[发明专利]一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人

摘要

本发明公开了一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，该仿生机器人由左摆动组件、右摆动组件、尾部摆动组件、支撑组件、左柔性翼和右柔性翼组成；左柔性翼与右柔性翼的结构相同，且以纵轴线为中心对称进行装配形成柔性机体，左摆动组件、右摆动组件、尾部摆动组件和支撑组件设置在柔性机体内部，气源设置在柔性机体的外部；支撑组件沿纵轴线设置，左摆动组件和右摆动组件分别安装在支撑组件的左、右两侧，尾部摆动组件安装在支撑组件的后端。左摆动组件与右摆动组件结构相同。该仿生机器人采用外置气源驱动气动人工肌肉实现仿生机器人在水中的前进、转弯和升沉运动。

主权项

1、一种柔性胸鳍摆动式水下仿生机器人，包括有气源和仿生结构体，其特征在于：所述仿生结构体由左摆动组件(1)、右摆动组件(2)、尾部摆动组件(3)、支撑组件(4)、左柔性翼(5)和右柔性翼(6)组成；左柔性翼(5)与右柔性翼(6)的结构相同，且以纵轴线为中心对称进行装配；左摆动组件(1)与右摆动组件(2)结构相同，左摆动组件(1)、右摆动组件(2)、尾部摆动组件(3)和支撑组件(4)设置在左柔性翼(5)与右柔性翼(6)的内部；支撑组件(4)沿纵轴线设置，左摆动组件(1)和右摆动组件(2)分别安装在支撑组件(4)的左、右两侧，尾部摆动组件(3)安装在支撑组件(4)的后端；支撑组件(4)包括有骨架(401)、配重块(402)、垫块(403)、接头(404)、连接件(405)；配重块(402)和垫块(403)安装在骨架(401)的下板面(4b)上；骨架(401)的上板面(4a)上开有用于A气管接头(41)、B气管接头(42)、C气管接头(43)、D气管接头(44)穿过的四个通孔，骨架(401)的后板面(4c)的背部安装有连接件(405)；垫块(403)上设有I螺纹孔(431)、J螺纹孔(432)，I螺纹孔(431)用于安装左柔性肋骨(101)，J螺纹孔(432)用于安装右柔性肋骨(201)，垫块(403)的上板面与接头(404)的下板面之间有一夹缝(406)，该夹缝(406)用于放置左柔性肋骨(101)、右柔性肋骨(201)；接头(404)的后板面(404a)上设有G螺纹孔(447)和H螺纹孔(448)，接头(404)的上板面(404b)上设有A螺纹孔(441)、B螺纹孔(442)、C螺纹孔(443)、D螺纹孔(444)，接头(404)的A侧板面(404c)上设有E螺纹孔(445)，接头(404)的B侧板面(404d)上设有F螺纹孔(446)，A螺纹孔(441)与G螺纹孔(447)导通，B螺纹孔(442)与H螺纹孔(448)导通，D螺纹孔(444)与E螺纹孔(445)导通，C螺纹孔(443)与F螺纹孔(446)导通；A螺纹孔(441)用于安装A气管接头(41)，A气管接头(41)与外部气源连接；G螺纹孔(447)上安装有用于与A通气管(45)连接的气管接头；由于A螺纹孔(441)与G螺纹孔(447)的导通，实现了外部为尾部A气动人工肌肉(302)提供压缩空气；B螺纹孔(442)用于安装B气管接头(42)，B气管接头(42)与外部气源连接；H螺纹孔(448)上安装有用于与B通气管(46)连接的气管接头；由于B螺纹孔(442)与H螺纹孔(448)的导通，实现了外部为尾部B气动人工肌肉(303)提供压缩空气；C螺纹孔(443)用于安装C气管接头(43)，C气管接头(43)与外部气源连接；F螺纹孔(446)内连接有左气动人工肌肉(102)的一端；由于C螺纹孔(443)与F螺纹孔(446)的导通，实现了外部为左气动人工肌肉(102)提供压缩空气；D螺纹孔(444)用于安装D气管接头(44)，D气管接头(44)与外部气源连接；E螺纹孔(445)内连接有右气动人工肌肉(202)的一端；由于D螺纹孔(444)与E螺纹孔(445)的导通，实现了外部为右气动人工肌肉(202)提供压缩空气；连接件(405)设计为“Z”字形，连接件(405)的安装面(451)为光滑面，连接件(405)的正面(455)从上至下设有A凸耳对(452)、尾板槽(454)、B凸耳对(453)，A凸耳对(452)中安装有尾部A气动人工肌肉(302)的前端，尾板槽(454)中安装有尾板的前端，B凸耳对(453)中安装有尾部B气动人工肌肉(303)的前端；左摆动组件(1)包括有左柔性肋骨(101)、左气动人工肌肉(102)、左拉绳(103)、A拉绳块(115)、两个拉绳导向件，即A滑线块(111)与A压板(113)组成第一个拉绳导向件，B滑线块(112)与B压板(114)组成第二个拉绳导向件；第一个拉绳导向件与第二个拉绳导向件的结构相同；左柔性肋骨(101)的根部(104)通过螺钉与I螺纹孔(431)的配合实现将左柔性肋骨(101)安装在垫块(403)上；左柔性肋骨(101)的上板面安装有A滑线块(111)、B滑线块(112)，左柔性肋骨(101)的下板面安装有A压板(