一种适用于多场景的仿生鳌虾装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于多场景的仿生鳌虾装置

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多场景的仿生鳌虾装置


[0001]本专利技术属于一种仿生机构，特别是涉及一种适用于多场景的仿生鳌虾装置
。

技术介绍

[0002]海洋中存在大量资源，具有巨大的科研和经济价值，因此对深海的探测具有重要意义
。
无人潜航机器人探测的重要装备，在军用和民用领域越来越发挥着不可替代的作用，其主要推进方式为螺旋桨推进，通过机械臂完成取样
。
但由于海底环境复杂，充满各种未知情况，使用传统的推进方式存在与水生植物缠绕的风险，而在海底行进时采用陆地行走方式效率低下，而海洋仿生学的研究为人类开发利用海洋提供新的工具
。
[0003]目前仿生的主要部位有鱼类的尾鳍
、
摆动鳍
、
波动鳍
,
仿生型推进器有其独特的优点
。
在平静的水域中
,
尾鳍推进器表现出高速的优点，波鳍推进器则有着高推进效率
、
高稳定性以及高机动性等优点，适合于低速游动
、
转弯以及扰动环境下保持姿态等
。
胸鳍推进器则可以较好的保持姿态平衡，而海底生物活动方式可以分为游泳
、
爬行
、
漂浮
、
挖掘和走动五种，仅依靠鳍只能实现游泳这一种运动方式
。
鳌虾作为既存在鳌又存在游泳与爬行器官的动物，既有对猎物的抓握能力，也具备游泳能力，同时其行走足和尾部的急回可分别提供在复杂环境与危险环境的脱困能力，是极好的水下仿生机器人的生物原型
。
[0004]目前国内有关鳌虾的研究较少，且没有从习性上做到真正的模仿，运动方式往往还参考陆地上的多足机械的运动方式，而没有因地制宜，借用水的特性进行运动
。
目前市面上的仿生鳌虾机械装置并不多，较为出名的两种是美国海军研制的机器螯虾与意大利研究团队制作的 SILVER2。
两者都基本模仿了鳌虾的多足结构，已初具形态，但它们存在未模仿多节的身体，无法实现鳌虾击水急回的特性；螯部僵硬死板，无法实现灵活的夹取动作；运动方式与真正鳌虾存在差异；需要有线缆连接，不便于深海作业等缺陷
。
[0005]仿生鳌虾本质属于水下多足机器人，通过对该领域进行了解，寻找到相近的研究有仿螳螂虾机器人与仿虎斑螳螂虾管道机器人，其具备有游泳足和可弯曲躯干，但仅停留于弯曲躯干以适应周围环境，无法通过急速
、
大幅的弯曲来进行快速后退避险，且不具有行走足，只能依靠游泳足击水运动，运动场景受限
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种适用于多场景的仿生鳌虾装置，达到既完美地模仿了真实的鳌虾运动，也真正地实现了从自然生物中学习的仿生目的
。
[0007]本专利技术采取的技术方案是，包括一对对称的虾螯机构
、
螯虾头部机构
、
鳌虾虾节机构
、
游泳足机构
、
虾尾机构
、
虾足机构和急回机构，其中一对对称的虾螯机构分别连接在鳌虾头部机构的前方两侧，三对虾足机构分别连接在螯虾头部机构的后方两侧，三节鳌虾虾节机构依次连接在鳌虾头部机构的后侧，三对游泳足机构安装在鳌虾虾节机构的下部，虾尾机构连接在鳌虾虾节机构的最后一节，急回机构的减速电机与虾头结构的减速电机安装座固定连接，牵引绳依次穿过虾节结构板件上方的孔洞和虾尾结构的孔洞
、
尾端与柱形滑
杆相连
。
[0008]所述虾螯机构包括齿轮爪板
、
