[发明专利]一种水上行走机器人

说明书

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种水上行走机器人，该机器人整体结构呈对称分布，包括控制板和支撑板，所述控制板上装有电池、电机、红外接收头、控制器四大部分，用于接收遥控器的信号进而控制机器人的运动，所述支撑板上装有支撑腿和驱动腿，支撑腿设有10条，驱动腿设有2条，通过支撑腿在水面的表面张力支撑，驱动腿与电机的输出轴相连，本发明设计并实现了一种采用双电机驱动的水上行走机器人，自带能源和控制器，可通过红外信号遥控实现转向和调速等运动控制，真正实现了无缆、电机驱动、可遥控、可转向、可调速，并且其运动更加灵活，前进速度更快.实验表明其性能超过了现有同类机器人。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种水上行走机器人。

背景技术

目前，在地面上运动和在水面下游动的仿生机器人非常多，但是能够利用表面张力在水面上行走的机器人并不多见.水上行走机器人仿生水黾(俗称“水蜘蛛”)，也称为水蜘蛛机器人、水黾机器人、水上漂浮机器人，其特点是利用表面张力在水面上站立和行走，运动中不受液体粘性阻力，相比于舰船及潜器可大大降低运动能耗，提高工作效率.此外，水上行走机器人因其特殊的运动方式，不会在浅水区搁浅，运动过程对液体的扰动也非常小，因此在侦察勘测、水质监控、液面清污等领域具有十分重要的应用前景。

虽然生物水黾依靠腿部绒毛可获得极大的表面张力(300倍于身体体积的水的重量，但人造材料现在还难以模拟生物表面的微纳结构，很难获得既满足刚度强度要求又具有超疏水性的材料。目前，水上行走机器人一般采用钢丝等材料制作腿部并通过涂蜡等表面处理方法使腿部表面具有疏水性(即与水的接触角大于90°).利用丝状腿部的表面张力获得的支撑力非常有限，因此水上行走机器人必须非常轻巧又非常精密，研制难度很大，被Sitti教授称为是“对微型机器人研究的极限挑战”、“是微型机器人研究的最后冲刺”。

现有的水上行走机器人的运动能力都非常有限，移动相对缓慢且不灵活，尚无转向或调速的功能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种水上行走机器人，该机器人真正实现了无缆、电机驱动、可遥控、可转向、可调速，并且其运动更加灵活，前进速度更快.实验表明其性能超过了现有同类机器人。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种水上行走机器人，该机器人整体结构呈对称分布，包括控制板和支撑板，所述控制板上装有电池、电机、红外接收头、控制器四大部分，用于接收遥控器的信号进而控制机器人的运动，所述支撑板上装有支撑腿和驱动腿，支撑腿设有10条，驱动腿2条，通过支撑腿在水面的表面张力支撑，驱动腿与电机的输出轴相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机器人控制板的控制系统由控制器、电源模块、电机驱动模块和红外通信模块组成，所述控制器和电机通过机器人自带能源供电，红外通信模块接收来自遥控器的控制信号并将信号解码传送给控制器，控制器根据信号内容控制电机驱动模块进而控制机器人的运动，该机器人采用双电机驱动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制板的中心为机器人的重心以及整体结构的几何中心。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动腿和支撑腿采用直径为0.2mm的不锈钢丝围成，并通过涂敷疏水剂使其表面具有疏水性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制板和支撑板均由薄木片制作而成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动腿设计成十字框架结构，为对称封闭结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑腿前端呈阶梯状，中部为向下弯曲的形状，末端向上翘起可防止腿部末端刺破水面。