CN114104232A - 一种仿生水母机器人 - Google Patents

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白颖
杨婷
蒋庆斌
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Abstract

本发明公开了一种仿生水母机器人，包括：头部，外形为半球形结构；支撑导向件，一端连接在头部的底面上，另一端远离头部；中部重心支撑件，连接在支撑导向件上，与头部间隔；四个触手组件，上端与头部活动连接；以及驱动件，连接在支撑导向件、中部重心支撑件和触手组件上，联动触手组件以与头部连接处为旋转中心摆动；从而克服了结构复杂，浮力调节功能差的技术问题。

Description

一种仿生水母机器人
技术领域
本发明涉及仿生机器人技术领域，具体的说是一种仿生水母机器人。
背景技术
目前，机器人的工作环境越来越多样化，工作任务也逐渐复杂化，人们对机器人运动时的灵活性和在特殊环境的适应性有着更为严格的要求，一些传统简单的驱动方式已经无法适应多变复杂的环境要求；传统的水下机器人来探索海洋存在结构复杂，续航差，噪音大，浮力调节功能差，对水密度变化适应性较差等问题。
发明内容
针对相关技术中存在的上述不足之处，目的是提供一种仿生水母机器人，以解决相关技术中的结构复杂，浮力调节功能差的技术问题。
实现目的的技术方案是：一种仿生水母机器人，包括：
头部，外形为半球形结构；
支撑导向件，一端连接在所述头部的底面上，另一端远离所述头部；
中部重心支撑件，连接在所述支撑导向件上，与所述头部间隔；
四个触手组件，上端与所述头部活动连接；
以及驱动件，连接在所述支撑导向件、所述中部重心支撑件和所述触手组件上，联动所述触手组件以与所述头部连接处为旋转中心摆动。
进一步的：所述头部为中空结构。
进一步的：所述支撑导向件包括：两个第一法兰，其中一个所述第一法兰与所述头部连接，另一个远离所述头部；以及两个导向支撑柱，平行连接在所述第一法兰之间。
进一步的：所述中部重心支撑件的外形为桶状结构，中间部位具有被分割的两个内腔，并且所述内腔被两个第一通槽贯穿，所述第一通槽之间平行间隔设置；
所述内腔被所述导向支撑柱贯穿，所述中部重心支撑件与所述导向支撑柱连接。
进一步的：所述触手组件为板状结构。
进一步的：所述触手组件包括：第一触手，一端与所述头部活动连接；伸缩管密封件，连接在所述第一触手的另一端上；第一舵机，连接在所述伸缩管密封件上；摆动连接件，一端与所述第一舵机连接；第二舵机，连接在所述伸缩管密封件上，并且与所述摆动连接件连接；以及第二触手，连接在所述第二舵机上。
进一步的：所述驱动件包括：电机组件，连接在所述内腔内；两个第一连杆组件，对称连接在所述电机组件上，一端穿出所述第一通槽；两个导向盘，滑动连接在所述支撑导向件上，对称设置在所述中部重心支撑件的两侧，分别与所述第一连杆组件一对一连接；四个第二连杆组件，均布在所述导向盘之间；以及四个第三连杆，与所述第二连杆组件一对一活动连接，并且与所述触手组件一对一活动连接。
采用了上述技术方案，具有以下的有益效果：一种仿生水母机器人，与相关技术相比，设置有头部，支撑导向件，中部重心支撑件，触手组件和驱动件；头部和中部重心支撑件具有浮力，驱动件动作，顺着支撑导向件联动触手组件，触手组件以与头部连接处为旋转中心摆动，产生了浮力，浮力调节功能较好，使得仿生水母机器人能够稳定的、平衡的在水下移动位置；从而克服了结构复杂，浮力调节功能差的技术问题，达到了结构相对简单，浮力调节功能相对较好的技术效果，有利于推广使用。
附图说明
图1为总装结构示意图；
图2为图1的局部剖视图；
图3为触手组件和驱动件的结构示意图；
图4为支撑导向件的结构示意图；
图5为中部重心支撑件的结构示意图；
图6为触手组件的结构示意图；
图7为驱动件的结构示意图；
图中：10.头部，20.支撑导向件，21.第一法兰，22.导向支撑柱，30.中部重心支撑件，31.内腔，32.第一通槽，40.触手组件，41.第一触手，42.伸缩管密封件，43.第一舵机，44.摆动连接件，45.第二舵机，46.第二触手，50.驱动件，51.电机组件，52.第一连杆组件，53.导向盘，54.第二连杆组件，55.第三连杆。
具体实施方式
为了使内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，作进一步详细的说明；
一种仿生水母机器人，解决了相关技术中的结构复杂，浮力调节功能差的技术问题，达到了结构相对简单，浮力调节功能相对较好的积极效果，总体思路如下：
一实施方式：
如图1、图2所示；一种仿生水母机器人，包括：
头部10，外形为半球形结构；
支撑导向件20，一端连接在所述头部10的底面上，另一端远离所述头部10；
中部重心支撑件30，连接在所述支撑导向件20上，与所述头部10间隔；
四个触手组件40，上端与所述头部10活动连接；
以及驱动件50，连接在所述支撑导向件20、所述中部重心支撑件30和所述触手组件40上，联动所述触手组件40以与所述头部10连接处为旋转中心摆动；
具体来说，实施时，设置有头部10，支撑导向件20，中部重心支撑件30，触手组件40和驱动件50；头部10和中部重心支撑件30具有浮力，驱动件50动作，顺着支撑导向件20联动触手组件40，触手组件40以与头部10连接处为旋转中心摆动，产生了浮力和升力，浮力调节功能较好，使得仿生水母机器人能够稳定的、平衡的在水下移动位置；
另一实施方式：
如图1、图2所示；实施时，所述头部10为中空结构，中空结构减轻了自身的重量，产生浮力，在水下移动时，稳定性较好，减少了反转倾倒的几率；
