[发明专利]仿生机器人喷水式足端机构

说明书

本发明实施例公开了一种仿生机器人喷水式足端机构，所述喷水式足端机构包括导管部和电机部，所述电机部沿所述导管部的轴线固定连接于所述导管部内；所述导管部由喷水口、进水导流格栅、电机固定外壳依次固定连接构成；所述电机部由螺旋桨、电机构成，所述螺旋桨固定连接于所述电机上，受所述电机驱动而转动；所述进水导流格栅是所述螺旋桨外围安装的带侧面镂空的套筒，所述进水导流格栅的镂空部作为喷水式足端机构的进水口，所述喷水口作为喷水式足端机构的出水口。本发明采用进水导流格栅作为进水口，既可在进水的同时不过多抑制推力，又可以起到对电机部的内部水流的导流作用，以提高推进效率。

技术领域

本发明涉及仿生机器人领域，具体地涉及一种仿生机器人喷水式足端机构。

背景技术

随着对海洋资源的重视，人们对海洋探测技术和设备有更高的需求。针对浅滩过渡环境下的监视跟踪两栖目标、监测珊瑚礁内生物、采集海底岩缝矿物等任务，专利申请CN108859637A公开提出了一种具有高机动性、高隐蔽性、高位置精度、支持多模式灵活运动的小型两栖球形机器人。机器人具有两种运动模式，水下采用喷水推进器实现三维空间的运动，陆地上采用腿式驱动机构，实现不同步态的爬行。此外，专利申请CN108820169A公开提出了一种电动导管式喷水推进器，该喷水推进器保护性能好、噪音低，且能够满足机器人在水中快速运动以及实现上下浮沉的使用要求。但是其也有不足之处，具体是，机器人目前使用喷水推进器的推力不足，无法满足机器人更快速地完成上浮下潜的动作；机器人在陆地上进行爬行时，机器人腿部驱动结构直接作用于地面，造成喷水推进器负载大，易损坏；而且，机器人在陆地上进行爬行和水中推进时，机器人无法对于自身姿态进行判断和自我调整。

发明内容

基于以上的至少一个问题，一方面，本发明提出一种仿生机器人喷水式足端机构，所述喷水式足端机构包括导管部和电机部，所述电机部沿所述导管部的轴线固定连接于所述导管部内；

所述导管部由喷水口、进水导流格栅、电机固定外壳依次固定连接构成；

所述电机部由螺旋桨、电机构成，所述螺旋桨固定连接于所述电机上，受所述电机驱动而转动；

所述进水导流格栅是所述螺旋桨外围安装的带侧面镂空的套筒，所述进水导流格栅的镂空部作为喷水式足端机构的进水口，所述喷水口作为喷水式足端机构的出水口。

进一步的，所述镂空部沿所述螺旋桨远离所述喷水口的轴向一端延伸。

进一步的，所述喷水口采用圆台形网格状结构，所述喷水口的喷口断面的面积小于所述进水导流格栅的水流截面的面积。

进一步的，所述喷水式足端机构还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧抵接于所述喷水口与所述进水导流格栅之间。

进一步的，所述进水导流格栅靠近所述喷水口的一端还设有延长段，在所述延长段的侧面上设有固定件，所述固定件与所述喷水口侧面设置的滑动槽滑动连接。

进一步的，所述延长段部分伸入于所述喷水口内，靠近所述镂空部的一端还设有弹簧缓冲挡圈，用于抵接所述缓冲弹簧。

进一步的，所述喷水式足端机构还包括压力传感器、传感器固定支架；

所述喷水式足端机构通过所述传感器固定支架与机器人的腿部结构连接；

所述压力传感器的一端与所述电机固定外壳固定连接，另一端与所述传感器固定支架固定连接。

进一步的，所述喷水式足端机构的桨叶转动直径为30-40mm；

所述导管部的长度为140-160mm，最大直径为45-60mm。

另一方面，本发明还提供了一种仿生机器人，所述仿生机器人包括壳体、隔板、腿部，所述壳体与所述隔板形成密封舱，所述腿部包括如上述的任一种喷水式足端机构。