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一种超声直驱的水陆两栖移动机器人及其致动方法技术

技术编号:42702574 阅读:23 留言:0更新日期:2024-09-13 11:57
本发明专利技术公开一种超声直驱的水陆两栖移动机器人及其致动方法,涉及水路两栖移动机器人技术领域,包括:设于舱体后端的水下超声致动器和设于舱体底端的陆上超声致动器,在水下行进时,通过对水下超声致动器的第三振动体对施加驱动电压,激发第三振动体在厚度方向一阶拉伸模态下振动,并在水中产生同频的超声波,超声波与水产生相互作用的推力,从而驱动水陆两栖移动机器人在水下的行进;在陆上行进时,通过对陆上超声致动器的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片施加驱动电压,分别激发第一振动体和第二振动体在一阶弯曲模态下产生振动,从而驱动水陆两栖移动机器人在陆上的行进。解决传统水陆两栖机器人运行噪声较大、运行痕迹明显等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水路两栖移动机器人,特别是涉及一种超声直驱的水陆两栖移动机器人及其致动方法


技术介绍

1、水陆两栖移动机器人具备水陆异介质运行能力,能够在不同介质之间实现自由移动,被广泛应用于近海环境监测、环境勘探、无人侦查等领域。其异介质可驱性使其能够在水上和陆地上自如地移动,具有水/路复杂环境适应等特点。此外,水陆两栖移动机器人可配备远程操作和自主导航的能力,从而有效减轻人类在危险环境中执行任务的风险,提高沿海作业高效性与安全性。然而,受驱动原理限制,传统水陆两栖移动机器人水中作业时产生的噪音和气泡可能对水下生态系统和周围环境造成干扰,在需要进行静音操作的敏感环境中,噪音和气泡使得机器人相对容易被追踪,降低其隐蔽性。

2、为满足各种场景的需求,目前开发了多种水路两栖机器人。如中国专利文献cn109017179a提出一种应用于消防作业的水路两栖消防车,中国专利文献cn106394541a提出一种水陆两栖滑行艇。而传统的水陆两栖机器人大多是基于螺旋桨和轮组、履带等驱动方式设计而成,虽具有高速、高负载等强劲特性,但也正由于螺旋桨和轮组的暴力输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,包括:舱体,设于舱体内的驱控电路,设于舱体后端的水下超声致动器,以及设于舱体底端的陆上超声致动器,且水下超声致动器和陆上超声致动器均与驱控电路电连接;

2.如权利要求1所述的一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,在舱体的后端两侧分别设有水下超声致动器,通过驱控电路分别对两个水下超声致动器的第三振动体施加不同大小的驱动电压,通过驱控电路对第一振动体和第二振动体施加不同大小的驱动电压,从而以差速方式控制在水下或陆上的加减速和差速转弯运动。

3.如权利要求2所述的一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,对水...

【技术特征摘要】

1.一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,包括:舱体,设于舱体内的驱控电路,设于舱体后端的水下超声致动器,以及设于舱体底端的陆上超声致动器,且水下超声致动器和陆上超声致动器均与驱控电路电连接;

2.如权利要求1所述的一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,在舱体的后端两侧分别设有水下超声致动器,通过驱控电路分别对两个水下超声致动器的第三振动体施加不同大小的驱动电压,通过驱控电路对第一振动体和第二振动体施加不同大小的驱动电压,从而以差速方式控制在水下或陆上的加减速和差速转弯运动。

3.如权利要求2所述的一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,对水陆两栖移动机器人的运动方向以及水下超声致动器和陆上超声致动器的推力进行闭环控制;具体包括:设定目标运动方向角度和目标推力,采集当前的运动方向角度和致动器推力并反馈当前的运动方向角度和加速度;根据目标运动方向角度和当前的运动方向角度得到误差角度,根据误差角度采用方向pid控制器解算加速度,并根据反馈的加速度得到误差加速度,继而通过推力pid控制器反馈控制水下超声致动器和陆上超声致动器产生的推力。

4.如权利要求1所述的一种超声直驱的水陆两栖移动机器人,其特征在于,所述舱体内还设有用于输出供电电源的电池组,所述电池组与驱控电路连接,驱控电路用于将供电电源的输出转换为驱动电压,并施加到第三振动体或第一压电陶瓷片和第二压...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴疆丁兆春魏文韬王立鹏李想荣学文宋锐李贻斌
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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