[發明專利]一種電磁肌肉仿生腔體膜水母機器人

有效

• 申請號: 201710094994.1
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106828842B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 魏英杰;路麗睿;王聰;王金強;劉凱航
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B63G8/08
• 分類號: B63G8/08;B63G8/22;B63H11/02;B63H25/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種電磁肌肉仿生腔體膜水母機器人，它涉及一種水母機器人，具體涉及一種電磁肌肉仿生腔體膜水母機器人。本發明為了解決現有仿生水母機器人效率低、噪音大、操控性差的問題。本發明包括殼體組件、電磁肌肉仿生驅動機構、尾部觸手舵機構、四個浮沉水艙和四個水泵，所述電磁肌肉仿生腔體設置在所述殼體組件內，所述電磁肌肉仿生驅動機構的兩側分別各設有兩個浮沉水艙，每個所述浮沉水艙內均設有一個水泵，所述尾部觸手舵機構安裝在所述殼體組件的下表面。本發明屬于機器人領域。

技術領域

本發明涉及一種水母機器人，具體涉及一種電磁肌肉仿生腔體膜水母機器人，屬于機器人領域。

背景技術

水下無人航行機器人作為一種海上力量倍增器，在科考和軍事方面均具有重要用途，例如，科學考察方面，水下無人航行器可執行氣象學、海洋學等方面的監測和考察，在軍事上可以執行掃雷、偵查、情報搜集、輔助通訊和導航、反潛作戰等多項重要軍事任務。自進入21世紀以來，水下無人航行器已逐漸的成為了各國海洋航行器領域研究的焦點。

對于水下無人航行器，水下推進技術是一個焦點問題，例如推進效率影響到了攜帶有限動力情況下的續航問題，推進噪音影響到了水下航行器的隱蔽性等。目前，常見的水下推進方式有螺旋槳推進和噴水推進兩種，在小型航行器上，螺旋槳推進的應用則更為普遍，但螺旋槳和噴水推進器其本身都存在一定的不足，例如結構尺寸較大，推進效率相對較低，噪音相對較大隱蔽性較差等問題。

海洋中的生物經過長時間的選擇和進化，擁有更加適應自然的推進方式，它們能夠利用較低的能耗長距離航行，這種特性給了我們仿生推進的啟發。仿生推進主要是對水中生物各種運動方式來設計推進裝置，仿生魚、仿生柔性鰭等仿生推進方式相繼走入了研究者的視野，目前研究比較多的仿生推進方式主要是魚類的波動運動和擺動運動，對水母的仿生還大多集中在運動模式的還原再現上。

本發明分析了水母運動吸噴水推進運動的特點，設計了一種基于電磁鐵與彈性膜驅動的仿生水母機器人，具有效率高、噪音小的特點。

發明內容

本發明為解決現有仿生水母機器人效率低、噪音大、操控性差的問題，進而提出一種電磁肌肉仿生腔體膜水母機器人。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明包括殼體組件、電磁肌肉仿生驅動機構、尾部觸手舵機構、四個浮沉水艙和四個水泵，所述電磁肌肉仿生腔體設置在所述殼體組件內，所述電磁肌肉仿生驅動機構的兩側分別各設有兩個浮沉水艙，每個所述浮沉水艙內均設有一個水泵，所述尾部觸手舵機構安裝在所述殼體組件的下表面。

本發明的有益效果是：特殊的外部結構設計使得水母機器人前進方向運動阻尼較小倒車方向運動阻尼較大，加之電磁鐵的分級通電，有效避免了仿生腔體吸水時水母機器人可能產生的倒車運動，推拉式電磁鐵和彈性橡膠膜組成的推進模塊還原了水母傘狀體噴水推進的原理，且電磁鐵驅動方式相比傳統推進的電機驅動更加安靜。尾部觸手舵機構還原再現了水母觸手提供轉向力矩的矢量推進方式，使水母機器人在水中運動更加靈活。

附圖說明

圖1是本發明的原理結構圖；圖2是本發明的吸水極限狀態圖；圖3是推拉式電磁鐵連接方式圖；圖4是頂封板和底封板結構圖；圖5是本發明的結構透視圖；圖6是內層殼體內部艙室劃分結構圖；圖7是尾部觸手舵機構結構圖；圖8是從動觸手支架結構圖；圖9是推力環結構圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式所述一種電磁肌肉仿生腔體膜水母機器人包括殼體組件、電磁肌肉仿生驅動機構、尾部觸手舵機構、四個浮沉水艙和四個水泵5，所述電磁肌肉仿生腔體設置在所述殼體組件內，所述電磁肌肉仿生驅動機構的兩側分別各設有兩個浮沉水艙，每個所述浮沉水艙內均設有一個水泵5，所述尾部觸手舵機構安裝在所述殼體組件的下表面。