[發明專利]一種水陸兩棲仿生機器人

在審

• 申請號: 201811543391.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109649096A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 陳俐;鄭滿;尹昱成;馬雪儀;陳詩文;艾莉雅;程小宣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00;B62D57/032
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

本發明涉及一種水陸兩棲仿生機器人，包括殼體、步行足、游泳足和密封箱體，所述步行足設有多組，對稱設置于所述殼體兩側，所述游泳足成對設于所述殼體前端，所述密封箱體設于殼體上部，所述密封箱體內設置有控制系統和電源，所述殼體后端設有一對螺旋槳，該機器人設有用于檢測其運動姿態以及水陸環境的傳感器，并通過所述控制系統調整所述步行足、游泳足和螺旋槳三者的運動狀態。與現有技術相比，本發明不僅有多重動力推進方式，且能在自然的水陸環境中自主運動。

技術領域

本發明涉及水下航行器技術領域，具體涉及一種水陸兩棲仿生機器人。

背景技術

近年來，海洋的戰略地位和價值越來越高，人們對海洋的探索也越來越深入。因此，仿生機器人在海洋環境監測、海洋資源勘察、海洋科學研究中發揮重要作用，具有多方面的社會或者經濟效益。傳統水下推進方式是將仿生機器人及其推進裝置位置固定，將游動速度以相對速度的方式施加給入口水流。由于仿生推進方式的機器人游動速度往往是動態的，采用這種非自主游動方式分析仿生推進并不能真實反映出機器人在推進過程中的動力學性能，因此這種方法不能正確反映機器人游動的流場。目前已研制開發的仿生海蟹機器人推動裝置形式較為單一，效率不高，需要針對它的推進裝置進行創新、改進，其他組成部分的優化也有待完成。

專利CN101337494A公開了一種水陸兩棲仿生機器人，它包括一個密封的主艙體和四個槳腿復合推進機構，主艙體內設置有控制裝置、電源裝置和水路環境檢測傳感器；四個槳腿復合推進機構兩兩相對且對稱設置在主艙體兩側，每個槳腿復合推進機構均包括兩個主動桿、一從動桿和一擺動槳，兩個主動桿的一端分別連接兩電機的輸出端，且一個主動桿靠近主艙體中間部位，它的另一端通過一轉軸連接擺動槳一端；另一主動桿靠近主艙體外側，它的另一端通過一轉軸連接從動桿，從動桿通過一轉軸連接擺動槳的中間位置，擺動槳的另一端為執行末端。該發明推動裝置較為單一即游泳足作為僅有的水中推動單元，難以達到水下驅動裝置的高效率需求，且步行方式速度較慢、效率較低。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種水陸兩棲仿生機器人。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種水陸兩棲仿生機器人，包括殼體、步行足、游泳足和密封箱體，所述步行足設有多組，對稱設置于所述殼體兩側，所述游泳足成對設于所述殼體前端，所述密封箱體設于殼體上部，所述密封箱體內設置有控制系統和電源，所述殼體后端設有一對螺旋槳，該機器人設有用于檢測其運動姿態以及水陸環境的傳感器，并通過所述控制系統調整所述步行足、游泳足和螺旋槳三者的運動狀態。

進一步地，所述傳感器包括流速傳感器、壓力傳感器、紅外線測距傳感器、激光雷達和視覺傳感器，所述壓力傳感器和紅外線測距傳感器設置在密封箱體的下方，所述加速度傳感器設置于密封箱體內部。所述激光雷達設置在密封箱體的下方，所述視覺傳感器設置在密封箱體內部前端。傳感器用來檢測水陸環境，具備水陸環境分離的功能，可以辨別水陸環境，更加準確地提供位置信息。所述視覺傳感器可以監測所述機器人工作環境中的可疑障礙物并將信息傳遞與激光雷達進行精度更高的測定確認。通過信息融合技術，有效提高了障礙物的定位和檢測精度，所述加速度傳感器用來檢測機器人姿態。所述視覺傳感器的前方設置有一透明玻璃蓋，可產生所述機器人周圍環境的360°全景圖像，輔助機器人有效工作。

進一步地，所述步行足包括依次連接的基節、股節和脛節，所述基節安裝于殼體內，所述基節連接電機的輸出端，步行足的各部件彼此相連，且分別被獨立的電源控制，所述基節收到電機輸出的信號后開始運動，并將運動傳動給后面的部件，實現步行足的運動，數個步行足可以獨立運動，能夠在陸地上變換方向、速度地穩定行走。