[发明专利]一种仿皮皮虾水下机器人

说明书

本发明涉及水下仿生机器人领域。目的是提供一种仿皮皮虾水下机器人，该机器人应具有运动灵活、简单可靠的特点。技术方案是：一种仿皮皮虾水下机器人，包括控制机构；其特征在于：该机器人包括头部、尾部、连接头部与尾部的柔性脊柱、沿着柔性脊柱布置的若干运动机构、驱动柔性脊柱弯曲的转向机构以及设置在头部的控制机构；所述运动机构包括与柔性脊柱固定的骨架、对称设置在骨架两侧的两个脚蹼、分别驱动各脚蹼摆动的两个运动舵机；所述转向机构包括设置在头部的转向舵机、由转向舵机驱动的绕线盘、缠绕在绕线盘上并且两端依次穿过各骨架后与尾部固定的转向绳。

技术领域

本发明涉及水下仿生机器人领域，特别是涉及一种仿皮皮虾水下机器人。

背景技术

近年来为了适应不同海洋环境和任务要求，仿生技术的研究受到人们的广泛关注，目前国内外设计的仿生水下机器人主要采用鳍/躯干运动推进或喷射推进的游动模式，广泛应用于各种科学领域。各种仿鱼类、仿两栖类结构水下机器人已经有一定的研究发展，而仿皮皮虾水下机器人仍待被探索研究。皮皮虾从4亿年前至今，面对自然界的选择，却从未有过自然进化和改变，它能够适应时刻变化的水下环境，具有优异的水下运动能力进行各项生命活动，其仿生结构值得被探究。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种仿皮皮虾水下机器人，该机器人应具有运动灵活、简单可靠的特点。

本发明的技术方案是：

一种仿皮皮虾水下机器人，包括控制机构；其特征在于：该机器人包括头部、尾部、连接头部与尾部的柔性脊柱、沿着柔性脊柱布置的若干运动机构、驱动柔性脊柱弯曲的转向机构以及设置在头部的控制机构；所述运动机构包括与柔性脊柱固定的骨架、对称设置在骨架两侧的两个脚蹼、分别驱动各脚蹼摆动的两个运动舵机；所述转向机构包括设置在头部的转向舵机、由转向舵机驱动的绕线盘、缠绕在绕线盘上并且两端依次穿过各骨架后与尾部固定的转向绳。

所述脚蹼包括由运动舵机驱动的主连杆、与主连杆固定的上划板架、可摆动地定位在上划板架底部的中划板架、可摆动地定位在中划板架底部的下划板架、设置在各划板架上的硅胶膜、用于控制中划板架与下划板架摆动角度的限位板。

所述上划板架还通过副连杆可摆动地定位在骨架上；所述主连杆的摆动轴线与副连杆的摆动轴线同轴；所述主连杆的摆动轴线、中划板架的摆动轴线、下划板架的摆动轴线互相平行。

所述限位板包括设置在中划板架上用于控制摆动角度的两个中限位板以及设置在下划板架上用于控制摆动角度的两个下限位板。

所述头部包括通过连接座与柔性脊柱固定的外壳；所述控制机构包括设置在外壳内部的控制器、电源、分别与控制器电连接的通讯模块、GPS定位模块、视觉识别模块及姿态传感器；所述控制器还分别电连接转向舵机与各运动舵机。

所述柔性脊柱为橡胶制成；所述转向绳为尼龙绳。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用模仿皮皮虾运动的仿生结构，结构简单紧凑，使本发明运动灵活可靠；

2)本发明通过运动机构的两对脚蹼可以实现水下移动，并通过转向机构实现拐弯；

3)本发明质量小，造价较为低廉，可替换性强，维修方便；

4)本发明带有视觉识别功能，可与外部的水下机器人中控系统配合进行水下图像传输，有利于水下运动和探测。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明的俯视结构示意图。

图4是本发明的运动机构的立体结构示意图。

图5是本发明的运动机构的主视结构示意图。