[发明专利]一种柔性仿生海蛇机器人

说明书

本发明涉及仿生机器人领域。目的是提供了一种柔性仿生海蛇机器人，该柔性仿生海蛇机器人应当运动自由度高，灵活性强，能够实现蜿蜒、直线、侧向等复杂运动，适合于水下复杂多变、空间狭窄环境进行作业，且水下状态可控性高，能够稳定采集并迅速传递相关信息。技术方案是：一种柔性仿生海蛇机器人，包括依次连接且分别由防水薄膜密闭包裹的蛇头、蛇身和蛇尾；所述蛇头、蛇尾直接固定连接在蛇身的两头。

技术领域

本发明涉及仿生机器人领域，具体是涉及一种柔性仿生海蛇机器人。

背景技术

随着科技的迅猛发展，仿生机器人逐渐成为研究热点。相比地面仿生机器人，水下仿生机器人作业环境特殊，具有更强的灵活性与适应性，能够在复杂多变的环境中准确、高效的完成作业，在未知坏境探测、海洋资源勘查、管道空间探索等领域都有广阔的应用前景。

目前，国内外已经有许多水下仿生机器人，以水母、鲨鱼、金枪鱼、蝠鲼等为原型，种类繁多、形式多样、功能各异，但是普遍体积、重量较大，自由度少，不够灵活。而仿生海蛇机器人，以身体柔软的海蛇作为原型，体积小，水压小，灵活度高，可以轻松穿梭于珊瑚礁等水下狭窄环境。

随着水下作业环境的愈加恶劣，不仅对探测机器人的需求变大，对其功能要求也越来越严格，现有的仿生海蛇机器人运动的自由度和灵活度不够高，运动不稳定，不能良好适应不同的水域环境，且控制驱动系统复杂，动力提供、图像采集、信息传递、定位导航等问题都需要解决。

发明内容

为了克服上述背景技术中的不足，本发明提供了一种柔性仿生海蛇机器人，该柔性仿生海蛇机器人应当运动自由度高，灵活性强，能够实现蜿蜒、直线、侧向等复杂运动，适合于水下复杂多变、空间狭窄环境进行作业，且水下状态可控性高，能够稳定采集并迅速传递相关信息。

本发明的技术方案是：

一种柔性仿生海蛇机器人，包括依次连接且分别由防水薄膜密闭包裹的蛇头、蛇身和蛇尾；所述蛇头、蛇尾直接固定连接在蛇身的两头。

所述蛇头包括蛇头外壳、微型摄像头、电源、主控单片机和多路舵机控制板；所述微型摄像头、电源、主控单片机和多路舵机控制板均固定安装在蛇头外壳内；所述蛇头外壳最前方开设有一个小孔，微型摄像头安装在该小孔处，以利于观察前方的情况。

所述蛇身包括一字形依次排列的若干转向机构、若干个一一安装有电机的电机支架、若干个杯式轴承(优选五个转向机构、四个电机、四个电机支架、四个杯式轴承)；两两转向机构之间依序通过装有电机的电机支架以及杯式轴承连接，其中电机支架与后一个转向机构连接，电机的输出轴通过杯式轴承与前一个转向机构连接。

所述转向机构包括舵机、金属主舵盘、多功能支架、L形支架、长U形支架。所述舵机通过多功能支架与L形支架连接，舵机的输出轴通过金属主舵盘与长U形支架的一条腿内侧固定连接，长U形支架的另一条腿与多功能支架铰接。

所述蛇头与蛇身的第一个转向机构的L形支架刚性连接，所述蛇尾与蛇身最后一个转向机构的长U形支架刚性连接。所述蛇身有固定安装声波传感器、磁场传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器和多通道无线通讯收发装置。

本发明的有益效果是：

运动自由度高，灵活性强，能够实现蜿蜒、直线、侧向等复杂运动，适合于水下复杂多变、空间狭窄环境进行作业，且水下状态可控性高，能够稳定采集并迅速传递相关信息。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例中蛇头的剖面结构示意图。

图3是图1中的A部放大结构示意图。

图4是本发明的运动状态示意图。

具体实施方式