[发明专利]一种仿生水母的推进机构及仿生水母机器人

说明书

本发明公开了一种仿生水母的推进机构及仿生水母机器人，驱动机构包括壳体，壳体的一端为呈半球形的头部，另一端为尾部；壳体外侧的中部铰接有第一摆臂，第一摆臂的另一端朝向壳体的尾部倾斜设置，并铰接有第二摆臂，第一摆臂和第二摆臂之间还设置有第一限位机构；壳体的外侧具有沿径向延伸设置的支撑柱，支撑柱与第一摆臂一一对应设置，支撑柱的端部可转动地设置有第一导向轮；壳体内设置有缠绕拉绳的线轮和用于驱动线轮转动的舵机，线轮上的拉绳穿过壳体并绕过第一导向轮连接至第一摆臂；第一摆臂和壳体之间还连接有用于收拢第一摆臂的弹性件。本发明的仿生水母的推进机构及仿生水母机器人均具有结构简单，运动灵活性好等优点。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，特别的涉及一种仿生水母的推进机构及仿生水母机器人。

背景技术

随着水下机器人技术的不断发展，水下机器人为海洋生物的研究带来了极大的便利，然而，传统的水下机器人主要采用螺旋桨进行驱动，高速运转的螺旋桨的搅动会对水下生物造成惊扰，影响对水下生物的观测和研究，另外，旋转的螺旋桨还会对水下生物造成物理伤害。

仿生水母机器人是模拟水母运动方式的仿生机器人，水母是一种无脊椎动物，它的运动主要是依靠径向分布的肌肉纤维收缩和伸长，进而带动柔性外壳的收缩和舒展，水流在壳体内腔的作用下运动，从而驱动了水母前行。水母的柔性外壳不是单纯的径向收缩，其外壳还会根据所需要前行的方向，力度大小调整其形态。调整形态后水母再通过收缩肌肉喷水时，就可以调整其运动前行的方向。

中国专利文献公开了一种仿生水母机器人，申请公布号为CN114408142A，采用步进电机驱动上移动连接板和下移动连接板的上下移动，分别带动外上推杆和外下推杆来实现泳板的打开和收缩。但该结构中，泳板的长度不变，在打开过程中，随着打开的角度越大，其在前进方向上的投影面积也越大，产生较大的前进阻力，影响水母的行进速度。

中国专利文献还公开了一种仿生水母机器人，申请公布号为CN112810785A，其采用三节相互交接的骨架A、骨架B和骨架C来模拟水母收缩和张开的动作，通过穿设在骨架A、骨架B和骨架C内的齿轮实现骨架A、骨架B和骨架C的收缩和张开，但该结构的齿轮需要通过贯穿骨架的转轴进行连接，一方面增加了结构的复杂度，另一方面也需要增加骨架的尺寸，影响运动的灵活性。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单，运动灵活性好，前进阻力较小的仿生水母的推进机构及仿生水母机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种仿生水母的推进机构，其特征在于，包括整体呈圆筒状的壳体，所述壳体的一端为呈半球形的头部，另一端为尾部；所述壳体外侧的中部铰接有可沿所述壳体的径向转动的第一摆臂，所述第一摆臂的另一端朝向所述壳体的尾部倾斜设置，并铰接有可沿所述壳体的径向朝内转动的第二摆臂，所述第一摆臂和第二摆臂之间还设置有第一限位机构，使所述第一摆臂和第二摆臂之间的夹角小于或等于180°；所述壳体的外侧具有沿径向延伸设置的支撑柱，所述支撑柱与所述第一摆臂一一对应设置，并位于对应的所述第一摆臂朝向所述壳体头部的一侧，所述支撑柱的端部可转动地设置有第一导向轮；所述壳体内设置有缠绕拉绳的线轮和用于驱动所述线轮转动的舵机，所述线轮上的拉绳穿过所述壳体并绕过所述第一导向轮连接至所述第一摆臂，使所述拉绳可沿所述壳体的径向向外拉开所述第一摆臂；所述第一摆臂和所述壳体之间还连接有用于收拢所述第一摆臂的弹性件。