CN102390498A - 仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，包括脚掌和附着连接于脚掌的脚背上的弹性背屈机构，弹性背屈机构包括3个形状相同的脚趾状结构，脚趾状结构通过屈伸使脚掌向其掌心内弯收拢或使脚掌向外伸展张开，脚趾状结构为三级弹性摆动杆机构，平面旋转的弹性转动连接副使相应连杆活动铰接。本发明在不使用电机等驱动器的情况下，能够使脚掌在水中实现入水张开、出水收拢的自适应过程，进一步保证了机器人整体运动的快速、节能、高效、稳定。

Description

仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构

技术领域

本发明涉及一种涉及机器人的脚部机构，特别是一种水上腿式机器人的仿生脚部机构，属于水上机器人行走机构技术领域。

背景技术

近年来，计算机系统的发展推动了机器人技术的进步，机器人的种类不断增加，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。 腿式机器人能够很好地适应多变的水陆地形，在矿井搜救、地震、泥石流灾害后的物资输送方面都具有广泛的应用价值。

对于腿式机器人而言，脚掌对于驱动其向前运动、保持其自身平衡都有着重要的作用。在水里、沼泽、陆地上不同的环境下，由于脚掌受力不同，脚掌的形状、构造也不同。现有的水上腿式机器人脚部设计大致分为两类：

1.采用电机控制脚掌各指节运动；

2.采用橡胶作为脚掌材料。

采用电机控制脚掌各指节的运动是目前最广泛使用的一种方法，这种方法的优势在于通过改变预设值可以自由调节脚掌各指节的运动范围。但由于通常是一台电机只能控制一个指节的旋转自由度，对于多指节而言会不可避免的造成资源的浪费，有悖设计节能、高效的初衷且会使设计复杂，从而造成脚掌的结构复杂、不利于维护。

针对上述情况，有研究人员对脚掌结构进行了改进，采用橡胶底层的结构来增加脚部的柔性，利用水流阻力使脚掌迎流面积改变，最终实现水流阻力的变化。这种方法不需要使用电机等附件，确实是可以做到节能环保。但在实际操作时，由于受橡胶的屈服强度的限制，脚掌的形变也只能局限在一个很小的范围内，无法满足机器人整体快速、高效的要求。

自然界的进化和生存过程中，各种动物演化形成了与其生存环境相适应的形态结构、材料拓扑结构和运动方式。通过对蛇怪蜥蜴的观察发现：它们在水上奔跑时脚掌会随着其在水中位置自然张合，通过改变脚掌与水面接触面积的连续性变化来实现脚掌面水流阻力的连续性变化。通过对鸭、雁等禽鸟的蹼足的观测了解到：蹼状结构可以增大脚掌与水面的接触面积，从而可以获得较大的平衡力，增强稳定性。这两类动物的脚掌的特殊结构为我们设计具有高度灵活性及稳定性的水上机器人脚提供了设计灵感和创新源泉。但水上机器人目前还没有使用仿禽鸟蹼足的机器人脚部机构，现有的水上机器人的脚部机构结构比较复杂，机械行走的能力也不够理想。

