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一种水母仿生机器人制造技术

技术编号:40677677 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-18 19:16
本发明专利技术涉及一种水母仿生机器人,包括伞体,所述伞体中安装有驱动装置,所述驱动装置包括进水口、出水口、橡胶囊和水流泵,所述水流泵安装在伞体中间,进水口设置在水流泵顶端,出水口设置在水流泵底端,所述橡胶囊连接在水流泵顶端外侧,所述伞体下侧安装有第一仿生装置,所述第一仿生装置包括触手、安装板、安装仓、第一连杆、第二连杆、双向气缸和活塞杆,触手可活动安装在伞体下方,安装仓可拆卸安装在壳体下方,双向气缸安装在安装仓内,活塞杆一端与双向气缸输出端连接,活塞杆另一端与安装板连接,所述第一连杆可活动安装在安装板上,上下两侧的第一连杆通过第二连杆与触手进行可活动连接,所述伞体内部安装有第二仿生装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿生机器人,具体涉及一种水母仿生机器人


技术介绍

1、陆地机器人和航空无人机技术在过去几年取得了显著进展,但相比之下,海洋探索仍然滞后,目前,海洋探索中常用的水下机器人大多采用螺旋桨驱动方式,然而这种方式存在着噪音大、隐蔽性差等问题,因此具有一定的局限性。

2、仿生水母可以在环境复杂的水域进行作业并且还具有很大的腔内空间可以用于放置仪器设备,在海洋生物考察、海洋救援、海洋资源勘探等场景下扮演着重要的角色,忽略了触手部分的仿生,导致了仿生效果不够形象,从而使得水母仿生机器人的隐蔽性较差,导致在考察数据时容易对海洋生物造成惊扰,从而无法记录完整的数据。

3、水母是海洋中一种具有独特运动方式和优秀适应性的生物,许多研究人员将其视为理想的仿生模型,并尝试将其特点应用于机器人领域,然而常见的水母仿生机器人都是通过在伞体中安装传动部件为机器人提供动力,确忽略了对水母的仿生,并没有实现很好的仿生效果,导致隐蔽性较差,不能很好的为科研工作提供完整的数据。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本专利技术提供了一种水母仿生机器人。

2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种水母仿生机器人,包括伞体,所述伞体中安装有驱动装置,所述驱动装置包括进水口、出水口、橡胶囊和水流泵,所述水流泵安装在伞体中间,所述进水口设置在水流泵顶端,并穿过伞体顶端,所述出水口设置在水流泵底端,并穿过伞体底端,所述橡胶囊连接在水流泵顶端外侧,所述伞体下侧安装有第一仿生装置,所述第一仿生装置包括触手、安装板、安装仓、第一连杆、第二连杆、双向气缸和活塞杆,所述触手可活动安装在伞体下方,所述安装仓可拆卸安装在壳体下方,所述双向气缸安装在安装仓内,所述活塞杆一端与双向气缸输出端连接,所述活塞杆另一端与安装板连接,所述第一连杆可活动安装在安装板上,上下两侧的第一连杆通过第二连杆与触手进行可活动连接,所述伞体内部安装有第二仿生装置,所述伞体与触手均为拥有弹性与韧性的可形变材料制作,且伞体为透明材质制作。

3、优选的是,所述第二仿生装置包括电机、第一驱动轮、第二驱动轮、曲柄和驱动杆,所述第一驱动轮安装在电机一侧,多个所述第二驱动轮分别安装在电机输出端和曲柄下方,所述曲柄底端设置的第二驱动轮与第一驱动轮内侧相啮合,所述电机输出端设置的第二驱动轮与第一驱动轮外侧相啮合,多个所述驱动杆可活动安装在曲柄内,所述曲柄外侧设置有限位组件,第二仿生装置的设置大大提升了伞体部分的仿生效果,从而提升仿生水母的隐蔽性。

4、在进一步中优选的是,所述所述限位组件包括限位块和限位架,所述限位块安装在驱动杆下方,所述限位块可活动安装在限位架内部,限位组件的设置保证驱动杆可以按照预设轨迹移动,防止其脱离预设轨道。

