CN115008956A - 一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，包括尾部主体、支撑骨架和绳驱装置；多组支撑骨架逐一排布于尾部主体上；每组支撑骨架包括两个支撑件，两支撑件分别安装于尾部主体的两侧；尾部主体安装有绳驱装置，一个绳驱装置绳驱全部支撑骨架摆动，另一个绳驱装置绳驱尾部主体前半段的支撑骨架摆动，两绳驱装置用于驱动尾部主体往相反方向摆动。在采用上述仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构后，两个绳驱装置相互配合，驱动尾部主体形成S型的弯曲摆动，如此往复运动，交替放松和收紧，实现真实鳄鱼摆动的模拟，具有结构简单紧凑、驱动控制器少等优点，该结构还可以应用于其他两栖类仿生机器人上，具有广泛的应用前景。

Description

一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构

技术领域

本发明涉及仿生机构领域，特别涉及一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构。

背景技术

仿生机械装置是用机械装置或机电装置模仿生物体的结构和运动特性，从而设计出类似生物原型的机械装置。随着人类社会的发展，对海洋、滩涂、沼泽、海岛等复杂环境地域的开发和探测活动越来越多，急需适应于水陆两栖的仿生机器人去完成救援、探测、取样等工作。

鳄鱼作为典型的两栖动物是很好的仿生对象，鳄鱼在陆地、滩涂等地方行走时，其尾巴上下摆动且可着地，为身体提供支撑；在水下游动时，其尾巴在水平方向摆动呈S型波动，为身体向前游动和转向提供推力。因此，鳄鱼尾巴的仿生是实现仿鳄鱼机器人行走和游动的功能关键的一个装置，也是仿生装置设计中的一个难点。

在已有关于仿鳄鱼机器人的文献中，公开过一种鳄鱼尾部结构，该结构采用多电机串联驱动的方式运行，这种驱动方式需根据鳄鱼尾巴骨架的节数选择电机的数量，而鳄鱼尾巴骨架节数较多，因此所需要的电机数量较多，导致控制难度较大，且过多的电机数量增加了仿生机器人整体质量。还有一些其他的水陆两栖仿生机器人尾部摆动装置采用轮式、螺旋桨、多连杆等驱动方式，虽然这些驱动方式在一定程度上能实现仿生的动作，但其结构笨重且不能真正在外形和运动机理上完全对生物对象进行仿生。

因此设计一款结构简单、外形及运动机理完全仿生的适用于水陆两栖的仿鳄鱼机器人尾部结构，能更好的为仿鳄鱼机器人的设计提供服务，也能为其他水陆两栖仿生机器人的尾部结构提供设计思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，以解决现有鳄鱼机器人尾部结构的驱动方式在控制上难度较大，结构笨重且不能真正在外形和运动机理上完全对生物对象进行仿生等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，包括尾部主体、支撑骨架和绳驱装置；多组所述支撑骨架逐一排布于所述尾部主体上；每组所述支撑骨架包括两个支撑件，两所述支撑件分别安装于所述尾部主体的两侧；所述尾部主体安装有所述绳驱装置，一个所述绳驱装置绳驱全部所述支撑骨架摆动，另一个所述绳驱装置绳驱所述尾部主体前半段的所述支撑骨架摆动，两所述绳驱装置用于驱动所述尾部主体往相反方向摆动。

在其中一个实施例中，所述尾部主体包括制动段和从动段，各组所述支撑骨架安装于所述制动段，在从所述制动段往所述从动段的方向上，各组所述支撑骨架的间距逐渐增大。

在其中一个实施例中，在所述制动段中间往所述制动段两端的方向上，各组所述支撑骨架的外轮廓尺寸逐渐减小。

在其中一个实施例中，处于所述制动段末端的支撑骨架设有两条内绕线，两所述内绕线分别置于该组所述支撑骨架的两所述支撑件上，两所述内绕绳分别穿过所述制动段两侧的全部所述支撑件后共同缠绕于一个所述绳驱装置上，两所述内绕绳的缠绕方向相反；

