一种仿生两栖海鬣蜥机器人制造技术

本发明专利技术涉及探测避障、水质检测甚至军事等方面技术领域。目的是提供一种结构简单、操作方便、应用前景广阔的两栖仿生海鬣蜥机器人。技术方案是：一种仿生两栖海鬣蜥机器人，包括控制系统；其特征在于：该机器人包括身体主体、分别安装在身体主体首尾两端的头部和尾部游动机构、对称安装在身体主体首端两侧的两个爬行机构以及对称安装在身体主体尾端两侧的两个爬行机构，所述控制系统安装在身体主体的内腔中。腔中。腔中。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生两栖海鬣蜥机器人


[0001]本专利技术涉及探测避障、水质检测甚至军事等方面
，尤其是涉及一种两栖仿生机器人。

技术介绍

[0002]人类活动主要是在陆地上，对水下的机器人技术研究远不如对于陆地上机器人的研究详尽，同时水下机器人也对结构提出了更高的要求。从目前的研究状况上看，现在的各个研究团队也仅仅研究了很少部分的水下仿生生物，其功能的全面性以及稳定性也还有待提升。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种结构简单、操作方便、应用前景广阔的两栖仿生海鬣蜥机器人。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种仿生两栖海鬣蜥机器人，包括控制系统；其特征在于：该机器人包括身体主体、分别安装在身体主体首尾两端的头部和尾部游动机构、对称安装在身体主体首端两侧的两个爬行机构以及对称安装在身体主体尾端两侧的两个爬行机构，所述控制系统安装在身体主体的内腔中。
[0006]所述身体主体的内腔中还安装有重心位置调节机构；所述重心位置调节机构安装在身体主体的内腔；其中，丝杠可转动地定位在身体主体的内腔壁部，步进电机也固定在身体主体的内腔，并且步进电机输出轴与丝杠同轴且连接；另有一开有螺孔的方形重块与所述丝杠螺纹配合，以通过方形重块的移动实现重心位置的调节。
[0007]所述爬行机构包括通过髋关节可摆动地定位于身体主体的大腿、可摆动地定位于大腿末端的小腿、固定在髋关节上且通过输出轴驱使大腿摆动的第一舵机、固定在大腿上且通过输出轴驱动小腿摆动的第二舵机。
[0008]所述第一舵机固定在髋关节的悬臂下方内侧，髋关节侧盖固定在悬臂的端部，使得悬臂下方形成一个可容纳大腿插入的空隙；另有一转轴依次穿插在髋关节侧盖、大腿以及第一舵机的输出端从而使得大腿可摆动地定位于身体主体；所述转轴与第一舵机输出端端的轴线同轴布置，并且第一舵机的输出端与大腿固定连接以使第一舵机作为大腿摆动的动力源。
[0009]所述第二舵机14固定在大腿上，第二舵机的输出端与舵机摆臂的一端可摆动地连接，舵机摆臂的另一端、第一连杆、第二连杆、小腿依次两两通过销轴铰接；使得小腿能在一定范围内往复摆动。
[0010]所述第二连杆与小腿的铰接点位于小腿的上端，并且位于该铰接点的销轴轴线垂直于第二舵机输出端的轴线。
[0011]所述尾部游动机构包括摆动部以及驱使摆动部摆动的驱动部。
[0012]所述摆动部中，尾部活动关节包括若干个大小不等且中间开有较大孔、四周中心对称分布开有小孔的圆盘，这些圆盘由大到小依次等间距穿套在所述大弹簧上；四根牵拉绳的一端依次通过所有圆盘且与每个圆盘打结固定，另一端伸入舵机安装箱体中以便由与第三舵机和第四舵机施力牵动。
[0013]所述驱动部中，第三舵机的输出端与第四舵机的输出端分别安装有一舵机双头摆臂并且轴线相互垂直布置，伸入舵机安装箱体中的四根牵拉绳一一固定在对应双头摆臂的系绳位置；从而实现摆动部的上下或/和左右摆动。
[0014]所述小腿末端配设有薄胶套，以增加末端与地面的接触面积和摩擦力；所述尾部游动机构也配设有薄胶套，以增加尾部摆动时与水的有效接触面积以及尾部驱动力。
[0015]本专利技术的有益效果在于：采用两自由度爬行装置的设计，能够适应不同环境的地形，同时该机构是纯机械结构，确保了其稳定性与可靠性；重心位置调节机构采用丝杠水平推动，体积小、无噪音、能按一定程序准确地控制调整重心的位置以实现在水中的沉浮；尾部游动机构同样采用两自由度绳驱动式，能按一定程序准确控制尾巴实现上下左右方向的摆动；上述各机构均简单紧凑，并且操作方便，成本不高，同时应用前景也广阔；整体采用12v航模电池提供动力，易于安装维护且效率高。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的立体结构示意图。
[0017]图2是本专利技术另一视角的立体结构示意图。
[0018]图3是爬行机构的立体结构示意图之一。
[0019]图4是爬行机构的立体结构示意图之二。
[0020]图5是第一舵机在髋关节上的安装位置示意图。
[0021]图6是尾部游动机构的立体结构示意图。
