[發明專利]一種仿鱷魚機器人尾部

在審

• 申請號: 202310566707.8
• 申請日: 2023-05-19
• 公開（公告）號: CN116552764A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 徐小明;區詠運;聶文萱;張敏;劉思怡;趙藝偉;韓路路
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B60F3/00
• 代理公司: 廣東南北知識產權代理事務所(普通合伙) 44918
• 代理人: 李思坪

本發明涉及仿生機器人技術領域，特別公開了一種仿鱷魚機器人尾部，包括驅動裝置和尾部主體；驅動裝置包括繩驅機構，驅動裝置上安裝有尾部主體，繩驅機構分別繩驅連接尾部主體的兩側，繩驅機構用于帶動尾部主體進行擺動；尾部主體包括多個關節和多組彈簧構件；多個關節依次分離排布于同一軸線上，相鄰的關節間連接固定有多組彈簧構件，多組彈簧構件用于實現相鄰的關節間的轉動連接；在繩驅機構的帶動下，整個尾部主體中相互分離的關節通過多組彈簧構件進行轉動，從而實現少驅動電機控制仿鱷魚機器人尾部進行擺尾的目的，徹底解決了現有仿鱷魚機器人尾部需要多電機控制擺尾的問題。

技術領域

本發明涉及仿生機器人技術領域，特別涉及一種仿鱷魚機器人尾部。

背景技術

兩棲機器人在資源探測和水陸救援方面具有重要作用，以鱷魚為例的兩棲機器人在水中前進的動力來源主要是依靠尾部擺動，傳統仿生鱷魚機器人多采用“多段剛體式”的尾部設計，該種多段剛體的尾部設計方案需要使用多個電機進行驅動，傳統的多電機控制的模式下，存在造成較大摩擦損耗的問題，即使用者需要定期對各個電機的軸承加潤滑油維護，當潤滑油加少了會導致電機軸承運轉不順暢，摩擦損耗增大，當潤滑油加多了同樣會導致摩擦力矩增加，溫度升高導致電機失效，因此在長期使用的前提下，傳統的多電機結構所需的維護成本較高；并且由于多電機分布在尾部的情況下，會導致尾部過重從而影響結構質量分布，在擺動時傳統仿生鱷魚尾部在慣性作用會引起軀干發生較大的橫向竄動，降低了整體游動的穩定性，影響擺動的仿真性；另外，傳統的多電機的控制較為復雜導致控制效率的降低。

因此，研究一種可使用更少驅動電機實現更為復雜和靈巧的尾部曲線控制的仿鱷魚機器人尾部具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿鱷魚機器人尾部，以解決現有仿鱷魚機器人尾部需要多電機控制擺尾的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種仿鱷魚機器人尾部，包括驅動裝置和尾部主體；所述驅動裝置包括繩驅機構，所述驅動裝置上安裝有所述尾部主體，所述繩驅機構分別繩驅連接所述尾部主體的兩側，所述繩驅機構用于帶動所述尾部主體進行擺動；所述尾部主體包括多個關節和多組彈簧構件；多個所述關節依次分離排布于同一軸線上，相鄰的所述關節間連接固定有多組所述彈簧構件，多組所述彈簧構件用于實現相鄰的所述關節間的轉動連接。

在其中一個實施例中，所述彈簧構件包括第一彈簧、第二彈簧和第三彈簧；所述關節包括弧形板、軸向桿和徑向桿；相鄰所述弧形板的兩側均連接固定有所述第一彈簧；所述弧形板的外弧面連接固定所述軸向桿，所述軸向桿與相鄰所述弧形板的兩側均連接固定有所述第二彈簧；所述弧形板的兩側平面均連接固定有所述徑向桿，兩所述徑向桿布置于同一軸線上，相鄰所述徑向桿的端部均連接固定所述第三彈簧。

在其中一個實施例中，所述第二彈簧的彈性系數大于所述第一彈簧的彈性系數和所述第三彈簧的彈性系數。

在其中一個實施例中，所述第一彈簧的彈性系數、所述第二彈簧的彈性系數與所述第三彈簧的彈性系數的比例為0.3：2：1至0.8：4：1。

在其中一個實施例中，所述軸向桿和所述徑向桿相互垂直布置。

在其中一個實施例中，所述弧形板的外弧面還連接固定有凸體，所述凸體沿遠離所述驅動裝置的方向逐漸變寬。

在其中一個實施例中，所述凸體的外弧面上設有貫通孔，所述貫通孔連接固定所述軸向桿。

在其中一個實施例中，所述驅動裝置還設有外殼，所述外殼的側壁上設有插孔，所述插孔連接固定鄰近所述驅動裝置的所述凸體。

在其中一個實施例中，所述繩驅機構包括電機、搖桿和驅動繩；所述外殼上連接固定所述電機和所述搖桿，所述電機傳動連接所述搖桿，所述搖桿的兩端分別連接固定所述驅動繩，所述驅動繩連接固定任意所述弧形板的兩端。

本發明的有益效果如下：