[发明专利]一种水陆两栖多足灵动尾仿生机器人

说明书

一种水陆两栖多足灵动尾仿生机器人，包括主体、仿生腿和仿生尾，具备水陆两栖运动以及替代人员潜伏、侦察和战斗的功能，所述仿生腿和仿生尾分别与主体机械连接并电连接，所述仿生腿为一对或多对，所述仿生尾包括弹性主筋、固定在弹性主筋上的尾动力模块、传力装置、间隔设置在弹性主筋上的中间节装置、固定在弹性主筋末端的末节装置；本发明具备陆地、水面和水下运动功能及战斗功能的水陆两栖设计，相较于其他类型的两栖机器人，有更加优越的环境适应性和更广的应用领域，能替代人员进行全天候、高可靠性的搜救、潜伏、情报收集、监视、侦察和对抗的工作。

技术领域

本发明涉及仿生机器人，特别是涉及一种水陆两栖多足灵动尾仿生机器人。

背景技术

随着各海洋强国对海洋科学研究的不断深化发展，以及对海洋军事安全越来越重视，陆地、岛礁及其周边海洋区域的环境监测、科学研究和军事应用等相关技术逐渐成为近年来研究的重点之一。水陆两栖机器人以其全天候、适应恶劣环境的特性成为研究的热点课题。

现有技术中，水陆两栖机器人具有较多的形式，但以陆地和水面两栖运动的居多，可以潜入水下的水陆两栖形式较少。

CN110001320A公开的一种采用轮式和单节支撑腿组合的水陆两栖机器人，以及CN102050162B公开的轮浆腿式水陆两栖机器人，其缺陷，一是在沙地和崎岖环境中，行走效率较低，二是在水中运动速度较慢。

CN104773042B公开了一种具有可变形结构的水陆两栖机器人，采用了关节腿和轮式组合的运动执行机构，其缺陷，一是足部的电机离地较近，在乱石林立的岛礁环境，电机易损坏，二是在崎岖较陡的环境，轮式足部爬行效率较低，三是在水中运动时不够灵活。

CN110154657A公开了一种适用特殊地形的水陆两栖机器人，采用足式运动执行机构，将提供浮力的浮筒置于足部，并用风机提供机器人在水面上的运动动力，其缺陷是在具有尖石的陆地环境浮筒易被破坏。

上述的各类形式均不具备潜入水下工作的功能。

CN110843439A公开了一种水陆两栖双球机器人，采用两个球体实现水陆两栖运动，并可以潜入水下，在水中也有较好的稳定性，其缺陷，一是在复杂的陆地环境行走很慢，二是在水中的运动速度较低。

CN208867805U公开了一种具备两个方向推进器组合运动的水陆两栖机器人，可在沼泽、沙地等环境运动，并可潜入水下，其缺陷是速度较低且在崎岖的陆地环境运动会受到很大的限制。

CN110626132A公开了一种水陆两栖机器人，采用PVDF材质作为行走支架，并在行走支架间设有薄膜，利用PVDF的电特性使行走支架变形，从而形成类似足式的运动。其缺陷，一是PVDF材质的变形量较小导致机器人行走和游动的速度很慢，二是在崎岖的陆地环境行走困难，三是这种形式不能适应较大较重的机器人。

上述所有形式的水陆两栖机器人，均不具备针对敌对单位和危险生物的攻击防御功能以及陆地、水面或水下环境的战斗对抗功能，在民用和军用领域的应用中都有较大的限制。

目前，在仿生尾方面也有较多的研究，但在现有技术中，仿生尾的摆动方向都有较大的限制。

CN1256259C公开了一种仿生机器鱼的柔性推进机构，采用两个电机分别拉紧和放松鱼尾鳍两侧的钢丝绳来控制鱼尾的柔性摆动，钢丝绳穿过限位孔。其缺陷，一是钢丝绳与限位孔摩擦较大，降低了力传递效率，二是该结构只能两个方向摆动，运动模式简单。

CN2811163Y公开了一种仿鱼尾推进系统的机械传动装置，采用电机驱动蜗轮蜗杆副带动偏心轮、滑动框架、拉杆及L型摆杆摆动，同时固定半齿轮又迫使传动齿轮组带动摆杆转动，摆杆末端有弹簧片和尾鳍，形成快速柔性摆动。其缺陷，一是只有两个方向的摆动，二是弯曲的弧度不能实时调整。