[发明专利]一种基于蜗轮蜗杆传动仿黄金水母机构

说明书

一种基于蜗轮蜗杆传动仿黄金水母机构，该机构由伞状部分、连接部分和尾部部分组成，伞状部分通过蜗杆带动六组蜗轮转动，蜗轮处外接曲柄摇杆机构，利用曲柄摇杆机构来完成舒展和收缩运动，以此实现机构的前进行为，尾部部分通过导流滑片分拨水流以实现机构不同角度的转弯行为。本发明具有结构紧凑稳定、速度与方向可控、灵活越障、稳定性好和传送推进效率高的特点，适用于复杂的海底环境探测探险、海洋生物观测和海底勘探等领域。

技术领域

本发明涉及仿生机构领域，特别是一种基于蜗轮蜗杆传动仿黄金水母机构。

背景技术

仿生机器人是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人，以此达到一定预期的目的。黄金水母是在帕劳的水母湖发现，为无毒水母，黄金水母在水中借助风或水流来移动，通过喷水推进的方法，由一些特殊的肌肉扩张然后迅速收回，把身体内的水排出体外，在水流反作用驱动下，达到向前游动、转弯等推进行为，黄金水母是典型的喷射推进原型，黄金水母具有推进效率高、游动速度快等特点，能够可以适应很多复杂的海底环境的运动；仿生黄金水母可以在复杂的海底环境中执行水下探测探险、海洋生物观测和海底勘探等任务。

中国专利201710229570.1公开了一种仿生水母式推进机构，该机构具有结构简单紧凑、运行稳定等优点，但是钟状体结构的收缩和舒张幅度过大，增加了驱动器的输出力度，不利用水下长时间运动；中国专利201410403982.9公开了一种内嵌式筒形电机驱动的机器水母，该水母可以通过多关节手臂的下摆和上扬来实现在水中的仿生推进，但是结构复杂、稳定性不高并难以控制。

目前尚未见一种具有结构紧凑稳定、速度与方向可控、灵活越障、稳定性好和传送推进效率高的特点的一种基于蜗轮蜗杆传动仿黄金水母机构的创新发明设计。

发明内容

为了避免现有技术的不足，克服其结构复杂、稳定性不高的缺点，本发明的目的是提供一种基于蜗轮蜗杆传动仿黄金水母机构，它具有结构紧凑稳定、速度与方向可控、灵活越障、稳定性好和传送推进效率高的特点，适用于复杂的海底环境探测探险、海洋生物观测和海底勘探等领域。

本发明的技术方案是：一种基于蜗轮蜗杆传动仿黄金水母机构，该机构包括伞状部分、连接部分和尾部部分，其特征在于：

所述伞状部分包括外壳、机座、圆环片、蜗轮蜗杆机构、曲柄摇杆机构和支撑架，外壳为半圆弧壳体，机座上均匀分布有六组连接架，每组连接架通过销轴与圆环片连接，圆环片为可拆卸圆环片，圆环片上均匀分布着六组销轴孔，每一组销轴孔均包含两个大小一样的轴孔，蜗轮蜗杆机构包括第一组蜗轮蜗杆机构、第二组蜗轮蜗杆机构、第三组蜗轮蜗杆机构、第四组蜗轮蜗杆机构、第五组蜗轮蜗杆机构和第六组蜗轮蜗杆机构，第一组蜗轮蜗杆机构包括两个外啮合蜗轮，每一组蜗轮蜗杆机构均连接两个曲柄摇杆机构，其他组蜗轮蜗杆机构的结构和连接关系与第一组蜗轮蜗杆机构完全相同，曲柄摇杆机构包括第一组曲柄摇杆机构、第二组曲柄摇杆机构、第三组曲柄摇杆机构、第四组曲柄摇杆机构、第五组曲柄摇杆机构、第六组曲柄摇杆机构、第七组曲柄摇杆机构、第八组曲柄摇杆机构、第九组曲柄摇杆机构、第十组曲柄摇杆机构、第十一组曲柄摇杆机构和第十二组曲柄摇杆机构，第一组曲柄摇杆机构包括曲柄、连杆、摇杆和长连杆，曲柄一端通过销轴与蜗轮连接，曲柄另一端通过销轴与连杆滑槽连接，同时曲柄与连杆滑槽连接的这一端通过销轴与长连杆一端连接销轴贯穿连杆滑槽，连杆包括连杆滑槽、连杆第一销轴座和连杆第二销轴座，连杆滑槽通过移动副与曲柄和长连杆连接，连杆第一销轴座通过销轴与支撑架连接，连杆第二销轴座通过销轴与摇杆连接，摇杆通过销轴与长连杆连接，长连杆一端通过销轴与曲柄连接，长连杆另一端通过销轴与摇杆连接，其他组曲柄摇杆机构的结构和连接关系与第一组曲柄摇杆机构完全相同，支撑架连接着两个大小相同的外啮合蜗轮；

所述连接部分包括空心圆柱体和U型铰链，空心圆柱体为保护壳，通过销轴与机座连接，U型铰链底部通过销轴与伞状部分的机座连接，U型铰链两侧并列平行的销轴座通过销轴与尾部部分连接；

所述尾部部分上分布有八个规则性的导流滑片。