[发明专利]基于高压气体驱动的水陆两栖跳跃推进装置

说明书

本发明提供了一种基于高压气体驱动的水陆两栖跳跃推进装置，包括：储气气瓶，用于存储高压气体；释放装置，用于在执行跳跃动作时释放该储气气瓶内的高压气体；储水排气管，用于存储在跳跃过程中由被释放气体所排出的水。本发明的水陆两栖跳跃推进装置具有结构简单紧凑、装卸方便、能量利用率高以及带负载能力强的优点，使得配置该跳跃推进装置的机器人在水陆两栖环境中均具有良好的越障能力以及运动能力。

技术领域

本发明涉及一种跳跃推进装置，特别是涉及一种能够同时实现水中跳跃和陆地跳跃的两栖跳跃推进装置。

背景技术

水陆两栖机器人能在海洋、滩涂、湿地等复杂野外环境下执行任务，在战场侦察、水质监测和生命救援等方面具有广泛的应用价值。水陆两栖跳跃机器人是水陆两栖机器人和陆地跳跃机器人的结合体，其在水陆两种环境下既具有进行移动行走的能力，又拥有良好的跳跃能力，因此该种机器人的环境适应性极强。

陆地跳跃机器人可以借助地面的反推力进行跳跃，其跳跃推进装置的实现相对比较简单。例如，中国专利CN201610255651.4公开了一种燃气驱动跳跃装置，其原理是：气缸内的燃料气体爆炸产生高温高压气体，气体压力一方面作用在气缸内的活塞，使其压紧地面，并让地面对其产生反作用力；气体压力另一方面作用在气缸上，使得气缸和活塞之间产生相对运动，气缸相对活塞运动到最大行程位置后将带动活塞一起向上运动，形成离地跳跃运动。

然而，与陆地的跳跃装置不同，水中跳跃装置无法借助地面的反推力进行跳跃。鉴于水中跳跃和陆地跳跃的巨大差异，目前的各式跳跃机器人仅能单独实现陆地跳跃或者水中跳跃，而具有负载能力的水陆两栖跳跃机器人仍未见报道。因此，开展水陆两栖跳跃推进装置的研究具有很强的必要性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够同时实现水中跳跃和陆地跳跃的水陆两栖跳跃推进装置。

为了实现上述的主要目的，本发明提供了一种基于高压气体驱动的水陆两栖跳跃推进装置，包括：

储气气瓶，用于存储高压气体；

释放装置，用于在执行跳跃动作时释放储气气瓶内的高压气体；

储水排气管，用于存储在跳跃过程中由被释放气体所排出的水。

本发明的两栖跳跃推进装置借鉴了火箭发射的原理，执行跳跃动作时，高压气体从储气气瓶内迅速喷出，并排出储水排气管内所存储的水，从而使得跳跃推进装置获得向上的反推力，实现跳跃动作。由于本发明的跳跃推进装置不需要借助地面的反作用力，因而可以同时实现水中跳跃和陆地跳跃。

在本发明的部分实施方式中，储气气瓶可以包括储气腔和发射腔，储气腔的体积大于发射腔，且储气腔和发射腔之间设置有单向节流阀。执行跳跃动作时，单向节流阀节流，保证每次跳跃动作几乎只排放发射腔中的气体，之后储气腔中的气体缓慢流向发射腔，完成发射腔的再次充气动作，使得跳跃推进装置可以进行多次跳跃。在向储气腔充气时，单向节流阀不节流，保证经由发射腔向储气腔快速充气。

优选地，本发明的水陆两栖跳跃推进装置还包括设置在储气气瓶储气腔部分外周壁的电阻丝以及与电阻丝电连接的电源。在执行首次跳跃之后的后续跳跃动作前，可以利用电阻丝通电加热储气腔中的气体，加速储气腔向发射腔的充气过程，并且起到增压效果，使得后续跳跃时推进力不会降低太多。

优选地，储气气瓶包括用于形成储气腔的储气段和用于形成发射腔的发射段，储气段和发射段之间螺纹连接；其中，可以在螺纹连接处涂覆螺纹胶，以达到更佳的密封和连接效果。可选择地，储气段和发射段之间焊接连接。