[實用新型]輪足-尾鰭混合驅動的仿生水陸兩棲機器人

有效

• 申請號: 201320785152.8
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN203557925U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 唐元貴;張艾群;俞建成
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本實用新型涉及水陸兩棲機器人，具體地說一種輪足-尾鰭混合驅動的仿生水陸兩棲機器人。

背景技術

近年來，隨著世界各海洋強國對海洋科學研究和海洋開發戰略的深化和發展，海洋與陸地銜接的極淺水、碎浪帶、拍岸浪區和灘涂地帶成為近年來科學研究、環境監測、調查取樣及軍事領域等方面應用和關注的重點區域之一。水陸兩棲機器人是一種能夠在陸地和水中實現特定運動或作業的特種移動機器人，可以實現現有的水下機器人和陸地機器人所無法完成的作業任務。受水陸兩棲動物運動機理和運動模式的啟發，研究具有適應水陸兩棲綜合運動和作業能力的特種仿生機器人，成為當今復雜的水陸兩棲環境下移動機器人技術研究和發展的一個熱點。為了拓展機器人技術的應用領域，滿足機器人在極淺水、碎浪區和灘涂等非結構環境下的作業、調查和監測等的應用需求，從仿生學的角度研究具有淺海、灘涂作業能力的水陸兩棲機器人，對研究新型的機器人仿生運動機理和驅動機制具有重要的理論價值和實用意義。

實用新型內容

為了克服現有的兩棲機器人在兩棲環境下運動模式單一、運動能力較弱以及快速性、機動性和穩定性等方面存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種既可以在陸地爬行又能夠實現水中浮游的輪足-尾鰭混合驅動的仿生水陸兩棲機器人。該仿生水陸兩棲機器人借鑒典型兩棲動物大鯢的形體構成及運動特點，采用輪足-尾鰭混合驅動、結構緊湊、具有爬行和浮游多運動模式和良好的綜合運動性能，為近海岸的海洋開發和利用提供一種有效的技術手段。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

本實用新型包括艏部、軀干、艉部、輪足及尾鰭，其中軀干的兩端分別通過前擺動關節及后擺動關節與艏部、艉部相連，所述艏部和艉部分別通過前擺動關節及后擺動關節驅動擺動，所述尾鰭安裝在艉部上，隨該艉部擺動；所述艏部及艉部的兩側分別安裝有輪足，艏部兩側的輪足和艉部兩側的輪足分別通過安裝在艏部內的輪足驅動單元及安裝在艉部內的輪足驅動單元驅動轉動；所述前擺動關節及后擺動關節結構相同，均包括舵機、連桿機構及擺動軸，所述舵機安裝在軀干內，該舵機的輸出端通過所述連桿機構與擺動軸相連，所述擺動軸轉動安裝在軀干上，所述艏部及艉部分別與前、后擺動關節中的擺動軸相連，由前、后擺動關節中的舵機驅動擺動。

其中：所述艏部包括艏部艙體、艏部艙蓋及輪足驅動單元，該艏部艙蓋與艏部艙體密封連接，且與所述前擺動關節中的擺動軸連接；所述輪足驅動單元容置于由艏部艙蓋與艏部艙體圍成的密閉空間內，包括驅動電機及回轉軸，所述驅動電機安裝在艏部艙體內，艏部兩側的輪足分別通過回轉軸與驅動電機相連，由一臺驅動電機同時驅動兩側的輪足同步轉動；所述艏部艙體的兩側內壁上分別安裝有支撐套，每根回轉軸的一端分別與所述驅動電機相連，每根回轉軸的另一端由支撐套穿過、并穿出所述艏部艙體的側壁，與所述輪足連接；所述支撐套內安裝有套設在回轉軸上的滾動軸承；所述驅動電機通過電機支架安裝在艏部艙體上，該驅動電機為兩端出軸形式、分別通過兩個聯軸器與兩根回轉軸的一端相連，所述聯軸器上設有實現聯軸器與回轉軸和驅動電機輸出軸徑向定位的緊定螺釘；所述回轉軸與艏部艙體側壁之間通過O形密封圈實現動密封；所述艏部艙蓋與艏部艙體之間設有用于靜密封的艏部密封墊；

所述軀干包括軀干艙體、軀干艙蓋、及前、后擺動關節，該軀干艙蓋與軀干艙體密封連接，所述前、后擺動關節分別安裝在軀干艙體內；所述連桿機構包括舵機曲柄、連桿及擺軸曲柄，其中舵機曲柄與舵機的驅動軸相連，所述連桿的一端與舵機曲柄連接，另一端與擺軸曲柄相連，所述擺軸曲柄與擺動軸固接；所述擺動軸的上下兩端分別通過軸套與軀干艙體連接，并通過卡在所述擺動軸卡槽內的限位擋圈實現所述軸套的軸向定位；所述擺動軸與軀干艙體之間通過O形密封圈實現動密封，該擺動軸的上端由軀干艙體穿出、與艏部或艉部相連；所述軀干艙蓋與軀干艙體之間設有用于靜密封的軀干密封墊；