CN114516392A - 一种柔性驱动的小型水下机器人及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性驱动的小型水下机器人及其驱动方法。现有水下机器人大多是以螺旋桨和铰链为主的刚性驱动装置。本发明提供的水下机器人包括驱动模块和推进模块。两个推进模块设计在头尾部，驱动模块设置在两个推进模块中间。驱动模块中的肋板包括碳纤维板基体和压电纤维片；碳纤维板基体的形状进行了变宽度和挖孔优化。推进模块包括头部推进模块和尾部推进模块，两者都通过单向阀门进行推进。本发明通过压电纤维片调节预压缩肋板的两种模态，实现内部空腔的体积变化，进行喷射式推进。本发明更换了原始的刚性驱动方式，显著地提高了水下机器人的机械效率，降低了噪声，提升机器的灵活性，并且简化了驱动结构，降低了制作和维护成本。

Description

一种柔性驱动的小型水下机器人及驱动方法
技术领域
本发明属于水下机器人领域，具体涉及一种柔性驱动的小型水下机器人及其驱动方法。
背景技术
目前国内外刚性驱动的水下机器人通常采用两种方式，分别是螺旋桨驱动和铰链式刚性连接的方式，这两种驱动方式虽然在大型尺寸的驱动结构上，有着结构简单，易于控制的优点，但是应用在小型水下机器人上时，存在着能量利用率低，灵活性低，噪音大等缺点。能量利用率低意味着较差的续航能力；而作为水下侦查重要因素的噪声如果太大，则会更容易暴露在被动声呐的侦测下；作为刚性驱动核心的电机带动传动机构驱动也降低了机器的灵活性；并且随着传动机构数量的增加，还会导致水下机器人结构复杂化，提高水下机器人的制作与维护成本。
因此，为了提高驱动效率，减小驱动噪声，增加小型水下机器人工作时的隐蔽性，我们采用了柔性驱动的方式，提出了一种小型水下机器人，在提高能量利用率、降低了运动噪声的同时，还提升了机器人的精确控制能力，简化了结构，降低了机器人的运动和维护成本。
发明内容
本发明为了寻找一种高效低噪声、结构简单、控制精确的水下机器人驱动方法，提供一种柔性驱动的小型水下机器人及其驱动方法。
该一种柔性驱动的小型水下机器人包括主体部分、驱动模块和蒙皮。驱动模块包括多块肋板；各肋板环绕在主体部分的周围；肋板的两端与主体部分的两端分别固定。初始状态下，肋板外凸或内凹的预弯曲状态。呈环形且具有弹性的蒙皮包裹在所有多块肋板的外侧，在主体部分的中部形成抽排水腔室。主体部分的头端设置有进水口，尾端设置有出水口；进水口和出水口均与抽排水腔室连通。进水口和出水口上均设置有单向阀门；进水口上的单向阀门的输入口朝外设置；出水口上的单向阀门的输入口朝内设置；肋板包括压电片和基底板。基底板其中一个侧面的两端均固定有压电片。压电片通电时沿基底板的长度方向伸长或缩短。当压电片通入正反周期性电压时，对应的肋板在内凹状态与外凸状态周期性切换，带动抽排水腔室的容积周期性变化。
作为优选，主体部分包括依次排列并固定连接在一起的头部推进模块、连接模块和尾部推进模块。
作为优选，所述的头部推进模块包括固定在一起的整流罩、头部平台、进水管和头部蒙皮粘接部。整流罩呈部分球形；头部平台设置在整流罩的内侧。头部蒙皮粘接部位于头部平台的外侧面上，与蒙皮内侧面的对应边缘连接。进水管设置整流罩外侧面的中心位置，并与抽排水腔室连通。所述的尾部推进模块包括尾部平台、单向阀门、出水管和尾部蒙皮粘接部。尾部蒙皮粘接部位于尾部平台的外侧面上，与蒙皮内侧面的对应边缘连接。出水管设置尾部平台外侧面的中心位置，并与抽排水腔室连通。头部平台、尾部平台的相对侧面边缘处均开设有多个插槽；插槽与对应的连接肋板的端部插接。连接肋板与插槽的连接处保持粘接。插槽的深度方向垂直于头部平台、尾部平台的相对侧面；进水管和出水管的内部或端部设置有单向阀门。
作为优选，所述的单向阀门包括导流管、阀门盖和连接轴。导流管的端部边缘处和阀门盖的边缘处通过连接轴转动连接；阀门盖与导流管之间设置有扭簧；在不受水流作用力的情况下，阀门盖在扭簧提供的弹力作用下抵住导流管的端部。阀门盖抵住导流管的端部时将导流管封闭。进水口对应的单向阀门中阀门盖位于导流管靠近抽排水腔室的一端。出水口对应的单向阀门中阀门盖位于导流管远离抽排水腔室的一端。
