CN110077564B - 一种水下八足机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了机器人领域的一种水下八足机器人，旨在解决现有技术中水下机器人因设置浮力水箱或携带配重造成体积庞大，行动迟缓，螺旋桨会对水生生物造成伤害的技术问题。一种水下八足机器人，躯干两侧铰接通过防水电机驱动的动力足，躯干上设有两个平衡翼，平衡翼与躯干整体构成“十”字形结构，平衡翼两侧铰接通过防水电机驱动的平衡足。本发明所述水下八足机器人不用设置浮力水箱，也不需要携带大量的配重，依靠平衡足的相互配合实现下潜和上浮，结构紧凑，移动平稳，控制灵活；水下八足机器人依靠动力足和平衡足的配合实现水下移动，没有螺旋桨，对水生生物影响小。

Description

一种水下八足机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种水下八足机器人。
背景技术
八足机器人因为对地面破坏小、灵活度高而且其冗余结构也保证了在一条腿失去运动能力的情况下同样保证稳定的行走，成为了足式机器人研究的热点和难点。但现有技术都是在陆地上实现的，所以实现八足机器人能够在水中稳定运动十分重要。
现有水下机器人大多通过浮力水箱或增减配重的方式实现下潜和上浮，机器人体积庞大，行动迟缓，携带水箱或配重都非常的不方便。水下机器人多采用螺旋桨驱动，高速旋转的螺旋桨会对鱼类等水生生物造成一定的伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下八足机器人，以解决现有技术中水下机器人因设置浮力水箱或携带配重造成体积庞大，行动迟缓，螺旋桨会对水生生物造成伤害的技术问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种水下八足机器人，包括躯干，躯干两侧铰接通过防水电机驱动的动力足，躯干上设有两个平衡翼，平衡翼与躯干整体构成“十”字形结构，平衡翼两侧铰接通过防水电机驱动的平衡足。
所述动力足包括第一曲柄，第一曲柄一端与固定在躯干上的防水电机的转子固连，另一端与第一连杆铰接，第一连杆与第一摆杆铰接，第一摆杆与躯干铰接。
所述第一摆杆上设有与第一摆杆同步运动的槽，槽的开口朝下。
所述平衡足包括第二曲柄，第二曲柄一端与固定在躯干上的防水电机的转子固连，另一端与第二连杆铰接，第二连杆与第二摆杆铰接，第二摆杆与躯干铰接。
所述第二摆杆上设有与第二摆杆同步运动的槽，槽的开口朝上。
所述动力足有4个，分别是第一动力足、第二动力足、第三动力足、第四动力足，4个动力足结构相同且朝向一致。
所述平衡足有4个，分别是第一平衡足、第二平衡足、第三平衡足、第四平衡足，所述第一平衡足与第二平衡足结构对称，第三平衡足与第四平衡足结构对称。
所述防水电机有8个，分别是电机一~电机八，电机一~电机四彼此独立且分别控制第一动力足、第二动力足、第三动力足、第四动力足；电机五~电机八转速相同，分别控制第一平衡足、第二平衡足、第三平衡足、第四平衡足；电机五和电机六转向相反，电机七和电机八转向相反，电机五和电机六与电机七和电机八运动相位相差180°。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
（1）本发明所述水下八足机器人不用设置浮力水箱，也不需要携带大量的配重，依靠平衡足的相互配合实现下潜和上浮，结构紧凑，移动平稳，控制灵活；
（2）本发明所述水下八足机器人依靠动力足和平衡足的配合实现水下移动，没有螺旋桨，对水生生物影响小。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种水下八足机器人的整体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种水下八足机器人的整体结构俯视图；
图3是本发明实施例提供的一种水下八足机器人的躯干结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种水下八足机器人的动力足的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种水下八足机器人的平衡足的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种水下八足机器人的摆杆的结构示意图；