113)、B压板(114)，A滑线块(111)与B滑线块(112)的结构相同，A压板(113)与B压板(114)的结构相同，A滑线块(111)上设有C光孔(111a)，C光孔(111a)内安装有滑套(111b)，滑套(111b)的中心开有C通孔(111c)，C通孔(111c)用于左拉绳(103)在其内进行滑动；B滑线块(112)与A压板(113)分别设置在左柔性肋骨(101)的上下板面，并通过螺钉与螺母安装在左柔性肋骨(101)上；左拉绳(103)的一端穿过A拉绳块(115)的C通孔(115c)后打结，左拉绳(103)的另一端穿过左柔性肋骨(101)上的A通孔(106)后打结；A拉绳块(115)为“凹”形结构，A拉绳块(115)的两凸耳上分别设有A销钉孔(115a)、B销钉孔(115b)，且A销钉孔(115a)与B销钉孔(115b)同轴，通过在A销钉孔(115a)与B销钉孔(115b)的孔内放置一个销钉实现将左气动人工肌肉(102)的另一端与A拉绳块(115)的连接；A拉绳块(115)的底部中心设有C通孔(115c)，该C通孔(115c)用于左拉绳(103)穿过；左气动人工肌肉(102)的一端连接在接头(404)的F螺纹孔(446)中，左气动人工肌肉(102)的另一端连接在A拉绳块(115)上；右摆动组件(2)包括有右柔性肋骨(201)、右气动人工肌肉(202)、右拉绳(203)、B拉绳块(215)、两个拉绳导向件，即C滑线块(211)与C压板(213)组成第三个拉绳导向件，D滑线块(212)与D压板(214)组成第四个拉绳导向件；B拉绳块(215)与A拉绳块(115)的结构相同；第一个拉绳导向件、第二个拉绳导向件、第三个拉绳导向件和第四个拉绳导向件的结构相同；右柔性肋骨(201)与左柔性肋骨(101)的结构相同；右柔性肋骨(201)的上板面安装有C滑线块(211)、C滑线块(212)，右柔性肋骨(201)的下板面安装有C压板(213)、D压板(214)；右拉绳(203)的一端穿过B拉绳块(215)上的通孔后打结，右拉绳(203)的另一端穿过右柔性肋骨(201)上的B通孔(206)后打结；B拉绳块(215)与A拉绳块(115)的结构相同，通过一个销钉实现将右气动人工肌肉(202)的另一端与B拉绳块(215)的连接，右拉绳(203)穿过B拉绳块(215)底部的通孔后打结；右气动人工肌肉(202)的一端连接在接头(404)的E螺纹孔(445)中，右气动人工肌肉(202)的另一端连接在B拉绳块(215)上；右气动人工肌肉(202)的一端与E螺纹孔(445)的连接；尾部摆动组件(3)包括有尾部柔性板(301)、尾部A气动人工肌肉(302)、尾部B气动人工肌肉(303)、上拉件(305)、下拉件(307)；尾部柔性板(301)为一个箭头形状，尾部柔性板(301)的根部安装在连接件(405)的尾板槽(454)内；尾部A气动人工肌肉(302)的前端(302a)安装在连接件(405)的A凸耳对(452)中，且前端(302a)上设有E气管接头(3a)，E气管接头(3a)上连接有A通气管(45)，A通气管(45)的另一端与G气管接头连接，接头(404)的A螺纹孔(441)中安装有A气管接头(41)，A气管接头(41)与外部气源连接；尾部A气动人工肌肉(302)的后端(302b)通过上拉绳(304)实现与上拉件(305)的连接，上拉件(305)安装在尾部柔性板(301)的上板面上；尾部B气动人工肌肉(303)的前端(303a)安装在连接件(405)的B凸耳对(453)中，且前端(303a)上设有F气管接头(3b)，F气管接头(3b)上连接有B通气管(46)，B通气管(46)的另一端与H气管接头连接，接头(404)的B螺纹孔(442)中安装有B气管接头(42)，B气管接头(42)与外部气源连接；尾部B气动人工肌肉(303)的后端(303b)通过下拉绳(306)实现与下拉件(307)的连接，下拉件(306)安装在尾部柔性板(301)的下板面上；上拉件(305)与下拉件(307)的结构相同，上拉件(305)为一“T”型结构件，上拉件(305)中部的凸起上设有E通孔(305a)，E通孔(305a)用于上拉绳(304)穿过，上拉件(305)的底部平台上设有F通孔(305b)；左柔性翼(5)上设有左空腔(501)、左柔性翼(5)的接合处设有A半圆孔(503)、B半圆孔(504)，左柔性翼(5)的上壳板上设有G通孔(502)，该G通孔(502)用于C气管接头(43)穿过；右柔性翼(6)上设有右空腔(601)、右柔性翼(6)的接合处设有C半圆孔(603)、D半圆孔(604)，右柔性翼(6)的上壳板上设有H通孔(602)，该H通孔(602)用于D气管接头(44)穿过；左柔性翼(5)与右柔性翼(6)装配在一起时，A半圆孔(503)与C半圆孔(603)形成一个完整的通孔，该通孔用于B气管接头(44)穿过，B半圆孔(504)与D半圆孔(604)形成另一个完整的通孔，该通孔用于A气管接头(41)穿过；左柔性翼(5)与右柔性翼(6)的接合处采用单组分硅橡胶或者双组份硅橡胶的柔性材料灌封粘接。