【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机械装置，特别是涉及一种水下仿生水母机器人。
技术介绍
1、随着科学技术的进步，海洋探测机器人成为机器人开发的新方向。由于海洋环境与陆地环境的不同，普通机械装置难以实现水中的自由移动。
2、现有的水下探测作业装置，其在水中移动速度难以提升，存在移动缓慢的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种移动速度快、灵活性高，能在实现拐弯的仿生水母海洋探测机器人。
2、为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：
3、本专利技术仿生水母机器人，包括头部助推结构、头部探头装置、尾部助推结构、下部驱动和控制结构。
4、本专利技术仿生水母机器人，其中所述头部助推结构包括多个助推单元，每组助推单元包括第一杆件、第二杆件、弹簧、拉线，所述第一杆件一端与所述第二杆件在头部外壳进行铰接，所述第一杆件另一端与头部外壳下端进行铰接，所述第二杆件一段与中心轴进行铰接，另一端与第一杆件在头部外壳处进行铰接，两杆件之间安装有弹簧装置，两杆件之间角度小于180°，所述第一杆件与所述下部驱动和控制单元通过拉线进行连接，多组助推单元沿所述中间轴周向均布。
5、本专利技术仿生水母机器人，其中所述头部探头装置包括第一圆形支撑板、第二圆形支撑板、张拉结构、探头本体，其中所述探头本体位于第一圆形支撑板上，所述第一圆形支撑板与第二圆形支撑板平行放置，所述第一圆形支撑板与第二圆形支撑板之间通过张拉结构相连接。
6、本专利
7、本专利技术仿生水母机器人，其中所述第二支撑板与所述中心轴相连接，所述中心轴下侧与所述下部驱动和控制结构相连接。
8、本专利技术仿生水母机器人，其中所述的张拉结构，由多组柔性索和刚性索组成，各柔性和刚性索都具有一定的弹力，所述柔性索包括弹簧和柔性绳，弹簧一端与第一圆形支撑板相连接，另一端与柔性绳相连接，所述柔性绳一端与所述弹簧相连接，另一端与第二圆形支撑板铰接，所述刚性索包括第一杆件、第二杆件和弹簧，所述第一杆件一端与第二圆形支撑板铰接，另一端与第二杆件连接，所述第二杆件一端与所述第一杆件相连接，另一端与所述弹簧相连接，所述弹簧一端与所述第二杆件相连接，另一端与所述第一圆形支撑板相连接，所述第一杆件与第二杆件的连接，其中第一杆件与第二杆件连接一侧为空腔，第二杆件插入第一杆件空腔内，第一杆件与第二杆件远端两侧可实现距离变化，所述张拉结构可使得探头装置伸展、回缩。
9、本专利技术仿生水母机器人，其中所述尾部助推结构包括多组弹性触手，每组弹性触手与中心轴上弧形支撑板相连接，所述弧形支撑板上部与上中心轴相连接，下部与下中心轴相连接，所述弹性触手沿中心轴周向均布，所述弹性触手通过拉线与下部驱动和控制结构上的绕线轮相连接，所述弹性触手可在线的拉动下，向中心轴进行靠拢，所述弹性触手，包括两部分弹性板，下端弹性板宽度大于上端弹性板，在收拢状态下，所述上端弹性板宽度小，避免彼此之间的碰撞干涉，所述下端弹性板宽度大，可提高排水体积。
10、本专利技术仿生水母机器人，其所述下部驱动和控制结构，包括外壳、绕线轮单元、摄像头、内部驱动和控制装置，控制单元包括上机位、主控制单元、电机控制单元，所述电机、上机位、主控制单元、电机控制单元设置于外壳内部空腔内，所述绕线轮单元有四组，每组绕线轮单元包含第一绕线轮、第二绕线轮，所述第一绕线轮通过拉线与所述头部第一杆件相连接，所述第一绕线轮与所述壳腔内部电机相连接，所述第二绕线轮通过拉线与所述弹性触手相连接，所述第二绕线轮与所述壳腔内部电机相连接，所述第一绕线轮沿中间轴均布，所述第二绕线轮沿中间轴均布，位于同侧的所述第一绕线轮与所述第二绕线轮平行设置，位于同侧的所述第一绕线轮与所述第二绕线轮与同一电机相连接，通过减少电机数量，使得结构更加简单，仿生水母机器人的整体重量更轻，所述主控制单元与所述上机位和所述电机控制单元相连接，所述电机控制单元一端与所述主控制单元相连接，另一端与所述电机相连接，所述上机位通过接受环境信息传感器的信息，进行分析，并通过控制主控制单元，主控制单元控制电机控制单元，电机控制单元控制电机的转动，从而实现头部助推结构和尾部助推结构的运动。