作为优选，各肋板沿主体部分中心轴线的周向均布。
作为优选，初始状态下，肋板处于外凸状态；肋板中的两个压电片分别位于基底板外侧面的两端。
作为优选，初始状态下，肋板处于内凹状态；肋板中的两个压电片分别位于基底板内侧面的两端。
作为优选，蒙皮的内侧面与各肋板的外侧面粘接。蒙皮的两端与主体部分的两端通过粘接的方式密封连接。
作为优选，所述的基底板采用两端窄中间宽的宽度渐变结构。基底板上安装在压电片的位置开设孔洞。
该水下机器人的驱动方法如下：
向所有的压电片通入周期性电压，控制肋板在外凸和内凹两个状态之间周期性切换，使抽排水腔室的容积周期性变化；抽排水腔室的容积减小时，位于主体部分头端的进水口从外界环境中吸入水体；抽排水腔室的容积增大时，位于主体部分尾端的出水口向外界环境喷出水体，形成推进力。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过压电片周期性地伸长缩短，使得肋板在内凹模态与外凸模态之间反复切换，以驱动机器人持续进行向后的喷射运动，实现机器人的持续前进，具有结构简单可靠。此外，本发明的肋板的变形为超过临界点的骤变，能够快速改变排水腔室的容积，向后产生脉冲射流，从而增大了机器人的推进力。
2、本发明更换了原始的刚性驱动方式，省略了电能转化为电机的机械能，再转化为机器整体动能的过程，显著地提高了水下机器人的机械效率，对水下机器人技术有着重要意义。
3、本发明使用柔性驱动的方法，相比于刚性驱动方式，产生的噪音更小，因此在水下运动时，更不容易让被动声呐侦测到运动信息，具有更高的隐蔽性和安全性。
4、本发明使用的柔性驱动方式结构简单，便于制造也易于维护，降低了水下机器人制作的复杂度，也减少了维护成本。
5、本发明使用的压电材料调控的柔性驱动方式，充分发挥了压电材料灵敏度高的优点，便于对驱动过程进行精确的调控，提升机器的灵活性。
附图说明
图1为本发明提供的小型水下机器人的整体结构示意图。
图2为本发明提供的小型水下机器人的内部结构示意图。
图3为本发明提供的小型水下机器人中主体部分的结构示意图。
图4为本发明提供的小型水下机器人中肋板的分层结构示意图。
图5为本发明提供的小型水下机器人中肋板在内凹模态与外凸模态之间切换的原理图。
图6为本发明提供的小型水下机器人的运动过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如1、2、3图所示，一种柔性驱动的小型水下机器人，包括主体部分、驱动模块2和蒙皮4。主体部分包括头部推进模块1、连接模块3和尾部推进模块5
头部推进模块1、连接模块3和尾部推进模块5依次排列，并采用一体化设计，三者均通过3D打印机一体打印制作，材料为PLA(聚乳酸)，填充率为50％。该机器人的由内至外的安装顺序为，头部推进模块1——连接模块3——尾部推进模块5一体式结构、驱动模块2和蒙皮4。蒙皮4具有弹性，采用PE(聚乙烯)材料。连接模块3采用多根连接杆。连接杆的两端与头部推进模块1、尾部推进模块5的相对侧面分别固定，使得头部推进模块1与尾部推进模块5固定在一起，间距保持恒定。驱动模块2的两端与头部推进模块1、尾部推进模块5分别采用插槽的方式连接；蒙皮4贴附式粘接在驱动模块2的外侧；蒙皮4的两端边缘与头部推进模块1、尾部推进模块5的内端边缘处分别通过贴附式粘接保持密封性。因此整个蒙皮内部为空腔，机器通过空腔体积的变化进行运动。
如图4所示，驱动模块2包括沿机器人中心轴线的周向均布的多块肋板；肋板的两端与头部推进模块1、尾部推进模块5的边缘处分别固定。肋板的长度大于头部推进模块1与尾部推进模块5的间距。在初始状态下，肋板的中部呈现向外预弯曲的状态。呈环形的蒙皮4包裹在所有多块肋板的外侧，形成封闭的抽排水腔室。当抽排水腔室的容积增大时，头部推进模块1能够从外界吸入水；当抽排水腔室的容积减小时，尾部推进模块5能够排出水流，形成推进力。
