[发明专利]一种基于仿生原理的多用途机器人

权利要求书

1.一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，包括：机器人主体、运动驱动装置、柔性鳍、感应装置和导航通讯天线，所述机器人主体包括主控制舱以及设置于主控制舱的中轴线上的主体框架，所述机器人主体的外表面设置有蒙皮，所述主体框架的左右两侧对称设置有运动驱动装置，每组所述运动驱动装置上均设置有柔性鳍，所述主控制舱的前后两侧对称设置有感应装置，所述感应装置用于检测机器人主体与障碍物距离信息；所述主控制舱上设置有导航通讯天线，所述导航通讯天线用于实时收发远程遥控指令和机器人的当前状态信息，同时接收卫星定位信息；所述主控制舱分别与运动驱动装置、感应装置和导航通讯天线通信连接，用于接收的数据信息进行分析处理，并根据处理结果驱动运动驱动装置协调摆动带动柔性鳍做周期向前或后平移的正弦曲面波动运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述主控制舱包括外壳、中央控制器、水深/环境感知传感器、姿态控制动力系统、姿态传感器、浮力调节器和电池组，所述水深/环境感知传感器用于对机器人本体所处深度/环境进行感知；所述姿态控制动力系统用于对机器人本体的姿态进行控制；所述姿态传感器用于获取机器人本体的姿态信息；所述浮力调节器用于控制浮力；所述电池组用于为系统提供能源，也是姿态调节控制的质量块；所述中央处理单元用于运动驱动装置、感应装置、导航通讯天线、水深/环境感知传感器、姿态控制动力系统姿态传感器、浮力调节器和电池组之间的信息协同与决策。

3.根据权利要求2所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述外壳包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述第一壳体与第二壳体之间、以及第二壳体与第三壳体之间均为可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述运动驱动装置由若干组舵机和舵机驱动杆构成，所述舵机设置于机器人主体上，所述舵机驱动杆的一端与舵机的输出轴连接，另一端与柔性鳍连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述柔性鳍的鳍面运动规律应满足如下函数关系：

其中，γ_i：为第i组柔性鳍的摆动幅度；R：为舵机驱动杆的长度；k：为摆动幅度系数：0≤k≤1，k越大柔性鳍摆动的上下幅度越大；μ：为运动方向标识位，向前运动时μ＝1，当向后运动时μ＝-1；m：为柔性鳍需要形成的完整正弦曲面数，m取正整数；i：为从机器人头部算起单侧舵机的编号顺序数；N：为单侧舵机的总数量；f：舵机摆动频率；t：函数时间变量；θ：为舵机驱动杆摆动中心平面相对机器人水平几何中心平面的偏移夹角，-90°≤θ≤90°，当机器人在水中航行时，偏移角θ＝0°；当机器人在陆地行走时，偏移角θ＝-90°；当机器人需要在冰下行走时，偏移角θ＝+90°。

6.根据权利要求4所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述舵机的摆动角度不小于270°。

7.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述感应装置包括左避障光电传感器、右避障光电传感器和声纳，所述左避障光电传感器、右避障光电传感器分别呈预定角度左右对称的布置于主控制舱的两侧，所述预定角度为30°至50°，所述声纳设置于主控制舱上且位于左避障光电传感器和右避障光电传感器之间。

8.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述主体框架由若干个组菱形的结构件沿轴线等距排列组成。

9.根据权利要求8所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述结构件两两之间设置有浮力材料。

10.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的多用途机器人，其特征在于，所述柔性鳍的前后两端均通过活动铰支与主控制舱连接。