11、与现有技术相比，本专利技术仿生水母机器人至少具有以下有益效果：
12、本专利技术仿生水母机器人包括头部助推结构和尾部助推结构，在水中运动时，头部软体膜和尾部触手同时受到拉线的作用向中心轴靠拢，两部分助推装置同时排水，大大增加了排水的体积，因此进一步提高了该机器人的运动速度，各驱动单元配置独立电机，在控制单元的控制下能够实现单侧驱动，进而可以实现整个机器人的转弯和掉头，头部探头装置能够收集环境信息，将信息传输到上机位，分析后控制机器人整体移动方向，头部摄像机和底部摄像机，能够拍摄水中画面，可用于海洋水中探测。
13、下面结合附图对本专利技术仿生水母机器人作进一步说明。
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1.本专利技术仿生水母机器人包括头部助推结构(50)、头部探头装置(40)、尾部助推结构(70)、下部驱动和控制结构(60)，头部结构主要包括头部助推结构(50)、头部探头装置(40)、柔性头部壳体(8)，每组头部助推装置包括第一杆件(7)、第二杆件(10)、弹簧(9)、铰链组(6)、拉线(5)，各组头部助推装置沿中心轴均布，所述第一杆件(7)上端与所述第二杆件(10)相铰接，所述第一杆件(7)下端与头部铰链相连接，所述第二杆件(7)下端与中心轴(19)相连接，所述弹簧(9)一端与所述第一杆件(7)相连接，另一端与所述第二杆件(10)相连接，所述第一拉线(5)与所述第一杆件(7)上的环扣相连接，所述第一拉线(5)另一端与所述第一绕线轮(4)相缠绕连接，通过第一绕线轮(4)的转动，所述第一拉线(5)的长度减小，在所述第一拉线(5)的拉动下，所述第一杆件(7)向中心轴(19)靠拢，同时带动该侧柔性头部壳体(8)向中心轴(19)靠拢，所述柔性头部壳体(8)向下进行排水，使得仿生水母机器人获得推动力，推动仿生水母机器人向上移动。
2.根据权利要求1所述的仿生水母机器人，其特征
3.根据权利要求2所述的仿生水母机器人，其特征在于，头部探头装置包括第一圆形支撑板(24)、第二圆形支撑板(21)、头部探头(25)、柔性索、刚性索，所述头部探头(25)内含环境信息传感器，所述第一圆形支撑板(24)与所述第二圆形支撑板(21)之间通过张拉结构相连接。
4.根据权利要求3所述的仿生水母机器人，其特征在于，所述张拉结构包括多个柔性索和刚性索，所述柔性索包括弹簧(23)和柔性绳(22)，所述弹簧(23)一端与所述第一圆形支撑板(24)相连接，另一端与所述柔性绳(22)相连接，所述柔性绳(22)一端与所述弹簧(23)相连接，另一端与所述第二圆形支撑板(21)铰接，所述刚性索包括第一杆件(28)、第二杆件(27)和弹簧(26)，所述第一杆件(28)一端与所述第二圆形支撑板(21)铰接，另一端与所述第二杆件(27)连接，所述第二杆件(27)一端与所述第一杆件(28)相连接，另一端与所述弹簧(26)相连接，所述弹簧(26)一端与所述第二杆件(27)相连接，另一端与所述第一圆形支撑板(24)相连接，所述第一杆件(28)与所述第二杆件(27)的连接，其中所述第一杆件(28)与所述第二杆件(27)连接一侧为空腔，所述第二杆件(27)插入所述第一杆件(28)空腔内，所述第一杆件(28)与所述第二杆(27)件远端两侧可实现距离变化，所述张拉结构可使得探头装置伸展、回缩。
5.根据权利要求4所述的仿生水母机器人，其特征在于，所述尾部推进结构(70)包括位于中心轴(19)上的弧形支撑板(20)、弹性触手(1)、第二拉线(3)，各组弹性触手(1)和第二拉线(3)沿中心轴均布，所述弹性触手(1)与所述弧形支撑板(20)相连接。
