[發明專利]一種水陸兩棲多足靈動尾仿生機器人

在審

• 申請號: 202110397815.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113119137A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 尹小林;梁旭
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/00;B60F3/00;B62D57/032
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;許伯嚴

一種水陸兩棲多足靈動尾仿生機器人，包括主體、仿生腿和仿生尾，具備水陸兩棲運動以及替代人員潛伏、偵察和戰斗的功能，所述仿生腿和仿生尾分別與主體機械連接并電連接，所述仿生腿為一對或多對，所述仿生尾包括彈性主筋、固定在彈性主筋上的尾動力模塊、傳力裝置、間隔設置在彈性主筋上的中間節裝置、固定在彈性主筋末端的末節裝置；本發明具備陸地、水面和水下運動功能及戰斗功能的水陸兩棲設計，相較于其他類型的兩棲機器人，有更加優越的環境適應性和更廣的應用領域，能替代人員進行全天候、高可靠性的搜救、潛伏、情報收集、監視、偵察和對抗的工作。

技術領域

本發明涉及仿生機器人，特別是涉及一種水陸兩棲多足靈動尾仿生機器人。

背景技術

隨著各海洋強國對海洋科學研究的不斷深化發展，以及對海洋軍事安全越來越重視，陸地、島礁及其周邊海洋區域的環境監測、科學研究和軍事應用等相關技術逐漸成為近年來研究的重點之一。水陸兩棲機器人以其全天候、適應惡劣環境的特性成為研究的熱點課題。

現有技術中，水陸兩棲機器人具有較多的形式，但以陸地和水面兩棲運動的居多，可以潛入水下的水陸兩棲形式較少。

CN110001320A公開的一種采用輪式和單節支撐腿組合的水陸兩棲機器人，以及CN102050162B公開的輪漿腿式水陸兩棲機器人，其缺陷，一是在沙地和崎嶇環境中，行走效率較低，二是在水中運動速度較慢。

CN104773042B公開了一種具有可變形結構的水陸兩棲機器人，采用了關節腿和輪式組合的運動執行機構，其缺陷，一是足部的電機離地較近，在亂石林立的島礁環境，電機易損壞，二是在崎嶇較陡的環境，輪式足部爬行效率較低，三是在水中運動時不夠靈活。

CN110154657A公開了一種適用特殊地形的水陸兩棲機器人，采用足式運動執行機構，將提供浮力的浮筒置于足部，并用風機提供機器人在水面上的運動動力，其缺陷是在具有尖石的陸地環境浮筒易被破壞。

上述的各類形式均不具備潛入水下工作的功能。

CN110843439A公開了一種水陸兩棲雙球機器人，采用兩個球體實現水陸兩棲運動，并可以潛入水下，在水中也有較好的穩定性，其缺陷，一是在復雜的陸地環境行走很慢，二是在水中的運動速度較低。

CN208867805U公開了一種具備兩個方向推進器組合運動的水陸兩棲機器人，可在沼澤、沙地等環境運動，并可潛入水下，其缺陷是速度較低且在崎嶇的陸地環境運動會受到很大的限制。

CN110626132A公開了一種水陸兩棲機器人，采用PVDF材質作為行走支架，并在行走支架間設有薄膜，利用PVDF的電特性使行走支架變形，從而形成類似足式的運動。其缺陷，一是PVDF材質的變形量較小導致機器人行走和游動的速度很慢，二是在崎嶇的陸地環境行走困難，三是這種形式不能適應較大較重的機器人。

上述所有形式的水陸兩棲機器人，均不具備針對敵對單位和危險生物的攻擊防御功能以及陸地、水面或水下環境的戰斗對抗功能，在民用和軍用領域的應用中都有較大的限制。

目前，在仿生尾方面也有較多的研究，但在現有技術中，仿生尾的擺動方向都有較大的限制。

CN1256259C公開了一種仿生機器魚的柔性推進機構，采用兩個電機分別拉緊和放松魚尾鰭兩側的鋼絲繩來控制魚尾的柔性擺動，鋼絲繩穿過限位孔。其缺陷，一是鋼絲繩與限位孔摩擦較大，降低了力傳遞效率，二是該結構只能兩個方向擺動，運動模式簡單。

CN2811163Y公開了一種仿魚尾推進系統的機械傳動裝置，采用電機驅動蝸輪蝸桿副帶動偏心輪、滑動框架、拉桿及L型擺桿擺動，同時固定半齒輪又迫使傳動齒輪組帶動擺桿轉動，擺桿末端有彈簧片和尾鰭，形成快速柔性擺動。其缺陷，一是只有兩個方向的擺動，二是彎曲的弧度不能實時調整。