【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仿生机器人，具体涉及柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人。
技术介绍
1、
2、现在的两栖仿生机器人，大多数设计结构单一，各模块密封性不佳，造成其环境适应性极差，机器人只能适应特定的环境，也让多种节律步态在两栖机器人上实现增加了困难，导致拟真率低，动作生硬等特点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于设计出柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其关节能够进行变刚度柔顺控制，在仿脊髓网络的控制下能够产生多种灵活的运动模式，来解决现有两栖蝾螈仿生机器人结构复杂、运动不够灵活、运动模式不够丰富以及仿生性能较差的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：仿生机器人由头部单元、肩部单元、躯干单元、髋部单元以及尾部单元依次连接组成，
4、所述头部单元包括头部浮力舱，头部浮力舱内设有传感器和控制部分；控制部分用于接收各类传感器获得的数据信号或终端发出的信号后分析处理，然后指令下述各个单元的驱动装置、浮潜控制机构以及肢机构运动，实现各种运动模式；
5、所述肩部单元包括肩部底板，肩部底板上安装浮潜控制机构，肩部底板两侧安装固定边框，肩部底板的前后设有固定端盖，固定端盖上安装驱动装置，外壳保护肩部单元且该外壳与蝾螈的肩部结构一致；
6、所述躯干单元包括躯干底板，躯干底板上安装电池和躯干浮力舱，躯干底板的前端设有连接片，躯干底板后端
7、所述髋部单元包括髋部底板，髋部底板上安装浮潜控制机构，髋部底板两侧安装固定边框，髋部底板的前端设有连接片，髋部底板后端的固定端盖上安装驱动装置，外壳保护髋部单元且该外壳与蝾螈的髋部结构一致；
8、所述尾部单元包括尾部底板，尾部底板上安尾部浮力舱，尾部底板的前端设有连接片，外壳保护尾部单元且该外壳与蝾螈的尾部结构一致；
9、所述肩部单元两侧安装前肢机构，所述髋部单元的两侧安装后肢机构，肢机构通过抬腿电机、摆动电机以及肘关节电机结合，实现肢体的肢腿抬起与落下、肢腿前后摆动以及小腿摆动动作。
10、所述浮潜控制机构包括高压储气罐和柔性气囊，高压储气罐与柔性气囊之间设有气泵、单向阀以及电磁阀，实现上浮、下潜、上仰以及下俯动作。
11、进一步的，所述头部单元使用传感器包括六自由度姿态传感器、流体压力传感器、湿度传感器以及定位传感器，所述头部单元还安装摄像头和雷达，其中流体压力传感器安装在头部单元的两侧。
12、对于肩部单元、躯干单元、髋部单元以及尾部单元，流体压力传感器也是安装在各个单元的的两侧。
13、进一步的，驱动装置包括无刷减速电机、减速器以及两个磁编码器，无刷减速电机的一端带有第一磁编码器并坐落在固定端盖上，无刷减速电机另外一端的输出端连接减速器，减速器处安装第二磁编码器，减速器的输出端与连接片的一端相连，连接片的另外一端与相邻单元的底板相连形成转动副。
14、进一步的，底板采用碳纤维材料，连接片呈z字形结构。
15、进一步的，肩部底板和髋部单元两侧安装固定边框采用铝合金材料，用于固定浮潜控制机构，固定边框上设有固定轴座，用于前肢机构和后肢机构提供支撑。
16、进一步的，肢机构包括与固定轴座连接的抬腿电机固定架，抬腿电机固定架内安装抬腿电机，抬腿电机的输出端固定摆动电机固定框，摆动电机固定框内设置摆动电机，摆动电机的输出端与大腿杆固定，大腿杆的远端设有膝或肘关节电机，膝或肘关节电机的输出端连接摆动座，摆动座连接扁管，扁管的末端安装足跟。
17、进一步的，所述抬腿电机、摆动电机以及关节电机的一端带有第一磁编码器，另外一端设有减速器和第二磁编码器，足跟下方设有橡胶足底，其内安装薄膜压力传感器。
18、进一步的，底板的前端为凸起结构，相邻底板后端的下表面安装限位块，相邻底板对接后起到限制关节摆动范围。
19、本专利技术得到以下有益效果：
20、本专利技术主要由头部单元、肩部单元、躯干单元、髋部单元以及尾部单元依次连接组成机器人，在控制部分控制下驱动各个单元的驱动装置、浮潜控制机构以及肢机构运动，其中控制部分对上位机传输的信号进行处理后，产生相应的节律信号至驱动部分，来实现蝾螈机器人脊柱部分水平摆动和四肢协调运动，产生各种运动模式，同时将采集的感知信号实时传回上位机。
21、本专利技术实现的运动模式主要包括陆上前进、后退、迈步顺序控制、侧步转弯、原地转弯、匍匐前进等；水中向前游动、倒游、上浮、下潜、三维空间游动、转弯等；跨介质运动以及各种运动模式的自由切换，做到整个机器人的节律步态拟真流畅，步态切换自然。
