[发明专利]一种水陆两栖仿生机器人

说明书

本发明属于特种机器人技术领域，涉及一种水陆两栖仿生机器人。所述的仿生机器人的头部、腹部和尾部依次相连，所述头部包括鸭脚结构、头部壳体和传动装置；所述鸭脚结构为仿鸭蹼的被动铰链式结构，包括鸭脚架和鸭脚掌；所述鸭脚掌对称通过铰链安装在鸭脚架上；鸭脚结构通过腿部结构固定在头部壳体的两侧，所述头部壳体为圆柱形封闭空壳，内部含有传动装置；所述传动装置包括驱动电机、主动锥齿轮和被动锥齿轮，驱动电机通过锥齿轮组将动力传至连杆以控制鸭脚结构运动。本发明的水陆两栖仿生机器人解决了水下动作难，结构复杂，成本过高等问题，给相关工作人员提供了很大的帮助，节省很多时间，成本低，机器人运行精度高，灵敏性好。

技术领域

本发明属于特种机器人技术领域，涉及一种水陆两栖仿生机器人。

背景技术

在脊椎动物的发展进化历程中，水陆两栖动物的发展历史最为悠久。由于它们是较早的从水下走出并在陆地上生活的脊椎动物，所以成为了由单栖过渡至两栖动物的典型代表。长久的进化发展使得两栖动物不仅能够在陆地上爬行，而且能在水中游动。他们既保存有来自鱼类祖先的水下生活性状，又有适应陆地生活的新性状，并且具备着强大的环境适应能力。所以，向自然界中的生物学习，采用仿生学原理，设计、研制新型的机器、设备、材料和完整的仿生系统，是近年来快速发展的研究领域之一。

近年来，随着海洋的战略地位愈发重要，水陆两栖机器人得到了极大的发展。由于海洋的环境复杂多变难以探索，所以如何设计出结构简单灵巧且适应性强的水陆两栖机器人成为机器人研究中的重中之重。科学家通过将仿生学和机器人两大学科相结合，提出了新的想法：水陆两栖仿生机器人。水陆两栖仿生机器人根据两栖生物的生理结构和运动方式进行设计。由于生物经过了亿万年的进化与演绎，其生物体模型对海洋和陆地环境的适应性强，所以水陆两栖仿生机器人将会更容易完成指定的水下工作。相比于单一的水下或陆地机器人，水陆两栖机器人具备陆地和水下两种运动方式，因此可以完成更多、更复杂的任务。

基于以上背景，针对国内外对两栖仿生机器人的需求，结合仿生学知识，提取了蛇、鸭的生物学特点，设计一种两栖仿生机器人，期望解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于满足现在水下探测任务的高要求性，提供一种水陆两栖仿生机器人，能够灵活高效的完成水下任务。

本发明的技术方案如下：

一种水陆两栖仿生机器人，包括头部、尾部和腹部；

所述的头部、腹部和尾部依次相连，所述的腹部可根据实际要求安装一个或多个。

所述头部包括鸭脚结构、头部壳体和传动装置；

所述鸭脚结构为仿鸭蹼的被动铰链式结构，包括鸭脚架和鸭脚掌；所述鸭脚掌对称通过铰链安装在鸭脚架上，能以90°角进行开合运动；鸭脚结构通过腿部结构固定在头部壳体的两侧，所述头部壳体为圆柱形封闭空壳，内部含有传动装置；所述传动装置包括驱动电机、主动锥齿轮和被动锥齿轮；驱动电机的输出端通过主动锥齿轮与被动锥齿轮齿合；被动锥齿轮与腿部结构相连，驱动电机通过锥齿轮组将动力传至连杆以控制鸭脚结构运动；所述腿部结构采用六个连杆构成的Klann连杆。

所述尾部包括鸭脚结构、尾部壳体、传动装置和螺旋桨；

所述尾部的鸭脚结构和传动装置与头部的相同；所述尾部壳体为圆柱形封闭空壳，内部设有传动装置；所述螺旋桨固定在尾部壳体的尾部，由传动装置的电机直接驱动，用于水下直线加速。

所述腹部包括腹部壳体和转弯装置；转弯装置固定在腹部壳体的上表面。所述腹部壳体为圆柱形封闭壳体，内部设有转弯装置的驱动模块和电源。所述的转弯装置包括舵机架A、舵机架B、舵机A和舵机B；所述的舵机架A固定在腹部壳体的上表面，舵机架A上固定舵机A，舵机A的另一端固定舵机架B，舵机架B上固定舵机B，舵机B的另一端固定舵机架C，舵机架A与舵机架B垂直，舵机架C与舵机架B平行。舵机的输出轴垂直安装，实现俯仰和偏航运动。