[发明专利]一种基于空气润滑的仿生水陆两栖型机器人

说明书

本公开是有关于一种基于空气润滑的仿生水陆两栖型机器人，包括依次连接的一头顶部、一头部、一中部和一尾部，在所述中部的外壁设置一环带区域，在所述环带区域与所述中部的内壁之间包括一空腔，且在所述环带区域表面开设多个空气润滑斜孔；在所述中部的内部还安装有一空气润滑机构，该空气润滑机构中存储有压缩气体，并通过一气体传输通路连通于所述空腔，使得所述空气润滑机构中的气体通过所述气体传输通路进入所述空腔，并从所述多个空气润滑斜孔喷出。本公开第一次将空气润滑技术引入水陆两栖型机器人，以实现跨介质运动，使其较于现有的其他水陆两栖型机器人，更适用于南北极等较恶劣环境下的资源勘探等工作。

技术领域

本公开涉及仿生两栖型机器人技术领域，尤其涉及一种基于空气润滑的仿生水陆两栖型机器人。

背景技术

现代信息化条件下的战争对无人作战装备产生了越来越高的依赖和要求，但单一环境机器人在一些特殊场合很难完成任务，因此，启发于水陆两栖类动物的水陆两栖型机器人受到了研究者们的关注。值得注意的是，结合了陆地机器人和水下机器人优势的水陆两栖型机器人，不仅在军事领域有很大的应用潜力，而且在资源勘察、环境保护以及科学调研等领域也有很大的应用价值。

水陆两栖型机器人根据运动方式主要可以分为腿式和蛇形两种。其中，对于腿式来说：公开号CN111251797A的中国专利申请公开了一种拥有步行足和游泳足的水陆两栖机器人，在陆地上利用三对步行足行走，在水下利用两个游泳足游动，并通过三对步行足调节重心以实现滑翔模态。公开号CN110027692A的中国专利申请公开了一种基于波动鳍推进的水陆两栖机器人，通过正弦运动的波动鳍与地面的静摩擦力以及与推动水流的反作用力实现水陆两栖运动。

对于蛇形来说：公开号CN106346462A的中国专利申请公开了一种模块化关节的蛇形两栖机器人，每一个模块上设置了两个舵机以实现俯仰和偏航运动，这种模块化的设计简化了结构，提高了稳定性和灵活性。

除此之外，部分研究通过结合腿式和蛇形以实现多模态运动。公开号CN101456341A的中国专利申请公开了一种多模态仿生两栖机器人，其通过头部胸鳍/轮桨机构切换模态，在陆地上运动时，切换为轮浆驱动，并利用尾部的辅助轮支撑身体；在水下运动时，切换为胸鳍控制方向，尾部的多关节仿鱼推进单元用于推进。

然而，相关的水陆两栖型机器人研究在进行水陆环境切换时，局限于坡度较缓的变化带，这使其在南北极等较恶劣环境下的作业能力差强人意。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决应用于南北极等较恶劣环境下的水陆两栖型机器人，受启发于南极具有两栖行为的生物，本公开提供了一种基于空气润滑的仿生水陆两栖型机器人，通过改进现有的推进装置，提高水下和跨介质运动的速度，实现了水陆两栖运动。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本公开采用的技术解决方案如下：

一种基于空气润滑的仿生水陆两栖型机器人，包括依次连接的一头顶部6、一头部5、一中部3和一尾部2，其中：在所述中部3的外壁设置一环带区域，在所述环带区域与所述中部3的内壁之间包括一空腔，且在所述环带区域表面开设多个空气润滑斜孔；在所述中部3的内部还安装有一空气润滑机构，该空气润滑机构中存储有压缩气体，并通过一气体传输通路连通于所述空腔，使得所述空气润滑机构中的气体通过所述气体传输通路进入所述空腔，并从所述多个空气润滑斜孔喷出。

上述方案中，所述仿生水陆两栖型机器人整体呈流线型，各组成部分的外壁之间采用静密封结构设计。

上述方案中，在所述头部5的两侧安装有两个胸鳍4，在所述头部5内部安装有用于驱动两个胸鳍4使所述仿生水陆两栖型机器人进行平面运动的舵机45和电机10，在水下运动阶段，所述仿生水陆两栖型机器人通过分别由舵机45和电机10控制的两个自由度，驱动两个胸鳍4，实现平行于水平面的运动。