[0022]图7是图6中舵机安装箱体内部的剖视结构示意图。
[0023]图8是重心位置调节机构的立体结构示意图。
[0024]图9是控制系统各元器件的分布位置示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。
[0026]附图所示的仿生两栖海鬣蜥机器人，包括身体主体3、安装在身体主体首尾两侧的头部连接件2和尾部连接件5、安装在身体主体上侧的顶板4、四个爬行机构1、重心位置调节机构7及尾部游动机构6；所述爬行机构通过头部和尾部连接件两两对称安装在身体主体两侧；所述尾部游动机构安装在尾部连接件另一侧；所述重心位置调节机构安装在身体主体的内腔；所述身体主体和顶板部分采用完全密封工艺，确保两栖海鬣蜥机器人能够完全潜入水下而不造成电元器件损坏。
[0027]所述爬行机构包括第一舵机8、髋关节侧盖9、大腿10、小腿11、髋关节12、舵机摆臂13、第二舵机14、第一连杆15、第二连杆16。第一舵机8通过螺钉固定在髋关节12的悬臂下方内侧(参见图5)；同时，髋关节侧盖9固定在悬臂的端部，使得悬臂下方形成一个可容纳大腿10插入的空隙；另有一转轴穿插在大腿根部(始端)，转轴的两端分别嵌入髋关节侧盖与第
一舵机8的输出端(金属舵盘)，并且与第一舵机输出端端的轴线保持同轴；金属舵盘同时还与大腿10的壁部螺钉连接，使得大腿10可以在一定角度内旋转。
[0028]所述大腿10的末端铰接着小腿11；大腿上还通过螺钉固定着第二舵机14。第二舵机14输出端(金属舵盘)与舵机摆臂13连接，并且可以在一定角度内旋转；舵机摆臂13与第一连杆15、第二连杆16、小腿11依次两两通过销轴铰接(由图可知：其中第二连杆16与小腿11的铰接点位于小腿的上端，并且位于该铰接点的销轴轴线垂直于另外两个销轴轴线以及第二舵机14输出端的轴线)，构成以第二舵机14和舵机摆臂13为原动件的类曲柄滑块机构，使得小腿11能在一定范围内往复摆动；所述大腿10与小腿11的铰接点位于小腿中央靠近第二连杆16与小腿11铰接点的位置(距离第二连杆16与小腿11铰接点较近，距离小腿的末端较远)。小腿11末端套上薄胶套(优选软橡胶套；图中省略)，用于增加小腿末端与地面的接触面积和摩擦力。
[0029]进一步，所述尾部游动机构包括由四根牵拉绳(优选尼龙绳)17、尾部活动关节18以及大弹簧19组成摆动部，以及包括舵机安装箱体20、第三舵机21、舵机双头摆臂22以及第四舵机23的驱动部；所述第三舵机和第四舵机安装在舵机安装箱体20中。所述尾部活动关节18包括若干个大小不等且中间开有较大孔、四周中心对称分布开有小孔的圆盘，这些圆盘由大到小依次等间距排列并且穿套在所述大弹簧19上(大弹簧依次穿插在各个圆盘的较大孔中)；所述第三舵机21的输出端与第四舵机2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生两栖海鬣蜥机器人，包括控制系统；其特征在于：该机器人还包括身体主体(3)、分别安装在身体主体首尾两端的头部和尾部游动机构、对称安装在身体主体首端两侧的两个爬行机构(1)以及对称安装在身体主体尾端两侧的两个爬行机构，所述控制系统安装在身体主体的内腔中。2.根据权利要求1所述的仿生两栖海鬣蜥机器人，其特征在于：所述身体主体的内腔中还安装有重心位置调节机构(7)；所述重心位置调节机构安装在身体主体的内腔；其中，丝杠(24)可转动地定位在身体主体的内腔壁部，步进电机(28)也固定在身体主体的内腔，并且步进电机输出轴与丝杠同轴且连接；另有一开有螺孔的方形重块(26)与所述丝杠螺纹配合，以通过方形重块的移动实现重心位置的调节。3.根据权利要求2所述的仿生两栖海鬣蜥机器人，其特征在于：所述爬行机构包括通过髋关节(12)可摆动地定位于身体主体的大腿(10)、可摆动地定位于大腿末端的小腿(11)、固定在髋关节上且通过输出轴驱使大腿摆动的第一舵机(8)、固定在大腿上且通过输出轴驱动小腿摆动的第二舵机(14)。4.根据权利要求3所述的仿生两栖海鬣蜥机器人，其特征在于：所述第一舵机固定在髋关节的悬臂下方内侧，髋关节侧盖(9)固定在悬臂的端部，使得悬臂下方形成一个可容纳大腿插入的空隙；另有一转轴依次穿插在髋关节侧盖、大腿以及第一舵机的输出端从而使得大腿可摆动地定位于身体主体；所述转轴与第一舵机输出端端的轴线同轴布置，并且第一舵机的输出端与大腿固定连接，以使第一舵机作为大腿摆动的动力源。5.根据权利要求4所述的仿生两栖海鬣蜥机器人，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，王庆宇，周群超，牛虹璐，陈凯，许恺，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：