肋板包括压电片2-1和基底板2-2。基底板2-2采用T300斜纹哑光基底板。压电片2-1采用M2814-P1型压电纤维片。两片压电片2-1通过环氧胶粘接在基底板2-2上。两个压电片2-1分别设置肋板外侧面的两端。压电片2-1在通电时长度增大，从而改变肋板外侧面的受力情况；当压电片2-1轴向应力超过阈值时，肋板中部向外弯曲的稳态将被破坏，进而使得肋板由向外弯曲骤变为向内弯曲，从而改变抽排水腔室的容积(肋板由外弯曲变为内弯曲时抽排水腔室增大，肋板由内弯曲变为外弯曲时抽排水腔室减小)。
为了实现更好地推动效果，基底板2-2呈现两端窄中间宽的宽度渐变结构；基底板2-2上安装在压电片2-1的位置开设孔洞，用以调整肋板2整体的刚度，增加机器整体驱动能力。该孔洞为圆孔。压电片2-1上存在电极；电极通过高压放大器连接至信号发生器，实现对压电片2-1的电压控制。信号发生器与电源连接。电源设置在机器人内部，或设置在机器人外部并与机器人通过线缆连接。
如图5所示，肋板在内弯曲与外弯曲两个模态之间切换的原理如下：初始状态下，肋板处于中部向外凸起的预压缩状态；当给压电片2-1通正向电压时，压电片2-1伸长，向肋板的外侧面提供轴向拉力，由于压电纤维片与机器人的轴线方向存在一定角度，因此轴向拉力会有沿机器人径向的分量，在该分量的作用下，肋板相当于受到沿机器人径向向内的压力，当该压力超过阈值时，肋板将由外凸模态切换为内凹模态。当压电片2-1通反向电压时，压电片2-1缩短，向肋板的外侧面提供轴向压力，该轴向压力的径向分量会推动肋板2模态转换，由内凹模态恢复到向外凸模态。
如图1、2、3所示，头部推进模块1包括固定在一起的整流罩1-1、头部平台1-4、进水管1-3和头部蒙皮粘接部1-2。整流罩1-1为部分球形，用于减小水流阻力；头部平台1-4设置在整流罩1-1的内侧。头部蒙皮粘接部1-2位于头部平台1-4的外侧面上，为蒙皮4和头部平台1-4结合的部位。进水管1-3设置整流罩1-1外侧面的中心位置，并与抽排水腔室连通。
如图1、2、3所示，尾部推进模块5包括尾部平台5-1、单向阀门6、出水管5-2、尾部蒙皮粘接部5-3。尾部蒙皮粘接部5-3位于尾部平台5-1的外侧面上，为蒙皮4和尾部平台5-1结合的部位。出水管5-2设置尾部平台5-1外侧面的中心位置，并与抽排水腔室连通。
头部平台1-4、尾部平台5-1的相对侧面边缘处均开设有多个插槽，用以连接肋板2的端部。插槽的深度方向垂直于头部平台1-4、尾部平台5-1的相对侧面；肋板插入插槽后，通过环氧树脂胶固定，确保肋板两端均为固支的边界条件。进水管1-3和出水管5-2的内部或端部均同轴设置有单向阀门6；进水管1-3对应的单向阀门6仅允许外界环境中的水体从进水管1-3进入抽排水腔室。出水管5-2对应的单向阀门6仅允许抽排水腔室中的水体经出水管5-2输出到外界环境，以实现提供驱动力的射流。
单向阀门6包括导流管6-1、阀门盖6-3和连接轴6-2。导流管6-1的端部边缘处和阀门盖6-3的边缘处通过连接轴6-2转动连接；阀门盖6-3与导流管6-1之间设置有扭簧；在不受水流作用力的情况下，阀门盖6-3在扭簧提供的弹力作用下抵住导流管6-1的端部。阀门盖6-3抵住导流管6-1的端部时将导流管6-1封闭。
进水管1-3对应的单向阀门中阀门盖6-3位于导流管6-1靠近抽排水腔室的一端，仅能够向内开启，故仅能在抽排水腔室进水时自动开启。出水管5-2对应的单向阀门中阀门盖6-3位于导流管6-1远离抽排水腔室的一端，仅能够向外开启，故仅能在抽排水腔室出水时自动开启。
该水下机器人的驱动方法如下：
如图6所示，开启电源，连接并启动信号发生器及高压放大器，通过控制电压信号在正负值间周期性来回切换，来控制肋板在外凸和内凹两个模态间周期性切换，再带动蒙皮，使整个抽排水腔室的容积发生周期性变化；抽排水腔室的容积减小时，位于机器人头端的进水管1-3从外界环境中吸入水体；抽排水腔室的容积增大时，位于机器人尾端的出水管5-2向外界环境喷出水体，形成脉冲式推进力，实现机器人在持续前进。机器人的转向可以通过鳍板的转动或其他现有技术的方式实现。