 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，能够在不使用电机等驱动器的情况下能够实现入水张开、出水时自动收拢的自适应的仿生机器人脚。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，包括脚掌和附着连接于脚掌的脚背上的弹性背屈机构，弹性背屈机构包括3个形状相同的脚趾状结构，脚趾状结构通过屈伸使脚掌向其掌心内弯收拢或使脚掌向外伸展张开，脚掌的脚背后端与机器人的腿部相连接，脚掌的前端为自由端。脚趾状结构为三级弹性摆动杆机构，三级弹性摆动杆机构包括三个连杆，依次分别为一级连杆和二级连杆、三级连杆，三级连杆的远端形成三级摆动连杆机构的自由端； 各个二级连杆共同固定在同一个刚性的扇环形局部圆盘上，形成脚掌的脚掌腰部机构，设有平面旋转的弹性转动连接副使一级连杆的远端与二级连杆的近端活动铰接；另设有弹性转动连接副使各一级连杆的近端共同活动铰接于同一个刚性的弯轴上，相邻的一级连杆之间连接有蹼状薄层，形成脚掌的后脚掌机构，位于一级连杆的远端的弹性转动连接副使扇环形局部圆盘相对蹼状薄层做开合运动；弯轴固定于脚掌最后端的一个板状的脚掌跟部构件边缘，形成脚掌跟部机构，且脚掌跟部构件的脚背后端与机器人的腿部相连接，位于一级连杆的近端的弹性转动连接副使蹼状薄层相对脚掌跟部构件做开合运动；另设有弹性转动连接副使二级连杆的远端与三级连杆的近端活动铰接，相邻的三级连杆之间连接有蹼状瓣膜，形成脚掌的前脚掌部分，位于三级连杆的近端的弹性转动连接副使蹼状瓣膜相对扇环形局部圆盘做开合运动；后脚掌机构、脚掌腰部机构和前脚掌部分组成脚掌的脚弓本体结构，与水接触并承载水的阻力或升力；脚掌跟部机构、后脚掌机构、脚掌腰部机构和前脚掌部分组成脚掌整体，后脚掌机构相对于脚掌跟部构件进行扭转，脚掌腰部机构相对于后脚掌机构进行扭转，前脚掌部分相对于脚掌腰部机构进行扭转。

作为本发明技术方案的改进，上述弹性转动连接副形成脚趾状结构的各个关节，弹性转动连接副由直角三角形的平面活动铰链和弹性元件构成，平面活动铰链与一个固定连杆的末端固定连接，使平面活动铰链的两个直角边分别与固定连杆的轴线平行和垂直，与固定连杆的轴线垂直的平面活动铰链的一个直角边形成另一个活动连杆的转动极限位置，使与平面活动铰链关联的两个连杆的自由相对转动范围限制在0°～90°角度范围内；弹性元件装设于平面活动铰链和与其活动连接的活动连杆之间，通过弹性元件的最大形变量控制任意相互铰接的两个连杆的转动范围，从而控制各脚趾状结构的弯曲运动状态程度。

上述弹性元件为弹性拉伸回复元件。

上述弹性元件优选拉伸弹簧。

作为本发明技术方案的进一步改进，上述弹性背屈机构的中间脚趾状结构的三级连杆比其他脚趾状结构的三级连杆的长度更长，使中间脚趾状结构的整体长度大于其他脚趾状结构的整体长度。

作为本发明技术方案的更进一步改进，上述蹼状薄层和蹼状瓣膜的边缘与扇环形局部圆盘边缘通过弯折连接部活动连接，形成完整的仿禽鸟蹼足的机器人脚掌。

作为本发明技术方案的再更进一步改进，脚趾状结构的三个连杆的长度依次递减，即一级连杆大于二级连杆的长度，二级连杆大于三级连杆的长度。

作为本发明技术方案的又再更进一步改进，弯折连接部通过胶层粘结形成。

作为本发明所有技术方案的另外一种改进，水上机器人自适应脚部机构的各部分的材料进行优选，上述蹼状薄层、蹼状瓣膜和扇环形局部圆盘皆为复合层材料，其底层材料为塑料材料，其上层材料为金属材料，形成塑料材料脚掌底部和金属材料脚背，除了蹼状薄层、蹼状瓣膜和扇环形局部圆盘之外的其他机构部件均由金属材料成形。

水上机器人自适应脚部机构的各部分的材料的选择时，所选用的金属材料优选合金钢或轻质铝合金。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1. 本发明不需要使用任何电机等耗能设备即可实现水上机器人脚部机构的规则运动，真正实现入水张开和出水时自动收拢的自适应动作特性，减少能量消耗，并提高水上机器人的行进能力和水上位移效率。

2. 本发明可以实现水上机器人脚掌面积在比较大范围内的变化，实现水上机器人脚掌受力面积的相应变化，使水上机器人获得所需的升力，进一步减小因克服水的阻力所产生的能量消耗，提高水上机器人的运动能力。

