[發(fā)明專利]一種仿萊氏擬烏賊及蝦姑的水下多自由度運動機器人

有效

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• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113772059B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 儲逸塵;馬明旭;周揚;包明正;王進成;王雅慧
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/00;B63G8/08;B63G8/14
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種仿萊氏擬烏賊及蝦姑的水下多自由度運動機器人，其特征在于：包括頭部機構、胸部機構及腹部機構；所述頭部機構、胸部機構及腹部機構沿直線方向順序布置；所述頭部機構用于提供機器人快速推進的驅動力；所述胸部機構為箱式結構，在胸部機構的箱體內安裝有控制器和電池；所述腹部機構用于提供機器人慢速推進的驅動力，且機器人在水中的懸停、縱向高度調整、側傾及翻滾均通過腹部機構執(zhí)行；所述頭部機構包括機器人快速推進執(zhí)行組件和柔性外罩，所述機器人快速推進執(zhí)行組件位于柔性外罩內部；所述機器人快速推進執(zhí)行組件包括機器人快速推進執(zhí)行電機、頭部執(zhí)行組件支撐底板、頭部執(zhí)行組件支撐筒、頭部執(zhí)行組件支撐頂板、主動齒輪、從動齒輪及頭部終端執(zhí)行單元體；所述機器人快速推進執(zhí)行電機通過殼體與胸部機構的箱體相固連，所述頭部執(zhí)行組件支撐底板固定連接在機器人快速推進執(zhí)行電機的殼體上，所述頭部執(zhí)行組件支撐筒一端與頭部執(zhí)行組件支撐底板相固連，所述頭部執(zhí)行組件支撐頂板固連在頭部執(zhí)行組件支撐筒另一端，頭部執(zhí)行組件支撐頂板與頭部執(zhí)行組件支撐底板相平行，頭部執(zhí)行組件支撐筒與頭部執(zhí)行組件支撐頂板和頭部執(zhí)行組件支撐底板相垂直；所述主動齒輪位于頭部執(zhí)行組件支撐頂板外側，主動齒輪與頭部執(zhí)行組件支撐頂板相平行，主動齒輪的中心齒輪軸通過軸承與頭部執(zhí)行組件支撐頂板相連，主動齒輪的中心齒輪軸位于頭部執(zhí)行組件支撐筒內部；所述機器人快速推進執(zhí)行電機的電機軸與主動齒輪的中心齒輪軸同軸固連在一起；所述從動齒輪與主動齒輪相嚙合，從動齒輪安裝在頭部終端執(zhí)行單元體上，頭部終端執(zhí)行單元體連接在頭部執(zhí)行組件支撐底板與頭部執(zhí)行組件支撐頂板之間。

2.根據權利要求1所述的一種仿萊氏擬烏賊及蝦姑的水下多自由度運動機器人，其特征在于：所述頭部終端執(zhí)行單元體的數量若干，若干頭部終端執(zhí)行單元體沿頭部執(zhí)行組件支撐筒周向均布設置，每個頭部終端執(zhí)行單元體上均配裝有一個從動齒輪。

3.根據權利要求2所述的一種仿萊氏擬烏賊及蝦姑的水下多自由度運動機器人，其特征在于：所述頭部終端執(zhí)行單元體包括頭部執(zhí)行組件曲軸、頭部執(zhí)行組件O型連桿、頭部執(zhí)行組件L型左擺桿及頭部執(zhí)行組件L型右擺桿；所述頭部執(zhí)行組件曲軸一端通過軸承與頭部執(zhí)行組件支撐底板相連接，頭部執(zhí)行組件曲軸另一端通過軸承與頭部執(zhí)行組件支撐頂板相連接，頭部執(zhí)行組件曲軸與頭部執(zhí)行組件支撐底板和頭部執(zhí)行組件支撐頂板相垂直；所述頭部執(zhí)行組件O型連桿通過內側的O型孔套裝在頭部執(zhí)行組件曲軸的偏心段；所述頭部執(zhí)行組件L型左擺桿的拐點處鉸接在頭部執(zhí)行組件支撐頂板上，頭部執(zhí)行組件L型左擺桿的短支臂端部與頭部執(zhí)行組件O型連桿一端相鉸接，頭部執(zhí)行組件L型左擺桿的長支臂為自由端；所述頭部執(zhí)行組件L型右擺桿的拐點處鉸接在頭部執(zhí)行組件支撐頂板上，頭部執(zhí)行組件L型右擺桿的短支臂端部與頭部執(zhí)行組件O型連桿另一端相鉸接，頭部執(zhí)行組件L型右擺桿的長支臂為自由端。

4.根據權利要求3所述的一種仿萊氏擬烏賊及蝦姑的水下多自由度運動機器人，其特征在于：所述柔性外罩包括外罩頂板、外罩底板及柔性囊膜；所述外罩頂板與頭部執(zhí)行組件支撐頂板密封固連在一起；所述外罩底板與胸部機構的箱體密封固連在一起，外罩底板與外罩頂板相平行；所述柔性囊膜密封連接在外罩底板與外罩頂板之間；在所述外罩頂板中心開設有噴水孔，在噴水孔內安裝有噴控水單向閥，噴控水單向閥的出水端朝外，噴控水單向閥的進水端朝內；在所述外罩底板上開設有若干吸水孔，在吸水孔內安裝有吸控水單向閥，吸控水單向閥的出水端朝內，吸控水單向閥的進水端朝外；所述柔性囊膜與頭部執(zhí)行組件L型左擺桿和頭部執(zhí)行組件L型右擺桿的長支臂頂撐連接配合。

5.根據權利要求1所述的一種仿萊氏擬烏賊及蝦姑的水下多自由度運動機器人，其特征在于：所述腹部機構包括腹部框架、仿烏賊肉鰭組件及仿蝦姑游泳足組件；所述腹部框架采用雙層結構，所述仿烏賊肉鰭組件設置在腹部框架的上層，所述仿蝦姑游泳足組件設置在腹部框架的下層；所述仿烏賊肉鰭組件的數量為兩組，兩組仿烏賊肉鰭組件左右鏡像對稱分布；所述仿蝦姑游泳足組件的數量為兩組，兩組仿蝦姑游泳足組件左右并列分布。