[發明專利]基于可變形浮游腿的水陸兩棲四足機器人及其驅動方法

有效

• 申請號: 202110831394.5
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113459738B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 史艷國;葉鑫;鄭宸;劉陽;陳英杰;夏超然;連鑫棟
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00;B62D57/032
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

本發明公開一種基于可變形浮游腿的水陸兩棲四足機器人，其包括支撐架、電控組件、密封殼體、浮游腿和足蹼柔性驅動模塊。四條浮游腿以中心對稱的方式設置在密封殼體的前后兩側密封蓋板上，每條浮游腿的小腿處設置在有足蹼柔性驅動模塊。本發明足蹼柔性驅動模塊設置在機器人密封殼體內，通過柔性繩索將驅動力傳遞到足蹼機構處，控制浮游腿在足形態和蹼形態之間切換。本發明采用柔性驅動的方式將驅動電機和需要驅動的運動機構分離開，通過對四足機器人浮游腿和足蹼柔性驅動模塊的改進，使得其既保持足式機器人在陸地上運動的能力，又獲得了在水下潛游或行走的能力。

技術領域

本發明屬于足式機器人技術領域，具體涉及一種基于可變形浮游腿的水陸兩棲四足機器人及其驅動方法。

背景技術

在對海洋研究中常常需要關注海底，海洋與陸地銜接的淺灘帶等復雜涉水環境，這推動了水下航行器的發展。但對于采用旋槳推進的水下航行器，螺旋槳在海底和淺灘帶區域容易揚起沙礫，對海底環境觀測和螺旋槳的正常推進都會產生顯著影響。另外，螺旋槳推進系統的噪聲較大且聲波特征明顯，容易驚擾目標觀察對象以及海底隱藏。因此，有必要大力研究能在復雜地形中自由行走且采用仿生推進方式的水陸兩棲機器人。

在中國專利文獻CN104773042A中公開了一種可變形結構的水陸兩棲機器人，采用六足可變形結構，使機器人運動方式靈活多變，實現輪式快速移動、仿生爬行運動以及水面航行運動的功能，三種功能分別適用于平整路面、崎嶇路面和水面航行條件,并且水陸兩棲機器人采用嵌入式螺旋槳輪，以解決了機器人從陸地到水面轉換過程中動力轉換問題。

目前兩棲仿生機器人多是基于螃蟹，水黽，水蛇，龍蝦，或者海龜等水生生物展開的研究，也有少量基于具有游泳能力的陸生生物的仿生機器人，主要研究機器人在水下陸地上的步行運動方式，對機器人浮游時腿推進作用的相關研究較少，而且通常僅僅具備簡單的陸地步行能力，并不具備正常陸地四足機器人的機動性和復雜地形適應性。

發明內容

本發明針對上述現有技術問題的缺陷，提出一種基于可變形浮游腿的水陸兩棲四足機器人，通過對四足機器人浮游腿和足蹼柔性驅動模塊的改進，使得其既保持了足式機器人在陸地上運動的能力，又獲得了在水下潛游或行走的能力。

為實現上述目的，本發明是根據以下技術方案實現的：