3. 仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构可以使机器人整体具有很好灵活性和很强的稳定性，汲取了禽鸟蹼足的动物体工程学的结构和改造的优点，创造出新颖实用的水上机器人脚部机构。

4.本发明结构简单，易于维护，易于加工制造，制造成本低，实用价值高，利于推广。

附图说明

图1是本发明实施例一水上机器人自适应脚部机构的脚背结构示意图。

图2是本发明实施例一水上机器人自适应脚部机构的脚掌内弯时脚面主要结构示意图。

图3是本发明实施例一水上机器人自适应脚部机构的脚趾状结构的机械连接示意图。

图4是本发明实施例二水上机器人自适应脚部机构的脚趾状结构的弯曲状态示意图。

图5是本发明实施例二水上机器人自适应脚部机构的平面活动铰链的结构示意图。

图6是沿图5中K-K线的剖视图。

具体实施方式

结合附图，对本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

参见图1～图3，一种仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，包括脚掌和附着连接于脚掌的脚背上的弹性背屈机构，弹性背屈机构包括3个形状相同的脚趾状结构，脚趾状结构通过屈伸使脚掌向其掌心内弯收拢或使脚掌向外伸展张开，脚掌的脚背后端与机器人的腿部相连接，脚掌的前端为自由端。在本实施例中，脚趾状结构为三级弹性摆动杆机构，三级弹性摆动杆机构包括三个连杆，依次分别为一级连杆5和二级连杆6、三级连杆7，三级连杆7的远端形成三级摆动连杆机构的自由端； 各个二级连杆6共同固定在同一个刚性的扇环形局部圆盘13上，形成脚掌的脚掌腰部机构3，设有平面旋转的弹性转动连接副4使一级连杆5的远端与二级连杆6的近端活动铰接；另设有弹性转动连接副4使各一级连杆5的近端共同活动铰接于同一个刚性的弯轴2上，相邻的一级连杆5之间连接有蹼状薄层12，形成脚掌的后脚掌机构9，位于一级连杆5的远端的弹性转动连接副4使扇环形局部圆盘13相对蹼状薄层12做开合运动；弯轴2固定于脚掌最后端的一个板状的脚掌跟部构件边缘，形成脚掌跟部机构1，且脚掌跟部构件的脚背后端与机器人的腿部相连接，位于一级连杆5的近端的弹性转动连接副4使蹼状薄层12相对脚掌跟部构件做开合运动；另设有弹性转动连接副4使二级连杆6的远端与三级连杆7的近端活动铰接，相邻的三级连杆7之间连接有蹼状瓣膜14，形成脚掌的前脚掌部分10，位于三级连杆7的近端的弹性转动连接副4使蹼状瓣膜14相对扇环形局部圆盘13做开合运动；后脚掌机构9、脚掌腰部机构3和前脚掌部分10组成脚掌的脚弓本体结构，与水接触并承载水的阻力或升力；脚掌跟部机构1、后脚掌机构9、脚掌腰部机构3和前脚掌部分10组成脚掌整体，后脚掌机构9相对于脚掌跟部构件1进行扭转，脚掌腰部机构3相对于后脚掌机构9进行扭转，前脚掌部分10相对于脚掌腰部机构3进行扭转。在本实施例中，水上机器人的脚掌由3个结构相同的脚趾状结构所组成，各脚趾之间由蹼状薄层12、蹼状瓣膜14和扇环形局部圆盘13相连接形成掌面，3脚趾长度仿照鸭或雁的蹼足结构。每一脚趾均分为3指节，各指节杆件间以弹性转动连接副4相连。脚趾状结构通过屈伸使脚掌向其掌心内弯收拢或使脚掌向外伸展张开，实现水上机器人的脚掌不同的伸展状态。水上机器人的脚掌在水中在不使用任何电机等耗能设备情况下可以实现入水张开、出水收拢的自适应过程，进一步保证了机器人整体运动的快速、节能、高效、稳定。