图中：1.第一动力足；2.第二动力足；3.第三动力足；4.第四动力足；5.第一平衡足；6.第二平衡足；7.第三平衡足；8.第四平衡足；9.躯干；11.电机一；12.电机二；13.电机三；14.电机四；15.电机五；16.电机六；17.电机七；18.电机八，101.第一曲柄；102.第一连杆；103.第一摆杆；104.第二曲柄；105.第二连杆；106.第二摆杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1、图2、图3所示，水下八足机器人包括躯干，八个防水电机分别是电机一~电机八；四个动力足分别是第一动力足、第二动力足、第三动力足、第四动力足，四个动力足结构相同且朝向一致；四个平衡足分别是第一平衡足、第二平衡足、第三平衡足、第四平衡足，第一平衡足与第二平衡足结构对称，第三平衡足与第四平衡足结构对称。躯干两侧铰接通过防水电机驱动的动力足，躯干上设有两个平衡翼，平衡翼与躯干整体构成“十”字形结构，平衡翼两侧铰接通过防水电机驱动的平衡足。四个动力足结构相同且朝向一致，左右对称的平衡足配对。每个足由一个防水电机控制，控制四个动力足的电机彼此独立，电机一~电机四分别控制第一动力足、第二动力足、第三动力足、第四动力足；可以通过控制电机一~电机四彼此的相位差为90°来实现四拍步态，也可以控制对角线上的两动力足相位相同、两对动力足之间相位相差180°来实现两拍步态。通过控制四个动力足运动相位的差异，可实现多种步态。电机五~电机八转速相同，分别控制第一平衡足、第二平衡足、第三平衡足、第四平衡足，电机五和电机六转向相反，电机七和电机八转向相反，电机五和电机六与电机七和电机八运动相位相差180°；控制一对左右对称的平衡足的两电机转向相反，两组电机在运动相位上相差180°，即两组电机的接通时刻相差半个电机转动周期，这样可以使一对平衡足抱水完成时另一对平衡足处于开始抱水状态，保证在水中稳定的运动。八足机器人在水中的深度有要求时，可以通过控制平衡足电机的转速来实现八足机器人上浮和下潜。
如图4、图5、图6所示，动力足的第一曲柄一端与固定在躯干上的防水电机的转子键连接，另一端与第一连杆铰接，第一连杆与第一摆杆铰接，第一摆杆与躯干铰接，第一摆杆上设有与第一摆杆同步运动的槽，槽的开口朝下。平衡足的第二曲柄一端与固定在躯干上的防水电机的转子键连接，另一端与第二连杆铰接，第二连杆与第二摆杆铰接，第二摆杆与躯干铰接，第二摆杆上设有与第二摆杆同步运动的槽，槽的开口朝上。四个动力足和四个平衡足均由曲柄、连杆、摆杆构成，动力足的摆杆和平衡足的摆杆上均开有一个槽，目的是增大推水量和抱水量，动力足的摆杆上的槽与平衡足的摆杆上的槽开口方向相反，以此来保证向后推水和向上抱水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种水下八足机器人，其特征是，包括躯干（9），躯干（9）两侧铰接通过防水电机驱动的动力足，躯干（9）上设有两个平衡翼，平衡翼与躯干（9）整体构成“十”字形结构，平衡翼两侧铰接通过防水电机驱动的平衡足；
所述动力足包括第一曲柄（101），第一曲柄（101）一端与固定在躯干（9）上的防水电机的转子固连，另一端与第一连杆（102）铰接，第一连杆（102）与第一摆杆（103）铰接，第一摆杆（103）与躯干（9）铰接；
所述第一摆杆（103）上设有与第一摆杆（103）同步运动的槽，槽的开口朝下；
所述平衡足包括第二曲柄（104），第二曲柄（104）一端与固定在躯干（9）上的防水电机的转子固连，另一端与第二连杆（105）铰接，第二连杆（105）与第二摆杆（106）铰接，第二摆杆（106）与躯干（9）铰接；
所述第二摆杆（106）上设有与第二摆杆（106）同步运动的槽，槽的开口朝上。
2.根据权利要求1所述的水下八足机器人，其特征是，所述动力足有4个，分别是第一动力足（1）、第二动力足（2）、第三动力足（3）、第四动力足（4），4个动力足结构相同且朝向一致。
3.根据权利要求1所述的水下八足机器人，其特征是，所述平衡足有4个，分别是第一平衡足（5）、第二平衡足（6）、第三平衡足（7）、第四平衡足（8），所述第一平衡足（5）与第二平衡足（6）结构对称，第三平衡足（7）与第四平衡足（8）结构对称。
4.根据权利要求1所述的水下八足机器人，其特征是，所述防水电机有8个，分别是电机一（11）~电机八（18），电机一（11）~电机四（14）彼此独立且分别控制第一动力足（1）、第二动力足（2）、第三动力足（3）、第四动力足（4）；电机五（15）~电机八（18）转速相同，分别控制第一平衡足（5）、第二平衡足（6）、第三平衡足（7）、第四平衡足（8）；电机五（15）和电机六（16）转向相反，电机七（17）和电机八（18）转向相反，电机五（15）和电机六（16）与电机七（17）和电机八（18）运动相位相差180°。
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