[发明专利]水母仿生机器人

说明书

本发明提供一种水母仿生机器人，由水母头部、支撑座、柔性壳体、漂浮装置径向记忆合金弹片和轴向记忆合金弹片组成；所述柔性壳体为一类半球形的中空壳体，在其周向均布有多个径向记忆合金弹片，下部设有多个均布的轴向记忆合金弹片，所述轴向记忆合金弹片与所述径向记忆合金弹片相互垂直，所述柔性壳体通过径向记忆合金弹片与支撑座连接在一起；所述支撑座上方设有一半球形的水母头部，下方安装有漂浮装置，所述漂浮装置与水母头部通过螺纹连接密封并紧固在所述支撑座上；本发明不仅可以实现水母仿生机器人推进运动，而且能实现类似于真实水母的变向运动，且结构简单，仿生效果好。

所属技术领域

本发明涉及仿生机器人领域，特别是一种水母仿生机器人。

背景技术

目前，随着水下探测、水下运输的开发，水下机器人的开发得到越来越多的重视。在这其中，仿水母机器人由于其独特的流体动力推进原理，成为研究的热点。水母是一种无脊椎动物，它的运动主要是依靠径向分布的肌肉纤维收缩和伸长，进而带动柔性外壳的收缩和舒展，水流在壳体内腔的作用下运动，从而驱动了水母前行。水母的柔性外壳不是单纯的径向收缩，其外壳还会根据所需要前行的方向，力度大小调整其形态。调整形态后水母再通过收缩肌肉喷水时，就可以调整其运动前行的方向。

经过检索，公开号为CN101020498A的发明专利提供了一种机器仿生水母，它首次提出了一种采用电磁铁作为驱动本体，通过带动复位弹簧拉动挡板来实现收缩和舒展的效果，所述的装置采用两个腔体，通过反向控制两个腔体的运动来交替完成吸水和喷水的过程，进而实现水母的运动功能。但是这种方案的结构较为复杂，动作过程与真实水母也不相同，无法实现很好的仿生效果。公开号为 CN203305220U的发明提供了一种仿水母机器人，该水母机器人使用记忆合金丝作为驱动机器人柔性外壳的动力来源，通过记忆合金丝驱动尾鳍运动从而控制水母的运动方向。所述水母能够通过控制对记忆合金丝的通断电，实现记忆合金丝的往复变形，从而驱动水母运动，但是这种方式只有径向的记忆合金丝收缩变形，其方向变化是通过尾鳍实现的，这与自然界的水母并不相同，仿生效果不佳。

发明内容

为了克服现有的仿生水母机器人机构复杂、且仿生效果不佳的不足，本发明提供一种水母仿生机器人，该水母仿生机器人不仅能实现仿水母推进，而且能实现类似于水母的变向运动，且其构造与水母类似，仿生效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明由水母头部、支撑座、柔性壳体、漂浮装置和径向、轴向记忆合金弹片组成；所述柔性壳体为一类半球形的中空壳体，在其周向均布有多个径向记忆合金弹片，在其下部周向开有多个豁口，所述柔性壳体通过径向记忆合金弹片与支撑座连接在一起；所述支撑座上方设有一半球形的水母头部，其内部为中空状态，用于设置控制板、电源和通信装置，所述支撑座下方安装有漂浮装置，所述漂浮装置用于为水母仿生机器人提供浮力，稳定其在水中的状态；在柔性壳体下部周向还设有多个均布的轴向记忆合金弹片，所述轴向记忆合金弹片与所述径向记忆合金弹片相互垂直。

本发明实现其运动及转向的过程为：将水母仿生机器人置于水中，在漂浮装置的作用下水母仿生机器人可以稳定漂浮在水中；安装在水母头部的控制装置发出控制信号，使得水母柔性壳体周向均布的径向记忆合金弹片有规律的收缩，进而驱动水母仿生机器人向前运动；此时如果给布置在柔性壳体周边的一些轴向记忆合金弹片通电，则轴向记忆合金弹片也将收缩，此时柔性壳体径向收缩时的迎水面积发生改变，进而改变水母前进的方向。

本发明的有益效果是，不仅可以实现水母仿生机器人推进运动，而且能实现类似于真实水母的变向运动；且结构简单，仿生效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体效果图1。

图2是本发明的整体效果图2。

图3是本发明径向记忆合金弹片正常状态形态图。