本发明工作原理：本发明通过对蛇怪蜥蜴和鸭子脚掌结构的观察及运动分析，揭示了蛇怪蜥蜴掌面面积的变化有利于其在水中高速运动，鸭蹼结构有利于增大其在水中的平衡性。在此基础上设计了一种仿生机器人脚部机构。该结构简单，易于制作和推广。当脚掌与水面相接触时，迎水面为脚掌下部，各指节杆件受到水对它向上的升力和阻力，脚面立即自然张开，脚掌与水面的接触面接增大，水流升力亦增大，机器人可以获得很好的平衡力和稳定性；脚掌 出水过程中，此时迎水面为脚掌上部，各指节杆件受到下压的水流阻力，脚掌自然收缩。

实施例二：

本实施例与实施例一的技术方案基本相同，不同之处在于：

参见图4～图6，在本实施例中，上述弹性转动连接副4形成脚趾状结构的各个关节，弹性转动连接副4由直角三角形的平面活动铰链8和弹性元件11构成，平面活动铰链8与一个固定连杆的末端固定连接，使平面活动铰链8的两个直角边分别与固定连杆的轴线平行和垂直，与固定连杆的轴线垂直的平面活动铰链8的一个直角边形成另一个活动连杆的转动极限位置，平面活动铰链8和对应的活动连杆之间通过销轴连接，使与平面活动铰链8关联的两个连杆的自由相对转动范围限制在0°～90°角度范围内；弹性元件11装设于平面活动铰链8和与其活动连接的活动连杆之间，通过弹性元件11的最大形变量控制任意相互铰接的两个连杆的转动范围，从而控制各脚趾状结构的弯曲运动状态程度。在本实施例中，如图6所示，平面活动铰链8可为等腰直角三角形，使各连杆自由活动的范围为0°～90°角度之间，形成各连杆自由活动的角度限位装置；同时，每个平面活动铰链8与其对应连杆间还添加弹性元件11，可以按照机器人脚掌所需运动范围选用适合的弹性元件11，通过弹性元件11的最大形变量控制各杆件的适应水压变化的运动范围，从而控制各脚趾整体的运动状态。通过直角三角形的平面活动铰链8和弹性元件11的联合作用，实现本实施例的水上机器人脚部机构入水张开、出水时自动收拢的自适应特性，并使机器人脚部机构具有很好灵活性和很强的稳定性，适应水上机器人的不同水上作业要求。当机器人脚掌与水相接触时，由于弹性元件11的拉力作用，位于机器人脚掌末端的三级连杆7与水面的角度很小，因而机器人脚掌的脚弓本体内弯面受到的水流的阻力和升力均向上。当机器人脚掌张开时，保证了机器人良好的平衡性；当脚出水过程中，由于迎水面变化成机器人脚掌的脚背，脚背受到下压阻力，各杆件均绕其对应的平面活动铰链8发生旋转，脚掌向脚弓本体内弯面收缩，一段时间后脚弓本体卷曲收缩停止，各杆件上连接弹性元件11到达其最大形变量。由于脚掌收缩，其迎水面积减少，起到了减小水流阻力、提高运动速度的作用。

上述弹性元件11为弹性拉伸回复元件。采用拉伸回复元件可以使弹性转动连接副4的结构设计更加简单，易于加工制作，使弹性拉伸回复元件配合其角度限位作用的平面活动铰链8进行伸缩运动，实现整个水上机器人的脚掌的各个脚趾关节协调动作。

上述弹性元件11为拉伸弹簧。弹簧是作为普通的弹性元件，选用和安装方便，制造简便，成本低，便于维护。

实施例三：

本实施例与实施例一和实施例二的技术方案基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，弹性背屈机构的中间脚趾状结构的三级连杆7比其他脚趾状结构的三级连杆7的长度更长，使中间脚趾状结构的整体长度大于其他脚趾状结构的整体长度。机器人脚掌具有3个脚趾，其中中间脚趾长些，两边略短，更易形成蹼状结构，提高机器人仿生脚趾的动物体工程学的适用性。

