[发明专利]一种足板驱动型水陆两栖机器人

说明书

技术领域

本发明涉及水陆两栖机器人，具体地说是一种足板驱动型水陆两栖机器人。

背景技术

随着世界各海洋强国对海洋科学研究和海洋开发战略的深化与发展，海洋与陆地衔接的极浅水、碎浪带、拍岸浪区和滩涂地带成为近年来科学研究、环境监测、调查取样及军事领域等方面应用和关注的重点区域之一。当前国内外研究的水下机器人主要包括浮游式和爬行式，但这两种水下机器人的作业区域均存在一些局限性：在浅水和深水海域，当前的水下机器人具有一定的作业能力，而在极浅水、碎浪带和海滩区域作业能力较弱，甚至无法作业；而陆上应用的机器人对极浅水和碎浪带区域更是束手无策。水陆两栖机器人是一种集陆地和水中特定运动于一体的特种移动机器人，根据驱动机构和运动形式的不同，现有的水陆两栖机器人大致可以分为单一驱动型和复合驱动型两大类。单一驱动方式的水陆两栖机器人，无论是多足式、波动式、轮式、履带式等，都很难完全满足机器人在水中或者在陆地上的速度、越障、机动性、稳定性等方面的要求。为了实现水陆两栖机器人分别在水中和陆地上多种模式下的高性能运动，开发研制基于新式复合驱动机构的水陆两栖机器人成为近年来两栖机器人的重要研究方向和发展趋势之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有爬行和浮游多运动模式、综合运动性能良好的足板驱动型水陆两栖机器人，解决了现有水陆两栖机器人在两栖环境下运动模式单一，作业能力较弱，快速性、机动性、稳定性和越障能力等方面不足的问题，为近海岸的海洋开发和利用提供一种有效的高技术手段。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括前浮筒、中前浮筒、水密电子舱、中后浮筒、后浮筒、框架及足板驱动模块，所述框架上依次安装有前浮筒、中前浮筒、水密电子舱、中后浮筒及后浮筒，在框架上设有多组足板驱动模块，每组由两个足板驱动模块组成、对称安装在框架的两侧；所述足板驱动模块包括足板复合机构及驱动其旋转的驱动装置，通过足板复合机构的旋转实现两栖机器人的爬行或浮游。

其中：所述足板驱动模块为三组、六个，对称分布于框架的前端、中部及后端，六个足板驱动模块结构相同；所述足板驱动模块包括足板复合机构、驱动轴、足板舱盖、足板驱动电机组件及足板舱体，其中足板舱体的一端安装在框架上，另一端密封连接有足板舱盖；所述足板驱动电机组件作为驱动足板复合机构旋转的驱动装置固定在足板舱体的内部，足板驱动电机组件的输出轴与驱动轴的一端相连接，驱动轴的另一端由足板舱盖穿出、与足板复合机构相连接；在足板舱体上设有走线密封组件，足板驱动电机组件的电缆通过走线密封组件与水密电子舱内的电机驱动器组件电连接；足板舱体内设有固定法兰，足板驱动电机组件安装在固定法兰上，足板驱动电机组件的输出轴通过联轴器与驱动轴的一端相连接，联轴器通过第一轴承与固定法兰相连；足板舱体内设有套设在驱动轴上的旋转变压器，该旋转变压器的电缆通过走线密封组件与水密电子舱内的电机驱动器组件电连接；足板复合机构包括足板骨架及柔性体，足板骨架及柔性体为扁平状，足板骨架的一端与驱动轴的另一端相连接，足板骨架的另一端设有柔性体；驱动轴通过第二轴承及旋转密封件与足板舱盖相连接。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的两栖机器人基于足板驱动模块的总体结构形式，采用三组对称分布的足板驱动模块，满足机器人在水陆两栖条件的爬行和浮游多运动模式的需求，同时兼顾了机器人运动的稳定性、快速性和协调性。

2.本发明的两栖机器人的驱动装置采用集陆地爬行腿和水中摆动鳍双重功效于一身的足板复合机构，使机器人在具备多样化的运动形式和较好综合运动性能的同时，保障了系统结构的紧凑性和整体的小型化，减轻了机器人载体的重量。

3.本发明的两栖机器人的驱动装置采用模块化设计，各足板驱动模块分别为独立的模块结构，彼此之间互不干扰，便于驱动装置的维护和更换。

4.本发明的两栖机器人还具有运动灵活，越障能力强，环境适应性好等特点。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为图2中足板驱动模块的结构示意图；

图5为图4中足板复合机构的结构示意图；

图6a为本发明直线爬行运动实现原理图；

图6b为本发明转向爬行运动实现原理图；

图6c为本发明直线浮游运动实现原理图；

图6d为本发明转向浮游运动实现原理图；