[发明专利]一种仿生水黾机器人及其运动控制方法

权利要求书

1.一种仿生水黾机器人，包括主体框架(1)，分别连接于所主体框架(1)前后两端的一对前支撑腿(2)和一对后支撑腿(3)，对称设于所述主体框架(1)两侧且位于所述前支撑腿(2)和后支撑腿(3)之间的一对驱动腿(4)，以及连接所述驱动腿(4)且用于驱动所述驱动腿(4)进行往复摆动的传动装置(5)，其特征在于，所述前支撑腿(2)和后支撑腿(3)与水面接触的部分为经过超疏水处理的部分，所述驱动腿(4)的摆动平面与水面的夹角α为14°～16°。

2.根据权利要求1所述的仿生水黾机器人，其特征在于，每个前支撑腿(2)包括一端与所述主体框架(1)铰接的第一连接腿(21)，铰接在所述第一连接腿(21)另一端的第一疏水板(22)，所述后支撑腿(3)包括一端与所述主体框架(1)铰接的第二连接腿(31)，铰接在所述第二连接腿(31)另一端的第二疏水板(32)，所述第一连接腿(21)的长度大于所述第二连接腿(31)的长度，所述第一疏水板(22)和第二疏水板(32)与水面保持平行。

3.根据权利要求2所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述第一疏水板(22)和第二疏水板(32)均为铝板，所述铝板表面均匀设有微米级凹槽，所述铝板表面还涂覆有超疏水涂层。

4.根据权利要求3所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述微米级凹槽的大小为0.5μm～5μm。

5.根据权利要求4所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述超疏水涂层为十三氟辛基三甲氧基硅烷和乙醇的混合涂层。

6.根据权利要求5所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述第一疏水板(22)和第二疏水板(32)表面的接触角为149°～151°。

7.根据权利要求1所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述传动装置(5)包括驱动电机(51)，连接所述驱动电机(51)的主动齿轮(52)，与所述主动齿轮(52)啮合的第一从动齿轮(53)，与所述第一从动齿轮(53)啮合的第二从动齿轮(54)，以及与所述第二从动齿轮(54)啮合的第三从动齿轮(55)，以及两端分别转动连接每个驱动腿(4)和所述主体框架(1)的辅助连杆(56)，一对驱动腿(4)分别与所述第二从动齿轮(54)和第三从动齿轮(55)的齿轮盘面活动铰接，所述第二从动齿轮(54)和第三从动齿轮(55)的直径相同。

8.根据权利要求7所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述驱动腿(4)远离齿轮盘面的一端设有划水板(41)，所述划水板(41)朝向水面延伸出一段距离。

9.根据权利要求1所述的仿生水黾机器人，其特征在于，所述主体框架(1)的顶部还设有搭载平台(11)。

10.一种仿生水黾机器人的运动控制方法，其特征在于：

驱动腿(4)的初始位置为：驱动腿(4)的轴线与水面的夹角θ为14°～16°，驱动腿(4)的轴线与前支撑腿(2)和后支撑腿(3)的对称线的夹角β为29°～31°，且所述驱动腿(4)的初始位置朝向前支撑腿(2)方向；

所述驱动腿(4)从初始位置开始摆动，在竖直方向所述驱动腿(4)做朝向水面的上下运动，在水平方向所述驱动腿(4)做由前支撑腿(2)朝向后支撑腿(3)的前后摆动运动，当驱动腿(4)前后摆动达到0°且竖直方向运动至0°时，划水板(41)接触水面，驱动腿(4)进入划水阶段，产生推力推动仿生水黾机器人前进；当驱动腿(4)前后摆动达到-29°～-31°且竖直方向运动至-14°～-16°时，驱动腿(4)结束划水阶段并开始往回摆动，直至驱动腿(4)恢复到初始位置，完成一个运动过程。