[发明专利]一种仿鳄鱼机器人

说明书

本发明公开了一种仿鳄鱼机器人，包括头部、尾部、前躯干、后躯干和绳驱摆动单元；头部活动连接于前躯干上；尾部活动连接于后躯干上；前躯干上设有两条可活动的前腿；后躯干上设有两条可活动的后腿；多个绳驱摆动单元依次活动连接于前躯干与后躯干之间；此方案能够利用绳驱摆动单元进行柔性驱动的摆动，即通过绳驱取替刚性驱动，摆动效果更为自然真实，并且能够实现大幅度的高频摆动，从而切实解决了刚性驱动难以适应大幅度且高频率摆动姿态的问题。

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，特别涉及一种仿鳄鱼机器人。

背景技术

仿生学通过了解生物的结构和功能原理来研制新型机械和技术，或解决机械技术方面的难题。科学家们将对自然界中生物结构和功能的研究应用于机器人，从而制造出具有生物结构和结构特性的仿生机器人。

目前与仿鳄鱼机器人类似的仿生机器人有多种，例如蛇形机器人、仿蝾螈机器人、四足机器人等。然而大多数机器人都采用刚性的驱动方式，伴随着各类问题。在关节处采用电机刚性驱动的仿生机器人往往重量重、驱动结构复杂、功耗高、可操作空间受限。

爬行动物的运动姿态复杂多变，对脊柱灵敏快速的反应要求高，且当爬行动物快速运动时，其脊柱会呈现大幅且快速摆动的状态，对驱动装置的协同控制提出了巨大挑战，刚性驱动的电机驱动方式很难适应如此大幅度且高频率的摆动姿态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿鳄鱼机器人，以解决刚性驱动难以适应大幅度且高频率摆动姿态的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种仿鳄鱼机器人，包括头部、尾部、前躯干、后躯干和绳驱摆动单元；所述头部活动连接于所述前躯干上；所述尾部活动连接于所述后躯干上；所述前躯干上设有两条可活动的前腿；所述后躯干上设有两条可活动的后腿；多个所述绳驱摆动单元依次活动连接于所述前躯干与所述后躯干之间，所述绳驱摆动单元包括纵杆、横杆、驱动盒、弹簧和驱动机构；多根所述纵杆以首尾相接的方式活动连接为可摆动的结构；多根所述横杆分别活动连接于多根所述纵杆的各个首尾相接处，所述横杆与所述纵杆之间具有活动至相互垂直的状态；两个所述驱动盒分别与多根所述纵杆首尾相接后的首尾处活动连接；多个所述弹簧连接于相邻的所述横杆之间，且所述横杆与所述驱动盒之间也连接有所述弹簧；所述驱动机构包括电机、绕线盘和驱动绳；所述电机用于驱动所述绕线盘自转；多个直径不同的所述绕线盘层叠布置于所述驱动盒内，多个所述绕线盘内均设有绕线孔；多根所述驱动绳分别穿过多个所述绕线孔以缠绕于多个所述绕线盘上，一根所述驱动绳穿过多根所述横杆后与另一个所述驱动盒连接固定，其余的所述驱动绳分别与其余的所述横杆连接固定。

在其中一个实施例中，所述尾部包括多块尾板和多个扭簧，多块所述尾板依次相互活动连接为可摆动的结构，多块所述尾板相互活动连接处均设有所述扭簧，所述扭簧用于将多块所述尾板的活动位置恢复至初始状态。

在其中一个实施例中，所述前腿包括第一前电机、第二前电机、第三前电机、第一前腿甲、第二前腿甲、第三前腿甲和前支撑球；两个所述第一前电机分别安装于所述前躯干的两侧，两个所述第一前电机分别与两个所述第一前腿甲连接，两个所述第一前电机分别用于带动两个所述第一前腿甲转动；两个所述第二前电机分别设于两个所述第一前腿甲内，两个所述第二前电机分别与两个所述第二前腿甲连接，两个所述第二前电机分别用于带动两个所述第二前腿甲转动，所述第二前腿甲的转动轴向与所述第一前腿甲的转动轴向相互垂直；两个所述第三前电机分别设于两个所述第二前腿甲内，两个所述第三前电机分别与两个所述第三前腿甲连接，两个所述第三前电机分别用于带动两个所述第三前腿甲转动，所述第三前腿甲的转动轴向与所述第二前腿甲的转动轴向相同；两个所述前支撑球分别与两个所述第三前腿甲连接，所述前支撑球用于与所述仿鳄鱼机器人的爬行面接触。