爪板转动连杆
、
螯部夹紧舵机
、
螯部连接杆一
、
螯部连接杆二
、
螯部夹紧舵机固定板
、
螯部连接杆四
、
螯部连接板
、
螯部连接杆五
、
螯部连接杆六
、
螯部连接圆片
、
螯部转动舵机一
、
螯部舵机一固定板
、
螯部连接杆七
、
螯部连接杆八
、
螯部连接杆九
、
螯部转动舵机二
、
螯部舵机二固定板
、
螯部连接杆十
、
螯部舵机三固定板
、
螯部转动舵机三和螯部连接杆十一；其中齿轮爪板为一对相互啮合的爪板，爪板转动杆带动齿轮爪板进行夹紧和松开的动作，螯部夹紧舵机与爪板转动杆相连，螯部夹紧舵机固定在螯部夹紧舵机固定板上，螯部夹紧舵机固定板上部与螯部连接杆一通过螺栓固定，螯部夹紧舵机固定板下部通过螺栓与螯部连接杆四相连，螯部连接杆一与螯部连接杆二铰接，螯部连接杆二与螯部连接板上部通过螺栓连接，螯部连接板下部通过螺栓与螯部连接杆六连接，螯部连接板同时与螯部连接杆十一形成铰接，螯部连接杆十一与螯部连接杆一形成铰接，螯部连接杆五与螯部连接杆四通过可转动螺栓连接，螯部连接杆五与螯部连接杆六通过可转动螺栓连接，螯部连接杆十一与螯部连接圆片通过可转动螺栓连接，形成虾螯的转动关节一，螯部转动舵机一固定在螯部舵机一固定板上，控制关节一的转动；螯部连接杆七
、
螯部连接杆八通过螺栓连接，螯部连接杆九通过螺栓与螯部连接杆八连接，形成虾螯的转动关节二，螯部转动舵机二固定在螯部舵机二固定板上，控制关节二的转动；螯部连接杆十和螯部连接杆十一通过可转动螺栓连接，形成虾螯的转动关节三，螯部转动舵机三固定在螯部舵机三固定板上，控制关节三的转动
。
[0009]所述的螯虾头部机构包括视觉传感器
、
虾头前节
、
虾头前节转动连接杆
、
虾头后节
、
舵机
、
步进电机安装座与减速电机安装座，其中视觉传感器固定在虾头前节上方，虾头前节转动连接杆连接虾头前节，虾头前节转动连接杆套在通过舵机伸出杆上，舵机通过螺栓连接在虾头后节，步进电机安装座中心孔与行走足孔位对齐，固连在虾头后节中部，减速电机安装座固连在虾头后节后部
。
[0010]所述虾节结构包括腹板
、
腹板前槽，腹板后槽
、
左连接榫头
、
右连接榫头
、
左限位榫头
、
右限位榫头
、
腹板中心轴
、
腹板复位扭簧
、
密封伸缩管和背侧板，其中左限位榫头和右限位榫头嵌套在腹板的腹板后槽中，左连接榫头和右连接榫头嵌套在腹板的腹板前槽中，背侧板开有螺纹孔，与腹板的螺纹孔重合通过螺栓配合固定，密封伸缩管固定在两背侧板之间，保证两个背侧板之间的防水密封，左连接榫头和左限位榫头通过腹板中心轴连接，右连接榫头和右限位榫头通过腹板中心轴连接，腹板中心轴穿过腹板复位扭簧，腹板复位扭簧负责提供急回的复位力，左限位榫头和右限位榫头用于限制急回卷曲的角度<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于多场景的仿生鳌虾装置，其特征在于：包括一对对称的虾螯机构
、
螯虾头部机构
、
鳌虾虾节机构
、
游泳足机构
、
虾尾机构
、
虾足机构和急回机构，其中一对对称的虾螯机构分别连接在鳌虾头部机构的前方两侧，三对虾足机构分别连接在螯虾头部机构的后方两侧，三节鳌虾虾节机构依次连接在鳌虾头部机构的后侧，三对游泳足机构安装在鳌虾虾节机构的下部，虾尾机构连接在鳌虾虾节机构的最后一节，急回机构的减速电机与虾头结构的减速电机安装座固定连接，牵引绳依次穿过虾节结构板件上方的孔洞和虾尾结构的孔洞
、
尾端与柱形滑杆相连
。2.
