CN105366018A - 电磁驱动仿水母探测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁驱动仿水母探测机器人，该机器人主要由头部、触角、推杆、永磁铁、线圈、滑块、滑杆、单片机、电池、十字架结构等组成。通过单片机控制线圈里电流的大小和方向，产生交变磁场，通过永磁铁的作用，实现滑块在滑道上的往复急回运动，滑块通过推杆使得机器人的八个触角做往复推水运动，为整个机器人提供动力，十字架结构可使机器人实现三维空间里的任意旋转，转向时，头部与滑杆成某一角度，机器人即可实现任意转向，通过控制头部压载水仓的进水和排水，实现机器人的上浮、下潜，机器人机动性能强，水下滞留时间长。本机器人结构简单，设计巧妙，在水下有较高的机动性，可以连续长时间作业，适用于水下探测，管道检修等，在军民用方面都有很大的潜力。

Description

电磁驱动仿水母探测机器人
技术领域
本发明涉及一种新型仿生水母机器人，依靠磁力作为动力来源，巧妙的十字架结构使得机器人机动性能很强，水下作业时间长。
背景技术
目前，国内对仿水母机器人的研究较少，已有的一些仿水母机器人也都是厘米级的，不具备载重能力，更不能安装一些探测模块等，无法进行水下探测，管道维修，搭载货物等，如申请号为CN201320274365.4名称为“仿水母机器人”的实用新型专利，通过控制形状记忆合金丝的收缩或拉伸来使半球形柔性外壳收缩或张开为机器人提供动力，依靠尾鳍实现转向，效率很低而且不具备搭载能力，无法实现水下作业。专利号为CN201310186641.6名称为“仿水母机器人及其控制方法”的发明专利与上述实用新型专利为同一原理。专利号CN200710071834.1名称为“机器仿生水母”的发明专利，动力系统为四个磁铁装置组成，传动系统由四块挡板和两个复位弹簧组成，喷水系统由两个皮囊、两个进水管和四个出水管组成，水下机动性能、可控性差，效率低而且不具备搭载能力，无法实现水下作业。专利号为CN200810064760.3名称为“形状记忆合金丝驱动的仿生机器水母”的发明专利，动作单元由形状记忆合金丝、弹性体单元、蒙皮和基体组成，水下机动性能、可控性差，不具备搭载能力，无法实现水下作业。
发明内容
针对以上技术的不足，本发明提供一种结构简单、具有较强的搭载能力、低能耗、控制简单、可应用于水下作业的新型仿水母机器人。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：采用磁力作为机器人的动力，通过控制线圈中电流的大小和方向，实现滑块在滑杆上的往复急回运动，通过推杆带动机器人的八个触角实现往复推水运动，为水母机器人提供动力，机器人头部与滑杆之间安装有一个十字架结构，通过十字架结构可以实现头部与滑杆之间成任意固定角度，实现机器人的任意转向，机器人头部为中空的，可为水母机器人提供浮力，因此，可以在头部安装水下作业所需的模块，如摄像头，机械手臂等，头部内有压载水仓，通过控制压载水仓的进水和排水，实现机器人的下潜和上浮，因此，本发明拥有较高的机动性能，能够较好地应用于水下作业，运载货物等。
本发明的主要特点如下所述。
1.动力来源为磁力，通过控制线圈中电流的大小和方向可实现仿水母机器人触角的往复推水运动，效率高，结构简单，水下作业时间更长。
2.巧妙的十字架结构使得仿水母机器人可以实现在原地任意转向。
3.通过控制机器人头部内的压载水仓的进水和排水实现仿水母机器人的下潜和上浮。
4.机器人头部为中空的，可以为整个机器人提供较大的浮力，因此，仿水母机器人可以安装各种水下作业模块。
5.仿水母机器人可以搭载和运输一定的物资。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为十字架结构示意图。
图3为仿水母机器人触角结构示意图。
图4为滑杆结构示意图。
其中1是头部，2是十字架结构，3是触角，4是滑块，5是滑杆，6是永磁铁，7是推杆，8是框架，9是大齿轮，10是小齿轮，11是十字轴，12是小轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更详细的描述。
图1为本发明的整体结构示意图，机器人头部1与滑杆5通过十字架结构2连接在一起。图2为十字架结构2的示意图，小齿轮10安装在十字轴11上，大齿轮8安装在小轴12上，通过驱动两个大齿轮8实现十字架结构2的任意旋转。头部1内有压载水仓，可以进水和排水。图3为仿生水母机器人触角结构示意图。滑块4内部有线圈，滑块4可以在滑杆5上往复滑动。滑杆上下各有一个永磁铁6，线圈中有电流时，在永磁铁6的作用下，滑块4在滑杆5上滑动，如图1。滑块5往复运动时，推杆7带动触角3推水运动。机器人的电力系统，控制系统等都安装于头部1。
本发明具体工作过程如下：通过控制安装于滑块4内部的线圈中的电流大小和方向，产生变化的磁场，在永磁铁6的作用下，滑块4在滑杆5上做往复急回运动，通过推杆7的作用，带动触角3往复推水，为仿生水母机器人提供动力。
机器人转向时，通过十字架结构2的作用，头部1与滑杆5成某一固定角度，即可实现机器人的任意转向。
头部1中的压载水仓进水和排水实现机器人的下潜和上浮。
头部1为中空的，可以提供较大的浮力和空间，因此，可以安装各种水下作业模块，如摄像头，机械臂等，也可用于搭载一些物品。

Claims (2)

1.一种电磁驱动仿水母探测机器人，其特征在于：主要由头部、触角、推杆、永磁铁、线圈、滑块、滑杆、单片机、电池、十字架结构等组成。
2.根据权利要求1所述的一种电磁驱动仿水母机器人，其特征在于：以磁力为动力来源，通过芯片控制线圈中电流的大小和方向，产生交变磁场；线圈安装于滑块内，通过永磁铁的作用，实现滑块在滑杆上的往复急回运动；滑块通过连杆带动触角推水运动，为机器人提供动力；在头部与滑杆之间安装有一个十字架结构，该结构可实现机器人在三维空间里的任意旋转；机器人转向时，十字架结构使头部与滑杆成某一固定角度，机器人完成任意方向的转向；机器人头部装有压载水仓，通过压载水仓进水和排水实现机器人的下潜和上浮。
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