[发明专利]一种基于折纸结构的履带式水下机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，基于折纸结构的履带式水下机器人包括：

车体（1）；所述车体（1）内部固定有4个两两对称布置的电机（6）；

折纸驱动轮（2）；所述折纸驱动轮（2）的数量为4个，且两两对称设置在所述车体（1）两侧，所述折纸驱动轮（2）由多个平面纸张结构折叠而成，并分别通过传动结构（5）与所述电机（6）的输出轴连接；

折纸履带（3）；所述折纸履带（3）由多个平面纸张结构折叠而成，所述折纸履带（3）的数量为2个，且分别套装在所述车体（1）同侧的2个所述折纸驱动轮（2）外侧；所述折纸履带（3）的内侧折痕与所述折纸驱动轮（2）的外侧折痕能够实现配合；

所述折纸驱动轮（2）和所述折纸履带（3）由平面纸张根据Waterbomb折痕折叠而成，所述折纸驱动轮（2）由1×8个六折痕折纸单元首尾连接折叠而成；所述折纸履带（3）由3×20个六折痕折纸单元首尾连接折叠而成； 所述折纸驱动轮（2）与所述折纸履带（3）内外表面均附有防水薄膜，且所述折纸驱动轮（2）的Waterbomb单元结构向外凸起，所述折纸履带（3）的Waterbomb单元结构向内凹陷；所述折纸驱动轮（2）与所述折纸履带（3）通过折纸结构的峰面和谷面相连接；

控制系统（4）；所述控制系统（4）固定设置在所述车体（1）内部，用于控制所述折纸驱动轮（2）的转动和所述折纸履带（3）的折叠、展开；

控制方法，包括：

前进控制：所述电机（6）连续转动，所述控制系统（4）控制两侧的所述折纸驱动轮（2）同方向转动，并带动所述折纸履带（3）转动，两侧的所述折纸履带（3）产生向后的推力，控制所述车体（1）向前运动，实现前进控制；

转向控制：所述电机（6）连续转动，所述控制系统（4）控制同一侧的2个所述折纸驱动轮（2）反方向转动，其同侧的所述折纸履带（3）折叠，所述控制系统（4）控制另一侧的2个所述折纸驱动轮（2）同方向转动，且另一侧所述折纸履带（3）的推力保持不变，两侧的所述折纸驱动轮（2）形成差速，实现所述车体（1）的转向控制；

调头控制：所述电机（6）连续转动，所述控制系统（4）控制两侧的所述折纸驱动轮（2）反方向转动，并带动所述折纸履带（3）转动，两侧的受力方向相反，形成一个转动力矩，所述车体（1）原地转动，实现调头控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，所述控制系统（4）包括2个控制器（41），2个所述控制器（41）分别布置在所述车体（1）内部的两侧且互相平行；所述控制器（41）控制所述折纸驱动轮（2）的转动和所述折纸履带（3）的折叠、展开。

3.根据权利要求2所述的一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，所述车体（1）为矩形结构，所述车体（1）内部还设置有电池（7）和导线（8）；所述电池（7）的数量为2个，2个所述电池（7）分别布置在所述车体（1）内部的两侧，并分别与2个所述控制器（41）平行；所述导线（8）的数量为2组，分别与设置在所述车体（1）内部两侧的所述控制器（41）、所述电机（6）和所述电池（7）连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，所述电机（6）的数量为4个，分别设置在所述车体（1）的四个边角处，且所述电机（6）体积的3/4位于所述车体（1）内部，所述电机（6）体积的1/4位于所述车体（1）外部。

5.根据权利要求4所述的一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，所述电机（6）外壳为无缝隙硬塑料壳，所述电机（6）外壳与前后端面之间设置有橡胶圈和密封垫；且所述电机（6）与所述车体（1）的安装处均涂有硅胶。

6.根据权利要求1所述的一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，所述折纸驱动轮（2）与所述传动结构（5）通过防水粘剂固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于折纸结构的履带式水下机器人的控制方法，其特征在于，所述折纸驱动轮（2）与所述折纸履带（3）均为中空折纸结构。