实施例2
一种柔性驱动的小型水下机器人，本实施例与实施例1的区别在于：肋板在初始状态下呈现内凹模态。压电片2-1设置在肋板的内侧面。

Claims (10)

1.一种柔性驱动的小型水下机器人，包括主体部分、驱动模块（2）和蒙皮（4）；其特征在于：所述的驱动模块（2）包括多块肋板；各肋板环绕在主体部分的周围；肋板的两端与主体部分的两端分别固定；初始状态下，肋板外凸或内凹的预弯曲状态；呈环形且具有弹性的蒙皮（4）包裹在所有多块肋板的外侧，在主体部分的中部形成抽排水腔室；主体部分的头端设置有进水口，尾端设置有出水口；进水口和出水口均与抽排水腔室连通；进水口和出水口上均设置有单向阀门；进水口上的单向阀门的输入口朝外设置；出水口上的单向阀门的输入口朝内设置；肋板包括压电片（2-1）和基底板（2-2）；基底板（2-2）其中一个侧面的两端均固定有压电片（2-1）；压电片（2-1）通电时沿基底板（2-2）的长度方向伸长或缩短；当压电片（2-1）通入正反周期性电压时，对应的肋板在内凹状态与外凸状态周期性切换，带动抽排水腔室的容积周期性变化。
2.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：主体部分包括依次排列并固定连接在一起的头部推进模块（1）、连接模块（3）和尾部推进模块（5）。
3.根据权利要求2所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：所述的头部推进模块（1）包括固定在一起的整流罩（1-1）、头部平台（1-4）、进水管（1-3）和头部蒙皮粘接部（1-2）；整流罩（1-1）呈部分球形；头部平台（1-4）设置在整流罩（1-1）的内侧；头部蒙皮粘接部（1-2）位于头部平台（1-4）的外侧面上，与蒙皮（4）内侧面的对应边缘连接；进水管（1-3）设置整流罩（1-1）外侧面的中心位置，并与抽排水腔室连通；所述的尾部推进模块（5）包括尾部平台（5-1）、单向阀门（6）、出水管（5-2）和尾部蒙皮粘接部（5-3）；尾部蒙皮粘接部（5-3）位于尾部平台（5-1）的外侧面上，与蒙皮（4）内侧面的对应边缘连接；出水管（5-2）设置尾部平台（5-1）外侧面的中心位置，并与抽排水腔室连通；头部平台（1-4）、尾部平台（5-1）的相对侧面边缘处均开设有多个插槽；插槽与对应的连接肋板（2）的端部插接；连接肋板（2）与插槽的连接处保持粘接；插槽的深度方向垂直于头部平台（1-4）、尾部平台（5-1）的相对侧面；进水管（1-3）和出水管（5-2）的内部或端部设置有单向阀门（6）。
4.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：所述的单向阀门（6）包括导流管（6-1）、阀门盖（6-3）和连接轴（6-2）；导流管（6-1）的端部边缘处和阀门盖（6-3）的边缘处通过连接轴（6-2）转动连接；阀门盖（6-3）与导流管（6-1）之间设置有扭簧；在不受水流作用力的情况下，阀门盖（6-3）在扭簧提供的弹力作用下抵住导流管（6-1）的端部；阀门盖（6-3）抵住导流管（6-1）的端部时将导流管（6-1）封闭；进水口对应的单向阀门中阀门盖（6-3）位于导流管（6-1）靠近抽排水腔室的一端；出水口对应的单向阀门中阀门盖（6-3）位于导流管（6-1）远离抽排水腔室的一端。
5.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：各肋板沿主体部分中心轴线的周向均布。
6.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：初始状态下，肋板处于外凸状态；肋板中的两个压电片（2-1）分别位于基底板（2-2）外侧面的两端。
7.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：初始状态下，肋板处于内凹状态；肋板中的两个压电片（2-1）分别位于基底板（2-2）内侧面的两端。