5、在进一步中优选的是,所述伞体内设有摄像机,所述摄像机通过螺栓可拆卸安装在伞体内部,摄像机可以将海洋生物的数据录制下来,为科研事业提供助力。

6、在进一步中优选的是,所述摄像机一侧设有照明灯,所述照明灯通过螺栓可拆卸安装在伞体内部,照明灯可以照亮海洋深处比较暗的地方,使得摄像头可以进行更加清晰完整的录制。

7、在进一步中优选的是,所述伞体内设有防护板,所述防护板围设在第一驱动轮内侧,防护板的设置可以防止海水进入到伞体内,并防止了伞体内各部件受到海水的侵蚀。

8、在进一步中优选的是,所述伞体外侧、触手表面和安装仓的外侧均涂设有防腐涂层,防腐涂层可以防止伞体外侧、触手表面和安装仓的外侧受到海水的侵蚀,有效延长了仿生水母的使用寿命。

9、在进一步中优选的是,所述防腐涂层包括以下组分:树脂54.5-68.1%、固化剂9.5-14.8%、自制钛钼合金纳米粉10-15%、自制改性耐磨抗摩填料10-15%和助剂0.8%;所述百分数为质量百分数。

10、在进一步中优选的是,所述自制钛钼合金纳米粉包括:含钛粗粉50-55%、含钼粗粉37-42%、分散剂3%和键合剂5%。

11、与现有技术相比,本专利技术提供了一种水母仿生机器人,具备以下有益效果:

12、通过进水口、出水口和水流泵的设置,克服了传统水下探索机械使用螺旋桨驱动噪声大的缺点,外观仿生水母,减小了对海洋生物的惊扰,隐蔽性好,可完成对鱼群的近距离监控,以及对复杂或敏感水域的监控,不会出现杂物卡桨导致机器报废的问题,同时通过橡胶气囊的设置,可以实现对仿生水母移动方向的调节。

13、通过触手、安装板、安装仓、第一连杆、第二连杆、双向气缸和活塞杆的设置,使得触手部分的仿生效果大大提升,且触手在活动期间可以为仿生水母提供移动时的推力,相对传统的仿生水母噪音更低,隐蔽效果更好,从而可以很好的隐蔽在海洋生物群中。

14、通过电机、第一驱动轮、第二驱动轮、曲柄、驱动杆、限位块和限位架的设置,可以使整组驱动杆呈现波浪式运动,由于伞体为拥有弹性与韧性的可形变材料制作,从而使伞体呈现出波浪式运动,不仅实现了对水母运动方式的仿生,且可以起到一定程度的驱动效果,使得仿生水母整体的仿生效果大大提升,并大大提升了仿生水母的隐蔽性,从而保证能够更加完整的记录海洋生物的数据,为科研事业提供助力。

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【技术保护点】

1.一种水母仿生机器人,包括伞体(1),其特征在于:所述伞体(1)中安装有驱动装置,所述驱动装置包括进水口(2)、出水口(3)、橡胶囊(4)和水流泵(5),所述水流泵(5)安装在伞体(1)中间,所述进水口(2)设置在水流泵(5)顶端,并穿过伞体(1)顶端,所述出水口(3)设置在水流泵(5)底端,并穿过伞体(1)底端,所述橡胶囊(4)连接在水流泵(5)顶端外侧,所述伞体(1)下侧安装有第一仿生装置,所述第一仿生装置包括触手(6)、安装板(7)、安装仓(8)、第一连杆(9)、第二连杆(10)、双向气缸(11)和活塞杆(12),所述触手(6)可活动安装在伞体(1)下方,所述安装仓(8)可拆卸安装在壳体下方,所述双向气缸(11)安装在安装仓(8)内,所述活塞杆(12)一端与双向气缸(11)输出端连接,所述活塞杆(12)另一端与安装板(7)连接,所述第一连杆(9)可活动安装在安装板(7)上,上下两侧的第一连杆(9)通过第二连杆(10)与触手(6)进行可活动连接,所述伞体(1)内部安装有第二仿生装置。