根据权利要求1所述的一种适用于多场景的仿生鳌虾装置，其特征在于：所述虾螯机构包括齿轮爪板
、
爪板转动连杆
、
螯部夹紧舵机
、
螯部连接杆一
、
螯部连接杆二
、
螯部夹紧舵机固定板
、
螯部连接杆四
、
螯部连接板
、
螯部连接杆五
、
螯部连接杆六
、
螯部连接圆片
、
螯部转动舵机一
、
螯部舵机一固定板
、
螯部连接杆七
、
螯部连接杆八
、
螯部连接杆九
、
螯部转动舵机二
、
螯部舵机二固定板
、
螯部连接杆十
、
螯部舵机三固定板
、
螯部转动舵机三和螯部连接杆十一；其中齿轮爪板为一对相互啮合的爪板，爪板转动杆带动齿轮爪板进行夹紧和松开的动作，螯部夹紧舵机与爪板转动杆相连，螯部夹紧舵机固定在螯部夹紧舵机固定板上，螯部夹紧舵机固定板上部与螯部连接杆一通过螺栓固定，螯部夹紧舵机固定板下部通过螺栓与螯部连接杆四相连，螯部连接杆一与螯部连接杆二铰接，螯部连接杆二与螯部连接板上部通过螺栓连接，螯部连接板下部通过螺栓与螯部连接杆六连接，螯部连接板同时与螯部连接杆十一形成铰接，螯部连接杆十一与螯部连接杆一形成铰接，螯部连接杆五与螯部连接杆四通过可转动螺栓连接，螯部连接杆五与螯部连接杆六通过可转动螺栓连接，螯部连接杆十一与螯部连接圆片通过可转动螺栓连接，形成虾螯的转动关节一，螯部转动舵机一固定在螯部舵机一固定板上，控制关节一的转动；螯部连接杆七
、
螯部连接杆八通过螺栓连接，螯部连接杆九通过螺栓与螯部连接杆八连接，形成虾螯的转动关节二，螯部转动舵机二固定在螯部舵机二固定板上，控制关节二的转动；螯部连接杆十和螯部连接杆十一通过可转动螺栓连接，形成虾螯的转动关节三，螯部转动舵机三固定在螯部舵机三固定板上，控制关节三的转动
。3.
根据权利要求1所述的一种适用于多场景的仿生鳌虾装置，其特征在于：所述的螯虾头部机构包括视觉传感器
、
虾头前节
、
虾头前节转动连接杆
、
虾头后节
、
舵机
、
步进电机安装座与减速电机安装座，其中视觉传感器固定在虾头前节上方，虾头前节转动连接杆连接虾头前节，虾头前节转动连接杆套在通过舵机伸出杆上，舵机通过螺栓连接在虾头后节，步进电机安装座中心孔与行走足孔位对齐，固连在虾头后节中部，减速电机安装座固连在虾头后节后部
。4.
根据权利要求1所述的一种适用于多场景的仿生鳌虾装置，其特征在于：所述虾节结构包括腹板
、
腹板前槽，腹板后槽
、
左连接榫头
、
右连接榫头
、
左限位榫头
、
右限位榫头
、
腹板中心轴
、
腹板复位扭簧
、
密封伸缩管和背侧板，其中左限位榫头和右限位榫头嵌套在腹板的腹板后槽中，左连接榫头和右连接榫头嵌套在腹板的腹板前槽中，背侧板开有螺纹孔，与腹板的螺纹孔重合通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海忠，苏清萍，崔若禹，刘袁博，郑士杰，易维云，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：