8.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：蒙皮（4）的内侧面与各肋板的外侧面粘接；蒙皮（4）的两端与主体部分的两端通过粘接的方式密封连接。
9.根据权利要求1所述的一种柔性驱动的小型水下机器人，其特征在于：所述的基底板（2-2）采用两端窄中间宽的宽度渐变结构；基底板（2-2）上安装在压电片（2-1）的位置开设孔洞。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的一种柔性驱动的小型水下机器人的驱动方法，其特征在于：所有的压电片通入周期性电压，控制肋板在外凸和内凹两个状态之间周期性切换，使抽排水腔室的容积周期性变化；抽排水腔室的容积减小时，位于主体部分头端的进水口从外界环境中吸入水体；抽排水腔室的容积增大时，位于主体部分尾端的出水口向外界环境喷出水体，形成推进力。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391650A (zh) * 2008-06-18 2009-03-25 哈尔滨工业大学 形状记忆合金丝驱动的仿生机器水母
CN101638144A (zh) * 2009-07-16 2010-02-03 哈尔滨工业大学 一种准柔性仿乌贼脉冲喷射推进器
CN202574604U (zh) * 2012-05-07 2012-12-05 浙江师范大学 压电喷水推进装置
CN108032307A (zh) * 2017-12-05 2018-05-15 长沙展朔轩兴信息科技有限公司 水母仿生机器人
CN113772053A (zh) * 2021-09-01 2021-12-10 哈尔滨工业大学 一种交叉结构的多自由度水下压电机器人
CN113928522A (zh) * 2021-09-23 2022-01-14 南京航空航天大学 一种仿乌贼脉冲射流推进器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017104A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-11 Univ Ilmenau Tech Fluidmechanisches Antriebselement
FR3092512B1 (fr) * 2019-02-08 2021-05-07 Psa Automobiles Sa Dispositif d’orientation et/ou de préhension d’objet, à membrane élastique à longévité accrue, et robot associé

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101391650A (zh) * 2008-06-18 2009-03-25 哈尔滨工业大学 形状记忆合金丝驱动的仿生机器水母
CN101638144A (zh) * 2009-07-16 2010-02-03 哈尔滨工业大学 一种准柔性仿乌贼脉冲喷射推进器
CN202574604U (zh) * 2012-05-07 2012-12-05 浙江师范大学 压电喷水推进装置
CN108032307A (zh) * 2017-12-05 2018-05-15 长沙展朔轩兴信息科技有限公司 水母仿生机器人
CN113772053A (zh) * 2021-09-01 2021-12-10 哈尔滨工业大学 一种交叉结构的多自由度水下压电机器人
CN113928522A (zh) * 2021-09-23 2022-01-14 南京航空航天大学 一种仿乌贼脉冲射流推进器

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