[发明专利]一种基于绳牵引的仿生海蛇机器人

说明书

本发明涉及一种水下机器人。目的是提供一种基于绳牵引的仿生海蛇机器人，该机器人应具有形态小、结构紧凑、工作可靠以及运动灵活的特点。技术方案是：一种基于绳牵引的仿生海蛇机器人，包括依次连接且分别用防水薄膜密封包裹的蛇头、若干蛇身关节以及蛇尾；其特征在于：所述蛇头为中空结构，内装有控制板和摄像头；每节蛇身关节包括关节机架、连接相邻关节机架的柔性杆件、安装在关节机架上且均布在柔性杆件四周的若干电机以及若干牵引绳；每根牵引绳的一端分别由一个电机轴牵拉，另一端固定在相邻的下一个关节机架上。

技术领域

本发明涉及一种水下机器人，具体是涉及基于绳牵引的仿生海蛇机器人。

背景技术

我国的海洋资源极为丰富，许多能源亟待开发。但是海下的环境复杂多变，如何巧妙地设计并利用海洋机器人完成水下作业就显得尤为重要。5G技术的普及拓宽了移动机器人的应用领域，使其具有广泛的应用前景，特别是海下侦察与能源探索，更是当下机器人研究的热门方向。

虽然目前可执行水下任务的机器人种类多种多样，却缺乏一种可以在海下复杂狭长的环境中长时间执行任务的机器人，海下探索依旧存在盲区。

蛇的身躯柔软细长并且具有多种独特的运动形式以适应多变的环境，因而可以在复杂狭长的海下环境中前行。仿生海蛇机器人能够像生物蛇一样，具有蜿蜒、伸缩和侧向等多种运动方式，且驱动来源于每一节蛇身的扭转，因此其可控性非常强，对于执行海下侦察探索具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于绳牵引的仿生海蛇机器人，该机器人应具有形态小、结构紧凑、工作可靠以及运动灵活的特点。

本发明的技术方案是：

一种基于绳牵引的仿生海蛇机器人，包括依次连接且分别用防水薄膜密封包裹的蛇头、若干蛇身关节以及蛇尾；其特征在于：

所述蛇头为中空结构，内装有控制板和摄像头；

每节蛇身关节包括关节机架、连接相邻关节机架的柔性杆件、安装在关节机架上且均布在柔性杆件四周的若干电机以及若干牵引绳；每根牵引绳的一端分别由一个电机轴牵拉，另一端固定在相邻的下一个关节机架上。

所述关节机架为固定四个电机且呈圆形的片状，所述柔性杆件连接于关节机架中心处且连接部位的柔性杆件轴线与关节机架的平面垂直布置。

所述四个电机分别通过电机支架固定在关节机架上，并且放射状分布在柔性杆件的四周；各电机分别通过导线与所述控制板电连接以接受控制命令。

所述蛇头中还安装有电池，电池通过电源线连通各个电机。

本发明的有益效果是：

本发明采用绳结构模仿海蛇前进、摆动的运动方式，通过每节海蛇关节中的卷轴转动来驱动牵引绳，使得仿生海蛇每节产生动力，具有形态小巧、结构紧凑、运动灵活、实用性强的特点，既实现了机器人在水下的高速行进移动的目标，也达能够深入复杂狭小空间内，有利于完成侦察勘探工作。

附图说明

图1是本发明实施例的立体结构示意图。

图2是本发明实施例中两节蛇身关节的立体结构示意图(为显示清楚，移走了第一节蛇身关节的关节机架)。

图3是本发明实施例中蛇身关节的工作状态示意图。

图4是本发明的某节蛇身关节左侧转向结构示意图。

图5是本发明的某节蛇身关节右侧转向结构示意图。

其中：1、蛇头，2、关节机架，3、电机，4、电机支架，5、卷轴，6、牵引绳，7、柔性杆件，8、蛇尾。

具体实施方式