈环周围的母接头上，颈环上下两端均可固定公接头，用于调整摆臂的摆幅；所述2根第一连杆和第二连杆使用销轴连接成一个整体，将导轨滑块的上下往复运动转换为摆臂的往复摆动，为水母运动提供推动力
。
[0009]所述往复机构包括驱动装置固定架
、
轴承
、
转盘
、
转轴
、
调节轴；所述固定架设有导向槽，槽内安装可转动的轴承，使用调节轴连接转轴和轴承
。
其中可以改变调节轴到转盘中心的距离，使固定架的上下运动幅度改变，进而改变摆臂的摆幅
。
[0010]所述转轴将电机的转动传递给轴承，使所述驱动装置固定架带动导轨滑块相对导轨上下往复运动
。
[0011]所述底座内部分为两层，可分别放置控制模块和动力模块，所述控制模块包括控制板及信号接收器；所述底座顶端采用挤压式密封
。
[0012]本专利技术的有益效果在于：
[0013]1.
该仿生水母采用对连杆机构和往复机构，传动流畅，且不会发生干涉
。
可以通过对触手摆幅和摆动频率的控制实现仿生水母各个方向的运动，不需要进行重心调节
。
[0014]2.
头部组件装有螺旋桨模块可以为仿生水母提供辅助的推进力，可用于应急加速
。
附图说明
[0015]图1是仿生水母机器人的整体结构示意图，其中，1为头部组件
、2
为颈环
、3
为推进机构
、4
为驱动机构
、5
为导轨滑块
、6
为底座
。
[0016]图2是头部组件的结构示意图，其中
11
为外壳
、12
为通孔
、13
为螺纹孔
、14
为电机固定架
、15
固定柱
、16
为螺纹孔
、17
为螺旋桨
、18
为电机
、19
为进水孔
、20
为出水孔
。
[0017]图3是颈环结构示意图，其中
21
为母接头
、22
为螺纹孔
、23
为圆柱销
、24
为安装凸槽
、25
为定位螺栓
。
[0018]图4是推进机构示意图，其中
31
为公接头
、32
为第一连杆
、33
为销轴
、34
为第二连杆
、35
为沉头槽销
、36
为摆臂
。
[0019]图5是驱动机构示意图，其中
41
为舱体外壳
、42
为防水舵机
、43
为往复机构
、44
为螺纹孔
、45
为基座
、46
为螺纹孔
。
[0020]图6是往复机构具体结构示意图，其中
431
为驱动装置固定架
、432
为轴承
、433
为转盘
、434
为转轴
、435
为调节轴
。
[0021]图7是导轨滑块结构示意图，其中
51
为螺纹孔
、52
为定位槽
、53
为通孔
。
[0022]图8是底座结构示意图，其中
61
为封盖
、62
为隔断层
、63
为基底
、64
为螺纹孔
、65
为通孔
。
具体实施方式
[0023]如图1所示，一种可多自由度控制的仿生水母机器人，其特征在于：包括头部组件
1、
颈环
2、
推进机构
3、
驱动机构4和底座
6。
所述头部组件包括外壳
11、
电机固定架
14、
螺旋桨
17
和电机
18
，所述推进机构包括公接头
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可多自由度控制的仿生水母机器人，其特征在于：包括头部组件
1、
颈环
2、
推进机构
3、
驱动机构
4、
底座6和固定杆
7。
所述头部组件包括外壳
11、
电机固定架
14、
螺旋桨
17
和电机
18
，所述推进机构包括第一连杆
32、
第二连杆
34、
摆臂
36
，所述驱动机构包括舱体外壳
41、
防水舵机
42、
往复机构
43
；8组推进机构呈中心对称分布在头部组件1周围；所述摆臂
36
通过第一连杆
32
和第二连杆
34
与上下导轨滑块5固定连接，所述驱动机构4中的往复机构
43
将电机
42
的旋转运动转换为导轨滑块5的上下往复运动，带动摆臂
36
实现往复摆动
。2.
根据权利要求1所述的一种可多自由度控制的仿生水母机器人，其特征在于，所述电机固定架
14
通过螺栓直接固定在外壳
11
内部，且电机固定架
14
中心线与外壳
11
中轴线共线；电机
18
直接固定在电机固定架
14
中心；螺旋桨
17
与电机
18
转轴连接；所述头部外壳
11
设有通孔，可让水流通过，使螺旋桨
14
正常运转，为仿生水母提供辅助推进力
。3.
根据权利要求1所述的一种可多自由度控制的仿生水母机器人，其特征在于，所述摆臂通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：许吉禅，朱孟双，宋具宝，李嘉源，阮大志，杨孝筱，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：