2.根据权利要求1所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述第二仿生装置包括电机(13)、第一驱动轮(14)、第二驱动轮(15)、曲柄(16)和驱动杆(17),所述第一驱动轮(14)安装在电机(13)一侧,多个所述第二驱动轮(15)分别安装在电机(13)输出端和曲柄(16)下方,所述曲柄(16)底端设置的第二驱动轮(15)与第一驱动轮(14)内侧相啮合,所述电机(13)输出端设置的第二驱动轮(15)与第一驱动轮(16)外侧相啮合,多个所述驱动杆(17)可活动安装在曲柄(16)内,所述曲柄(16)外侧设置有限位组件。

3.根据权利要求2所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述限位组件包括限位块(18)和限位架(19),所述限位块(18)安装在驱动杆(17)下方,所述限位块(18)可活动安装在限位架(19)内部。

4.根据权利要求1所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述伞体(1)内设有摄像机(20),所述摄像机(20)通过螺栓可拆卸安装在伞体(1)内部。

5.根据权利要求4所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述摄像机(20)一侧设有照明灯(21),所述照明灯(21)通过螺栓可拆卸安装在伞体(1)内部。

6.根据权利要求3所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述伞体(1)内设有防护板(22),所述防护板(22)围设在第一驱动轮(14)内侧。

7.根据权利要求1所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述伞体(1)外侧、触手(6)表面和安装仓(8)的外侧均涂设有防腐涂层(23)。

8.根据权利要求7所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述防腐涂层包括以下组分:树脂54.5-68.1%、固化剂9.5-14.8%、自制钛钼合金纳米粉10-15%、自制改性耐磨抗摩填料10-15%和助剂0.8%;所述百分数为质量百分数。

9.根据权利要求8所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述自制钛钼合金纳米粉包括:含钛粗粉50-55%、含钼粗粉37-42%、分散剂3%和键合剂5%。

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【技术特征摘要】

1.一种水母仿生机器人,包括伞体(1),其特征在于:所述伞体(1)中安装有驱动装置,所述驱动装置包括进水口(2)、出水口(3)、橡胶囊(4)和水流泵(5),所述水流泵(5)安装在伞体(1)中间,所述进水口(2)设置在水流泵(5)顶端,并穿过伞体(1)顶端,所述出水口(3)设置在水流泵(5)底端,并穿过伞体(1)底端,所述橡胶囊(4)连接在水流泵(5)顶端外侧,所述伞体(1)下侧安装有第一仿生装置,所述第一仿生装置包括触手(6)、安装板(7)、安装仓(8)、第一连杆(9)、第二连杆(10)、双向气缸(11)和活塞杆(12),所述触手(6)可活动安装在伞体(1)下方,所述安装仓(8)可拆卸安装在壳体下方,所述双向气缸(11)安装在安装仓(8)内,所述活塞杆(12)一端与双向气缸(11)输出端连接,所述活塞杆(12)另一端与安装板(7)连接,所述第一连杆(9)可活动安装在安装板(7)上,上下两侧的第一连杆(9)通过第二连杆(10)与触手(6)进行可活动连接,所述伞体(1)内部安装有第二仿生装置。

2.根据权利要求1所述的一种水母仿生机器人,其特征在于:所述第二仿生装置包括电机(13)、第一驱动轮(14)、第二驱动轮(15)、曲柄(16)和驱动杆(17),所述第一驱动轮(14)安装在电机(13)一侧,多个所述第二驱动轮(15)分别安装在电机(13)输出端和曲柄(16)下方,所述曲柄(16)底端设置的第二驱动轮(15)与第一驱动轮(14)内侧相啮合,所述电机(13)输出端设置的第二驱动轮(15)与第一驱动轮(16)外侧相啮合...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐鑫赵瑞王帅刘岚翔丁麟杰
申请(专利权)人:湖南工程学院
类型:发明
国别省市:

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