另一实施方式：
如图1、图2、图4所示；实施时，所述支撑导向件20包括：两个第一法兰21，其中一个所述第一法兰21与所述头部10连接，另一个远离所述头部10；以及两个导向支撑柱22，平行连接在所述第一法兰21之间；第一法兰21与头部10之间穿入沉头螺钉连接；导向支撑柱22为一段圆轴，与第一法兰21之间插接紧配，形成了导向支撑结构，提高了结构运行的可靠性；
另一实施方式：
如图1、图2、图5所示；实施时，所述中部重心支撑件30的外形为桶状结构，中间部位具有被分割的两个内腔31，并且所述内腔31被两个第一通槽32贯穿，所述第一通槽32之间平行间隔设置；所述内腔31被所述导向支撑柱22贯穿，所述中部重心支撑件30与所述导向支撑柱22连接；
中部重心支撑件30的桶状结构，并且具有内腔31，减轻了自身的重量，产生浮力，在水下移动时，稳定性较好，减少了反转倾倒的几率；第一通槽32有利于第一连杆组件52穿出，不会影响第一连杆组件52穿出正常动作；中部重心支撑件30与导向支撑柱22之间紧配，具有定重心的作用；
另一实施方式：
如图1、图2、图3、图6所示；实施时，所述触手组件40为板状结构，被驱动件50联动摆动时，起到了推动仿生水母机器人移动位置的作用，而且板状结构与水的阻力较大，起到了产生浮力和升力的作用，使得仿生水母机器人能够在水中顺畅地移动位置；触手组件40的上端与头部10之间通过销轴件活动连接，旋转较顺畅；
所述触手组件40包括：第一触手41，一端与所述头部10活动连接；伸缩管密封件42，连接在所述第一触手41的另一端上；第一舵机43，连接在所述伸缩管密封件42上；摆动连接件44，一端与所述第一舵机43连接；第二舵机45，连接在所述伸缩管密封件42上，并且与所述摆动连接件44连接；以及第二触手46，连接在所述第二舵机45上；第一触手41为板状结构，上端与头部10之间通过销轴件活动连接，旋转较顺畅；伸缩管密封件42包括：两个第二法兰，以及一波纹管，连接在第二法兰之间，伸缩管密封件42形成了密封，保护了第一舵机43和第二舵机45，而且波纹管能够压缩、扭动，不会影响第一舵机43、第二舵机45和摆动连接件44动作；第一舵机43和第二舵机45为现有技术中的常用结构，比如DS3218MG型；第一舵机43联动摆动连接件44摆动，使得第二舵机45和第二触手46摆动，起到了产生浮力和升力的作用，使得仿生水母机器人能够在水中顺畅地移动位置；第二舵机45也可以采用现有技术中的电机，联动第二触手46旋转，起到了产生浮力、升力和推力的作用，使得仿生水母机器人能够在水中顺畅地移动位置；摆动连接件44为折弯件；第二触手46为折弯件，断面大致为“L”形结构；
另一实施方式：
如图1、图2、图3、图7所示；实施时，所述驱动件50包括：电机组件51，连接在所述内腔31内；两个第一连杆组件52，对称连接在所述电机组件51上，一端穿出所述第一通槽32；两个导向盘53，滑动连接在所述支撑导向件20上，对称设置在所述中部重心支撑件30的两侧，分别与所述第一连杆组件52一对一连接；四个第二连杆组件54，均布在所述导向盘53之间；以及四个第三连杆55，与所述第二连杆组件54一对一活动连接，并且与所述触手组件40一对一活动连接；电机组件51为现有技术中的双输出轴电机；第一连杆组件52包括：两段连杆，被电机组件51联动时，能够拉动导向盘53顺着支撑导向件20滑动位置；导向盘53为圆环形结构；第二连杆组件54包括：两段连杆，与第三连杆55之间通过销轴件活动连接，在导向盘53顺着支撑导向件20滑动位置时，第二连杆组件54以销轴件为旋转中心旋转角度，从而联动第三连杆55和触手组件40摆动；第三连杆55的外形大致为“T”形结构，一端与触手组件40之间通过销轴件活动连接，另一端与第二连杆组件54之间通过销轴件活动连接；
工作时，电机组件51动作，由第一连杆组件52拉动导向盘53顺着支撑导向件20滑动位置，导向盘53联动第二连杆组件54以与第三连杆55连接处为旋转中心旋转角度，第三连杆55以与触手组件40连接处为旋转中心旋转角度，从而联动触手组件40摆动；
至于电机组件51、第一舵机43和第二舵机45，如何被驱动动作，如何供电续航，为公知常识，不再累赘，本领域的普通技术人员，在看到公开的内容后，能够直接地、毫无疑义地知晓如何设置，并不需要付出创造性的劳动，也不需要进行过度的试验；
工作原理如下：头部10和中部重心支撑件30具有浮力，驱动件50动作，顺着支撑导向件20联动触手组件40，触手组件40以与头部10连接处为旋转中心摆动，产生了浮力和升力，浮力调节功能较好，使得仿生水母机器人能够稳定的、平衡的在水下移动位置；
描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示方位或位置关系是基于附图所述的位置关系，仅是为了便于描述或简化描述，而不是指示必须具有的特定的方位；实施例中描述的操作过程不是绝对的使用步骤，实际使用时，可以做相应的调整；
除非个别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义；说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分，同样，“一个”或者“一”等类似词语也不决定表示数量限制，而是表示存在至少一个，需根据实施例的内容确定；
以上所述，仅为较佳的具体实施方式，但保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员揭露的技术范围内，根据技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在保护范围之内。

