[发明专利]一种复合驱动式仿生两栖机器人

说明书

本发明公开了一种复合驱动式仿生两栖机器人，包括壳体，壳体上设置若干能沿其外表面伸缩的伸缩棘刺，壳体内部设置密封舱、控制装置和沉浮装置，密封舱内设置控制装置，控制装置通过沉浮装置调节水气比使机器人上浮下沉，伸缩棘刺包括外立柱、中间立柱、内立柱、蜗杆、蜗轮从动块、电机一、小丝杆、大丝杆，外立柱、中间立柱、内立柱互相嵌套，电机一与蜗杆相连，蜗杆通过蜗轮从动块与小丝杆相连，小丝杆与大丝杆螺纹嵌套连接，内立柱与大丝杆相连，内立柱上设置无轴喷水推进装置，外立柱靠近中间立柱处设置进出水装置。本发明能够根据不同的外部环境，调整外形、驱动模式，在陆地、水中，尤其是沙地、砾石等非平滑地面都能智能避障、灵活运动。

技术领域

本发明属于运动机器人，具体为一种复合驱动式仿生两栖机器人。

背景技术

两栖机器人具有同时适应水陆两栖环境、多功能运动模式等技术优势，在目前机器人作业环境日益多元化和复杂化的情况下具有广阔的应用前景。根据行走机构的不同，两栖机器人可分为球形两栖机器人、腿式两栖机器人等，球形机器人具有对称的结构和多自由度的运动状态特性，但对非平滑路面地形的适应能力较差，在水中转向难度较大；腿式两栖机器人具有很强的越障能力，并且对环境的适应能力很强，腿式两栖机器人的缺点在于其控制系统非常复杂，并且行走时的平稳性偏差。

申请号为201911073737.5的中国专利公开了一种多功能水下仿生机器人，伸缩装置采用电动数控步进电机滑台直线模组，推力不高。各条机械腿均包括仿生机械腿外壳、二自由度装置、二自由度装置保护壳、仿生机械腿外壳、伸缩装置、膝关节舵机组件，通过水翼运动过程中机械腿的拍打，水产生反作用力推进它们前进，但机械腿与水面接触面积更大，产生的阻力相应较大。

现有的浮沉可控的增氧装置及控制方法利用浮沉可控的增氧装置及控制方法通过水泵与壳套来实现调控壳套内部的水体容置腔室内水体量实现控制叶轮方向的重量调控，进而进一步实现浮力调控。需要使用水泵，机器人在水下运行时的功耗较高。

总的来说，现有的两栖机器人存在环境适应能力差、作业范围有限、运动灵活度低、运行效率低的缺点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种在能够智能避障、灵活运动的复合驱动式仿生两栖机器人。

技术方案：本发明所述的一种复合驱动式仿生两栖机器人，包括壳体，壳体上设置若干能沿其外表面伸缩的伸缩棘刺，壳体内部设置密封舱、控制装置和沉浮装置，密封舱内设置控制装置，控制装置通过沉浮装置调节水气比使机器人上浮下沉，伸缩棘刺包括外立柱、中间立柱、内立柱、蜗杆、蜗轮从动块、电机一、小丝杆、大丝杆，外立柱、中间立柱、内立柱互相嵌套，电机一与蜗杆相连，蜗杆通过蜗轮从动块与小丝杆相连，小丝杆与大丝杆螺纹嵌套连接，内立柱与大丝杆相连，通过大丝杆转动带动内立柱直线运动，内立柱上设置无轴喷水推进装置，外立柱靠近中间立柱处设置进出水装置。

进一步地，无轴喷水推进装置包括第一水流控制盖、吸水口、内立柱水流通道、电机转子、轮缘叶片和喷水口，第一水流控制盖与控制装置相连，第一水流控制盖打开时，吸水口让外部水流进入内立柱水流通道，电机转子与轮缘叶片相连，喷水口设置在内立柱顶部。吸水口与吸水单向阀相连，喷水口与喷水单向阀相连，防止水流循环倒流。

进一步地，进出水装置包括进出水口、第二水流控制盖、外立柱外圈通道和通孔，第二水流控制盖与控制装置相连，通孔设置在外立柱表面，第二水流控制盖打开时，进出水口让外部水流进入外立柱外圈通道，再通过通孔流入沉浮装置。通孔与逆止阀相连，防止水流循环倒流。

进一步地，控制装置包括电机二、伺服舵机、偏心配重块和支撑板，电机二设置在壳体的转动轴线上，并与支撑板相连，伺服舵机设在与电机二所在轴线垂直的另一条轴线上，伺服舵机与偏心配重块相连。支撑板通过外球面轴承与壳体固定连接。

进一步地，沉浮装置包括压载舱、空气压缩机和软管，壳体与密封舱之间设置压载舱，空气压缩机通过软管与伸缩棘刺相连。