[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

说明书

本发明公开了一种基于折纸结构的履带式水下机器人及其控制方法，具体来说是提供一种结构简单、推进力大、响应速度快的水下机器人；本装置包括车体、折纸驱动轮、折纸履带和控制系统，折纸驱动轮和折纸履带均由多个平面纸张结构折叠而成，折纸驱动轮与折纸履带通过折纸结构的峰面和谷面相连接，通过控制系统对折纸驱动轮的转动和折纸履带的折叠、展开的控制，实现车体不同形式的运动；本发明还公开了相应控制方法，涉及水下机器人技术领域，更具体的说是涉及一种基于折纸结构的履带式水下机器人及其控制方法。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，更具体的说是涉及一种基于折纸结构的履带式水下机器人及其控制方法。

背景技术

随着科技的发展和人类海洋开发的步伐不断加快，水下机器人技术在海洋资源探测、水下考古、水污染探测等领域有广阔的应用前景；现阶段有多种类型的水下机器人，包括螺旋桨时、轮式、仿生式及喷射式等；但是传统的水下机器人仍然存在推进力小、响应速度慢，结构复杂等问题；随着折纸结构在工程领域日益广泛的应用，折纸结构凭借其良好的折叠特性和大折展比被广泛应用于机器人的设计中，故可以将折纸结构的应用拓展到水下领域。

因此，如何提供一种结构简单、推进力大、响应速度快的水下机器人，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于折纸结构的履带式水下机器人及其控制方法，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于折纸结构的履带式水下机器人，包括：

车体；所述车体内部固定有4个两两对称布置的电机；

折纸驱动轮；所述折纸驱动轮的数量为4个，且两两对称设置在所述车体两侧，所述折纸驱动轮由多个平面纸张结构折叠而成，并分别通过传动结构与所述电机的输出轴连接；

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

控制系统；所述控制系统固定设置在所述车体内部，用于控制所述折纸驱动轮的转动和所述折纸履带的折叠、展开。

通过上述技术方案，本发明提供的装置中，包括车体、折纸驱动轮、折纸履带和控制系统，折纸驱动轮和折纸履带均由多个平面纸张结构折叠而成，折纸驱动轮与折纸履带通过折纸结构的峰面和谷面相连接，通过控制系统对折纸驱动轮的转动和折纸履带的折叠、展开的控制，实现车体不同形式的运动，本装置结构简单、推进力大、响应速度快。

优选的，在上述一种基于折纸结构的履带式水下机器人中，所述折纸驱动轮和所述折纸履带由平面纸张根据Waterbomb折痕折叠而成，所述折纸驱动轮由1×8个六折痕折纸单元首尾连接折叠而成；所述折纸履带由3×20个六折痕折纸单元首尾连接折叠而成。结构简单，每个单元由于折叠形成凹槽，每个单元连接处形成一个峰面；随着电机连续转动，折纸驱动轮随着电机同步转动。

优选的，在上述一种基于折纸结构的履带式水下机器人中，所述折纸驱动轮与所述折纸履带内外表面均附有防水薄膜，且所述折纸驱动轮的Waterbomb单元结构向外凸起，所述折纸履带的Waterbomb单元结构向内凹陷；所述折纸驱动轮与所述折纸履带通过折纸结构的峰面和谷面相连接。结构简单，折纸驱动轮通过Waterbomb单元的凹槽结构带动履带转动，折纸履带以类似桨的方式划水，提供动力。

优选的，在上述一种基于折纸结构的履带式水下机器人中，所述控制系统包括2个控制器，2个所述控制器分别布置在所述车体内部的两侧且互相平行；所述控制器控制所述折纸驱动轮的转动和所述折纸履带的折叠、展开。结构简单，操作便捷。