Claims (7)

1.一种仿生水母机器人，其特征在于，包括：
头部(10)，外形为半球形结构；
支撑导向件(20)，一端连接在所述头部(10)的底面上，另一端远离所述头部(10)；
中部重心支撑件(30)，连接在所述支撑导向件(20)上，与所述头部(10)间隔；
四个触手组件(40)，上端与所述头部(10)活动连接；
以及驱动件(50)，连接在所述支撑导向件(20)、所述中部重心支撑件(30)和所述触手组件(40)上，联动所述触手组件(40)以与所述头部(10)连接处为旋转中心摆动。
2.根据权利要求1所述的一种仿生水母机器人，其特征在于：所述头部(10)为中空结构。
3.根据权利要求1所述的一种仿生水母机器人，其特征在于：所述支撑导向件(20)包括：两个第一法兰(21)，其中一个所述第一法兰(21)与所述头部(10)连接，另一个远离所述头部(10)；以及两个导向支撑柱(22)，平行连接在所述第一法兰(21)之间。
4.根据权利要求3所述的一种仿生水母机器人，其特征在于：所述中部重心支撑件(30)的外形为桶状结构，中间部位具有被分割的两个内腔(31)，并且所述内腔(31)被两个第一通槽(32)贯穿，所述第一通槽(32)之间平行间隔设置；
所述内腔(31)被所述导向支撑柱(22)贯穿，所述中部重心支撑件(30)与所述导向支撑柱(22)连接。
5.根据权利要求1所述的一种仿生水母机器人，其特征在于：所述触手组件(40)为板状结构。
6.根据权利要求1所述的一种仿生水母机器人，其特征在于：所述触手组件(40)包括：第一触手(41)，一端与所述头部(10)活动连接；伸缩管密封件(42)，连接在所述第一触手(41)的另一端上；第一舵机(43)，连接在所述伸缩管密封件(42)上；摆动连接件(44)，一端与所述第一舵机(43)连接；第二舵机(45)，连接在所述伸缩管密封件(42)上，并且与所述摆动连接件(44)连接；以及第二触手(46)，连接在所述第二舵机(45)上。
7.根据权利要求4所述的一种仿生水母机器人，其特征在于：所述驱动件(50)包括：电机组件(51)，连接在所述内腔(31)内；两个第一连杆组件(52)，对称连接在所述电机组件(51)上，一端穿出所述第一通槽(32)；两个导向盘(53)，滑动连接在所述支撑导向件(20)上，对称设置在所述中部重心支撑件(30)的两侧，分别与所述第一连杆组件(52)一对一连接；四个第二连杆组件(54)，均布在所述导向盘(53)之间；以及四个第三连杆(55)，与所述第二连杆组件(54)一对一活动连接，并且与所述触手组件(40)一对一活动连接。
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