22、本专利技术增加了采集模块，实现了各个传感器信号的实时采集，与各个单元以及机构之间协同作用，具有更好的环境交互功能。
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1.柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：仿生机器人由头部单元、肩部单元、躯干单元、髋部单元以及尾部单元依次连接组成，
2.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：所述头部单元使用传感器包括六自由度姿态传感器、湿度传感器以及定位传感器，所述头部单元还安装摄像头和雷达。
3.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：驱动装置包括无刷减速电机、减速器以及两个磁编码器，无刷减速电机的一端带有第一磁编码器并坐落在固定端盖上，无刷减速电机另外一端的输出端连接减速器，减速器处安装第二磁编码器，减速器的输出端与连接片的一端相连，连接片的另外一端与相邻单元的底板相连形成转动副。
4.根据权利要求1或3所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：底板采用碳纤维材料，连接片呈Z字形结构。
5.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：肩部底板和髋部单元两侧安装固定边框采用铝合金材料，用于固定浮潜控制机构，固定边框上设有固定轴
6.根据权利要求1或5所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：肢机构包括与固定轴座连接的抬腿电机固定架，抬腿电机固定架内安装抬腿电机，抬腿电机的输出端固定摆动电机固定框，摆动电机固定框内设置摆动电机，摆动电机的输出端与大腿杆固定，大腿杆的远端设有关节电机，关节电机的输出端连接摆动座，摆动座连接扁管，扁管的末端安装足跟。
7.根据权利要求6所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：所述抬腿电机、摆动电机以及关节电机的一端带有第一磁编码器，另外一端设有减速器和第二磁编码器，足跟下方设有橡胶足底，其内安装薄膜压力传感器。
8.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：底板的前端为凸起结构，相邻底板后端的下表面安装限位块，相邻底板对接后起到限制关节摆动范围。
9.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：上述各个单元的两侧安装流体压力传感器。
...【技术特征摘要】
1.柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：仿生机器人由头部单元、肩部单元、躯干单元、髋部单元以及尾部单元依次连接组成，
2.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：所述头部单元使用传感器包括六自由度姿态传感器、湿度传感器以及定位传感器，所述头部单元还安装摄像头和雷达。
3.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：驱动装置包括无刷减速电机、减速器以及两个磁编码器，无刷减速电机的一端带有第一磁编码器并坐落在固定端盖上，无刷减速电机另外一端的输出端连接减速器，减速器处安装第二磁编码器，减速器的输出端与连接片的一端相连，连接片的另外一端与相邻单元的底板相连形成转动副。
4.根据权利要求1或3所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：底板采用碳纤维材料，连接片呈z字形结构。
5.根据权利要求1所述的柔性空间三维多运动模式两栖蝾螈仿生机器人，其特征在于：肩部底板和髋部单元两侧安装固定边框采用铝合金材料，用于固定浮潜...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，杨昀昊，周涛，肖梦，周俊宝，杨文博，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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