实施例四：

本实施例与前述实施例的技术方案基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，蹼状薄层12和蹼状瓣膜14的边缘与扇环形局部圆盘13边缘通过弯折连接部活动连接，形成完整的仿禽鸟蹼足的机器人脚掌。蹼状薄层12和蹼状瓣膜14的边缘与扇环形局部圆盘13边缘通过弯折连接部活动连接使水上机器人的脚掌形成柔性连接的整体掌面，能够更加稳定地承载作用于掌面上的压力，提高机器人各个脚趾状结构的协调工作程度。

实施例五：

本实施例与前述实施例的技术方案基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，脚趾状结构的三个连杆的长度依次递减，即一级连杆大于二级连杆6的长度，二级连杆6大于三级连杆7的长度。水上机器人各趾状结构由3杆件结构组成，各杆件长度由上往下依次递减，与鸭或雁等禽鸟的脚趾相类似，更好地符合禽鸟动物体工程学的结构和力学特性，使水上机器人脚部结构具有良好的灵活性和水上运动的稳定性。

实施例六：

本实施例与实施例四的技术方案基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，弯折连接部通过胶层粘结形成。从而实现蹼状薄层12和蹼状瓣膜14的边缘与扇环形局部圆盘13边缘连接，形成柔性的完整的机器人脚掌。胶层可采用260胶，可以实现机器人脚掌的柔性变形和韧性展开。由于260胶具有极佳的密封性和防水性，湿固化，不开裂，且具有耐磨、耐水、耐油、不霉变等特性。

实施例七：

本实施例与前述实施例的技术方案基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，蹼状薄层12、蹼状瓣膜14和扇环形局部圆盘13皆为复合层材料，其底层材料为塑料材料，其上层材料为金属材料，形成塑料材料脚掌底部和金属材料脚背，除了蹼状薄层12、蹼状瓣膜14和扇环形局部圆盘13之外的其他机构部件均由金属材料成形。本发明主要包括其特殊的功能结构形式，对使用的材料种类可依据工况选择合适的材料。机器人脚掌采用复合层材料，一方面可以减轻整个机器人脚掌刚性件的质量，实现轻量化；另一方面，采用塑料材料还可以增加脚掌适应弹性变形的能力，起到缓冲突变压力或冲击阻力冲击的作用。

实施例八：

本实施例与实施例七的技术方案基本相同，不同之处在于：

在本实施例中，金属材料优选合金钢或轻质铝合金。采用合金钢或轻质铝合金可使机器人脚部机构具有很好的刚性和韧性，提高机器人脚部机构的稳定性，并适当降低材料的成本，取材更加容易，更加易于加工制造。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，包括脚掌和附着连接于所述脚掌的脚背上的弹性背屈机构，所述弹性背屈机构包括3个形状相同的脚趾状结构，所述脚趾状结构通过屈伸使所述脚掌向其掌心内弯收拢或使所述脚掌向外伸展张开，所述脚掌的脚背后端与机器人的腿部相连接，所述脚掌的前端为自由端，其特征在于：所述脚趾状结构为三级弹性摆动杆机构，所述三级弹性摆动杆机构包括三个连杆，依次分别为一级连杆（5）和二级连杆（6）、三级连杆（7），所述三级连杆（7）的远端形成所述三级摆动连杆机构的自由端； 

各个所述二级连杆（6）共同固定在同一个刚性的扇环形局部圆盘（13）上，形成所述脚掌的脚掌腰部机构（3），设有平面旋转的弹性转动连接副（4）使所述一级连杆（5）的远端与所述二级连杆（6）的近端活动铰接；

另设有所述弹性转动连接副（4）使各所述一级连杆（5）的近端共同活动铰接于同一个刚性的弯轴（2）上，相邻的所述一级连杆（5）之间连接有蹼状薄层（12），形成所述脚掌的后脚掌机构（9），位于所述一级连杆（5）的远端的所述弹性转动连接副（4）使所述扇环形局部圆盘（13）相对所述蹼状薄层（12）做开合运动；

