[发明专利]一种水陆两栖仿生机器人

说明书

本发明涉及一种水陆两栖仿生机器人，包括壳体、步行足、游泳足和密封箱体，所述步行足设有多组，对称设置于所述壳体两侧，所述游泳足成对设于所述壳体前端，所述密封箱体设于壳体上部，所述密封箱体内设置有控制系统和电源，所述壳体后端设有一对螺旋桨，该机器人设有用于检测其运动姿态以及水陆环境的传感器，并通过所述控制系统调整所述步行足、游泳足和螺旋桨三者的运动状态。与现有技术相比，本发明不仅有多重动力推进方式，且能在自然的水陆环境中自主运动。

技术领域

本发明涉及水下航行器技术领域，具体涉及一种水陆两栖仿生机器人。

背景技术

近年来，海洋的战略地位和价值越来越高，人们对海洋的探索也越来越深入。因此，仿生机器人在海洋环境监测、海洋资源勘察、海洋科学研究中发挥重要作用，具有多方面的社会或者经济效益。传统水下推进方式是将仿生机器人及其推进装置位置固定，将游动速度以相对速度的方式施加给入口水流。由于仿生推进方式的机器人游动速度往往是动态的，采用这种非自主游动方式分析仿生推进并不能真实反映出机器人在推进过程中的动力学性能，因此这种方法不能正确反映机器人游动的流场。目前已研制开发的仿生海蟹机器人推动装置形式较为单一，效率不高，需要针对它的推进装置进行创新、改进，其他组成部分的优化也有待完成。

专利CN101337494A公开了一种水陆两栖仿生机器人，它包括一个密封的主舱体和四个桨腿复合推进机构，主舱体内设置有控制装置、电源装置和水路环境检测传感器；四个桨腿复合推进机构两两相对且对称设置在主舱体两侧，每个桨腿复合推进机构均包括两个主动杆、一从动杆和一摆动桨，两个主动杆的一端分别连接两电机的输出端，且一个主动杆靠近主舱体中间部位，它的另一端通过一转轴连接摆动桨一端；另一主动杆靠近主舱体外侧，它的另一端通过一转轴连接从动杆，从动杆通过一转轴连接摆动桨的中间位置，摆动桨的另一端为执行末端。该发明推动装置较为单一即游泳足作为仅有的水中推动单元，难以达到水下驱动装置的高效率需求，且步行方式速度较慢、效率较低。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种水陆两栖仿生机器人。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种水陆两栖仿生机器人，包括壳体、步行足、游泳足和密封箱体，所述步行足设有多组，对称设置于所述壳体两侧，所述游泳足成对设于所述壳体前端，所述密封箱体设于壳体上部，所述密封箱体内设置有控制系统和电源，所述壳体后端设有一对螺旋桨，该机器人设有用于检测其运动姿态以及水陆环境的传感器，并通过所述控制系统调整所述步行足、游泳足和螺旋桨三者的运动状态。

进一步地，所述传感器包括流速传感器、压力传感器、红外线测距传感器、激光雷达和视觉传感器，所述压力传感器和红外线测距传感器设置在密封箱体的下方，所述加速度传感器设置于密封箱体内部。所述激光雷达设置在密封箱体的下方，所述视觉传感器设置在密封箱体内部前端。传感器用来检测水陆环境，具备水陆环境分离的功能，可以辨别水陆环境，更加准确地提供位置信息。所述视觉传感器可以监测所述机器人工作环境中的可疑障碍物并将信息传递与激光雷达进行精度更高的测定确认。通过信息融合技术，有效提高了障碍物的定位和检测精度，所述加速度传感器用来检测机器人姿态。所述视觉传感器的前方设置有一透明玻璃盖，可产生所述机器人周围环境的360°全景图像，辅助机器人有效工作。

进一步地，所述步行足包括依次连接的基节、股节和胫节，所述基节安装于壳体内，所述基节连接电机的输出端，步行足的各部件彼此相连，且分别被独立的电源控制，所述基节收到电机输出的信号后开始运动，并将运动传动给后面的部件，实现步行足的运动，数个步行足可以独立运动，能够在陆地上变换方向、速度地稳定行走。