[发明专利]多足水下机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种可在水下工作的多足水下机器人。

背景技术

水下机器人是一种进行水下探测研究的工作机构，能潜入水中代替人类完成某些操作。随着人类水下观测开发活动的不断展开，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，对利用水下机器人来进行水下探测作业的需求不断增加。

为了完成各种复杂的水下作业，水下机器人的控制驱动机构必须能够操纵水下机器人做出各种运动姿态。在水下作业过程中，水下机器人具有进退、侧移、升沉、纵摇、横摇、首摇六个运动自由度。水下机器人作业的性质要求其在作业过程中姿态稳定，并具有快速灵活的轨迹与姿态调节、控制与稳定能力。目前，依靠螺旋桨推进是驱动水下机器人运动的主要形式。

螺旋桨推进的水下机器人虽然结构简单、制作方便，但是体积庞大、操作复杂、难以具有良好的姿态稳定能力。螺旋桨依靠悬浮推进，靠近海底时会出现拖底、坐底等情况，不便于近海底活动。螺旋桨的推进需要靠多螺旋桨差动，桨页旋转时会与水下植物发生缠绕。螺旋桨推进对水产生很大的扰动，因而能源消耗量较大，可有效工作时间较短，推进效率不高。

近年来还出现了大量基于仿生学的仿鱼机器人，仿螃蟹机器人、仿龙虾爬行式机器人，以及喷水推进的水下机器人等。根据仿生学制造的水下机器人虽然较为节能，活动较为灵活，但是水下环境，特别是海洋环境变幻莫测，不仅有风浪流，还有各种悬浮硬物块和海底岩石等，当前的仿生学机器人由于外形的特殊性，在与水下硬物发生碰撞时，会很容易造成不同程度的损坏。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种通过吸/排水方式在水下推进运动、能源消耗低、可适应水下多种环境的多足水下机器人。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多足水下机器人，包括一中心主体，为中空的球体，所述中心主体的表面均匀布设有多个连接孔，所述中心主体的内部装设有控制装置；每个所述连接孔都连接有一腿部，所述腿部包括前段和后段，所述后段与所述连接孔连接，所述前段的一端连接于所述后段，所述前段的另一端固定连接有一足部；所述前段内装设有活塞装置，所述足部内设有与所述活塞装置配合的水舱。

优选地，所述活塞装置包括：固定安装于所述前段内且与所述控制装置连接的驱动电机，连接于所述驱动电机输出轴的转轴，与所述转轴螺旋传动配合的活塞体，所述活塞体的前端与所述水舱滑动配合。

进一步优选地，所述活塞体包括一活塞推杆和固定连接于所述活塞推杆前端且与所述水舱滑动配合的活塞推板；所述活塞推杆与所述转轴螺旋传动配合，所述活塞推杆的后端固定装设有限位块；所述前段上设置有与所述限位块配合的限位凸沿。

进一步优选地，所述控制装置通过无线局域网控制所述驱动电机。

优选地，所述前段与所述后段通过带有锁紧装置的万向节连接。

优选地，所述后段与所述连接孔通过带有锁紧装置的万向节连接。

优选地，所述足部呈球瓣形，且所有的足部可以拼合成一个完整的球形。

优选地，所述中心主体的内壁上布设有三条圆形轨道，三条圆形轨道的轴线互相垂直；所述中心主体内还设有一可转动地支撑于所述圆形轨道上的球型内舱；所述控制装置装设于所述球型内舱内。

优选地，所述连接孔的数目设为八个，所述足部和所述腿部的数目也均相应地的设为八个。

如上所述，本发明的多足水下机器人，具有以下有益效果：

1.通过活塞装置的抽吸、推送实现水舱中的吸水、排水，进而改变整个多足水下机器人的重量和重心位置，实现水下机器人的浮沉或滚动前进；还可以通过控制活塞推板的抽/推速度和位置保证多足水下机器人浮沉或滚动前进的速度。

2.可以调节腿部的前段与后段之间，腿部与中心主体之间的相对位置，使多足机器人适应水下各种环境，并能起到自我保护作用。

3.装载有控制装置的球形内舱可以在中心主体内自由旋转，球形内舱的整体重心始终位于中心主体的球心以下，多足水下机器人滚动前进的过程中，使球形内舱始终保持直立状态，保证内部设备能够正常工作。

附图说明

图1显示为本发明多足水下机器人的示意图。

图2显示为本发明多足水下机器人的中心主体外部的示意图。

图3显示为本发明多足水下机器人的前段的示意图。

图4显示为本发明多足水下机器人的足部的示意图。

图5显示为本发明多足水下机器人的活塞装置的剖视图。

图6显示为本发明多足水下机器人的活塞体的示意图。