所述弯轴（2）固定于所述脚掌最后端的一个板状的脚掌跟部构件边缘，形成脚掌跟部机构（1），且所述脚掌跟部构件的脚背后端与机器人的腿部相连接，位于所述一级连杆（5）的近端的所述弹性转动连接副（4）使所述蹼状薄层（12）相对所述脚掌跟部构件做开合运动；

另设有所述弹性转动连接副（4）使所述二级连杆（6）的远端与所述三级连杆（7）的近端活动铰接，相邻的所述三级连杆（7）之间连接有蹼状瓣膜（14），形成所述脚掌的前脚掌部分（10），位于所述三级连杆（7）的近端的所述弹性转动连接副（4）使所述蹼状瓣膜（14）相对所述扇环形局部圆盘（13）做开合运动；

所述后脚掌机构（9）、脚掌腰部机构（3）和所述前脚掌部分（10）组成脚掌的脚弓本体结构，与水接触并承载水的阻力或升力；

所述脚掌跟部机构（1）、后脚掌机构（9）、脚掌腰部机构（3）和所述前脚掌部分（10）组成脚掌整体，所述后脚掌机构（9）相对于所述脚掌跟部构件（1）进行扭转，所述脚掌腰部机构（3）相对于所述后脚掌机构（9）进行扭转，所述前脚掌部分（10）相对于所述脚掌腰部机构（3）进行扭转。

2. 根据权利要求1所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述弹性转动连接副（4）形成所述脚趾状结构的各个关节，所述弹性转动连接副（4）由直角三角形的平面活动铰链（8）和弹性元件（11）构成，所述平面活动铰链（8）与一个固定连杆的末端固定连接，使所述平面活动铰链（8）的两个直角边分别与所述固定连杆的轴线平行和垂直，与所述固定连杆的轴线垂直的所述平面活动铰链（8）的一个直角边形成另一个活动连杆的转动极限位置，平面活动铰链（8）和对应的活动连杆之间通过销轴连接，使与所述平面活动铰链（8）关联的两个连杆的自由相对转动范围限制在0°～90°角度范围内；所述弹性元件（11）装设于所述平面活动铰链（8）和与其活动连接的活动连杆之间，通过所述弹性元件（11）的最大形变量控制任意相互铰接的两个连杆的转动范围，从而控制各所述脚趾状结构的弯曲运动状态程度。

3. 根据权利要求2所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述弹性元件（11）为弹性拉伸回复元件。

4. 根据权利要求3所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述弹性元件（11）为拉伸弹簧。

5. 根据权利要求4所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述弹性背屈机构的中间脚趾状结构的三级连杆（7）比其他脚趾状结构的三级连杆（7）的长度更长，使中间脚趾状结构的整体长度大于其他脚趾状结构的整体长度。

6. 根据权利要求5所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述蹼状薄层（12）和所述蹼状瓣膜（14）的边缘与所述扇环形局部圆盘（13）边缘通过弯折连接部活动连接，形成完整的仿禽鸟蹼足的机器人脚掌。

7. 根据权利要求6所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述脚趾状结构的三个连杆的长度依次递减，即所述一级连杆大于所述二级连杆（6）的长度，所述二级连杆（6）大于所述三级连杆（7）的长度。

8. 根据权利要求6所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述弯折连接部通过胶层粘结形成。

9. 根据权利要求1～8中任意一项所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述蹼状薄层（12）、蹼状瓣膜（14）和扇环形局部圆盘（13）皆为复合层材料，其底层材料为塑料材料，其上层材料为金属材料，形成塑料材料脚掌底部和金属材料脚背，除了所述蹼状薄层（12）、蹼状瓣膜（14）和扇环形局部圆盘（13）之外的其他机构部件均由金属材料成形。

10. 根据权利要求9所述的仿禽鸟蹼足的水上机器人自适应脚部机构，其特征在于：所述金属材料为合金钢或轻质铝合金。

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