6.根据权利要求5所述的仿生水母机器人，其特征在于，所述每个弹性触手(1)由两块不同的弹性板件组成，上部分弹性板件(31)宽度小，下部分弹性板件(32)宽度大，所述上部分弹性板件(31)宽度小使得在所述弹性触手(1)向中心轴(19)收拢时，各弹性触手之间不会发生碰撞干涉，所述下部分弹性板件(32)宽度大，使得所述弹性触手(1)向中心轴(19)收拢时，排水体积增大，所述第二拉线(3)一端与所述弹性触手(1)相连接，另一端与所述第二绕线轮(2)相缠绕连接，当所述第二绕线轮(2)发生转动时，使得所述第二拉线(3)长度减小，所述第二拉线(3)拉动弹性触手(1)向中心轴(19)靠拢，各弹性触手(1)向中心靠拢会进行排水，使得仿生水母机器人获得推力。
7.根据权利要求6所述的仿生水母机器人，其特征在于，仿生水母机器人的下部驱动和控制结构(60)，包括外壳(33)、第一绕线轮(4)、第二绕线轮(2)、底部摄像头(18)、内部驱动和控制装置，所述外壳(33)为长方体，内部驱动和控制装置包括上机位、主控制单元、电机控制单元、电机，每组绕线轮包括第一绕线轮(4)和第二绕线轮(2)，所述第一绕线轮(4)和所述第二绕线轮(2)平行放置，每组绕线轮沿中心轴(19)均布，所述第一绕线轮(4)通过第一拉线(5)与头部第一杆件(7)相连接，所述第一绕线轮(4)与壳腔内部电机相连接，所述第二绕线轮(2)通过第二拉线(3)与弹性触手(1)相连接，所述第二绕线轮(2)与所述壳腔内部电机相连接，位于同侧的第一绕线轮(4)与第二绕线轮(2)与同一电机相连接。
8.根据权利要求7所述的仿生水母机器人，其特征在于，各组头部驱动杆件、绕线轮、弹性触手都...
【技术特征摘要】
1.本发明仿生水母机器人包括头部助推结构(50)、头部探头装置(40)、尾部助推结构(70)、下部驱动和控制结构(60)，头部结构主要包括头部助推结构(50)、头部探头装置(40)、柔性头部壳体(8)，每组头部助推装置包括第一杆件(7)、第二杆件(10)、弹簧(9)、铰链组(6)、拉线(5)，各组头部助推装置沿中心轴均布，所述第一杆件(7)上端与所述第二杆件(10)相铰接，所述第一杆件(7)下端与头部铰链相连接，所述第二杆件(7)下端与中心轴(19)相连接，所述弹簧(9)一端与所述第一杆件(7)相连接，另一端与所述第二杆件(10)相连接，所述第一拉线(5)与所述第一杆件(7)上的环扣相连接，所述第一拉线(5)另一端与所述第一绕线轮(4)相缠绕连接，通过第一绕线轮(4)的转动，所述第一拉线(5)的长度减小，在所述第一拉线(5)的拉动下，所述第一杆件(7)向中心轴(19)靠拢，同时带动该侧柔性头部壳体(8)向中心轴(19)靠拢，所述柔性头部壳体(8)向下进行排水，使得仿生水母机器人获得推动力，推动仿生水母机器人向上移动。
2.根据权利要求1所述的仿生水母机器人，其特征在于，所述头部探头(25)可相对于中心轴(19)进行伸展、回缩。
3.根据权利要求2所述的仿生水母机器人，其特征在于，头部探头装置包括第一圆形支撑板(24)、第二圆形支撑板(21)、头部探头(25)、柔性索、刚性索，所述头部探头(25)内含环境信息传感器，所述第一圆形支撑板(24)与所述第二圆形支撑板(21)之间通过张拉结构相连接。
4.根据权利要求3所述的仿生水母机器人，其特征在于，所述张拉结构包括多个柔性索和刚性索，所述柔性索包括弹簧(23)和柔性绳(22)，所述弹簧(23)一端与所述第一圆形支撑板(24)相连接，另一端与所述柔性绳(22)相连接，所述柔性绳(22)一端与所述弹簧(23)相连接，另一端与所述第二圆形支撑板(21)铰接，所述刚性索包括第一杆件(28)、第二杆件(27)和弹簧(26)，所述第一杆件(28)一端与所述第二圆形支撑板(21)铰接，另一端与所述第二杆件(27)连接，所述第二杆件(27)一端与所述第一杆件(28)相连接，另一端与所述弹簧(26)相连接，所述弹簧(26)一端与所述第二杆件(27)相连接，另一端与所述第一圆形支撑板(24)相连接，所述第一杆件(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚云龙，李金龙，马广英，郭自强，夏智兴，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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