处于所述制动段中间的一组支撑骨架设有两条外绕绳，两所述外绕线分别置于该组所述支撑骨架的两所述支撑件上，两所述外绕绳分别穿过前半段的所述支撑件后共同缠绕于另一个所述绳驱装置上，两所述外绕绳的缠绕方向相反。

在其中一个实施例中，一个所述绳驱装置为内绳驱装置，所述内绳驱装置包括内绳驱电机和内绕绳滑轮，所述内绳驱电机用于驱动所述内绕绳滑轮转动，两所述内绕绳缠绕于所述内绕绳滑轮。

在其中一个实施例中，所述内绳驱装置还包括两个内绕绳转向轮，两所述内绕绳穿过所述支撑件后，先分别绕经两所述内绕绳转向轮再缠绕于所述内绕绳滑轮。

在其中一个实施例中，一个所述绳驱装置为外绳驱装置，所述外绳驱装置包括外绳驱电机和外绕绳滑轮，所述外绳驱电机用于驱动所述外绕绳滑轮转动，两所述外绕绳缠绕于所述外绕绳滑轮。

在其中一个实施例中，所述外绳驱装置还包括两个外绕绳转向轮，两所述外绕绳穿过所述支撑件后，先分别绕经两所述外绕绳转向轮再缠绕于所述外绕绳滑轮。

在其中一个实施例中，所述内绳驱装置和所述外绳驱装置均设有加强板。

在其中一个实施例中，所述尾部主体安装有轮驱装置，所述轮驱装置用于驱动所述尾部主体上下摆动。

在其中一个实施例中，所述轮驱装置包括轮驱电机、偏心轮、连杆和支撑板，所述轮驱电机用于驱动所述偏心轮转动，所述连杆分别连接所述偏心轮和所述支撑板，所述支撑板与所述尾部主体连接。

在其中一个实施例中，所述尾部主体的外部包裹橡胶蒙皮，所述尾部主体与所述支撑骨架之间的空隙填充PP棉。

本发明的有益效果如下：

该仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构全真模拟鳄鱼尾巴在水中和陆地上的摆动进行设计，具有结构简单紧凑、驱动控制器少、质量较轻、便于控制等优点。该仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构安装有多组支撑骨架和多个绳驱装置，其中一个绳驱装置通过内绕绳驱动所有支撑骨架，进而带动整个尾部主体摆动；另一个绳驱装置通过外绕绳驱动前半段的支撑骨架，进而带动尾部主体的前半段摆动；两个同时工作的绳驱装置绳驱的方向相反，形成S型的弯曲摆动，如此往复运动，内绕绳和外绕绳交替放松和收紧，实现真实鳄鱼横向摆动的模拟，为仿鳄鱼机器人的水下游动、浮沉和转弯等提供推力。

该仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构安装有轮驱装置，轮驱装置与尾部主体连接，轮驱装置通过轮驱电机驱动偏心轮，进而带动尾部主体的上下摆动，实现真实鳄鱼纵向摆动的模拟，为仿鳄鱼机器人在陆地和沼泽等环境下行走、奔跑等步态下尾巴需着地和上扬提供动力。

该仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构与仿鳄鱼机器人装配完毕后，在外部包裹橡胶蒙皮，在内部填充PP棉，实现其防水功能。

该仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构还可以应用于其他两栖类仿生机器人上，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施方式提供的整体示意图一；

图2是本发明优选实施方式提供的整体示意图二；

图3是本发明优选实施方式提供的绳驱装置和轮驱装置的放大图；

图4是本发明优选实施方式提供的尾部主体示意图；

图5是本发明优选实施方式提供的支撑件示意图一；

图6是本发明优选实施方式提供的支撑件示意图二；

图7是本发明优选实施方式提供的右盖板及其沉头孔的示意图；

图8是本发明优选实施方式提供的盖板安装孔示意图；

图9是本发明优选实施方式提供的尾部主体和躯干连接板的连接示意图；

图10是本发明优选实施方式提供的未启动绳驱装置的整体结构示意图；

图11是本发明优选实施方式提供的启动绳驱装置的整体结构示意图；

图12是本发明优选实施方式提供的尾部主体向下摆动的整体结构示意图；

图13是本发明优选实施方式提供的尾部主体向上摆动的整体结构示意图。

附图标记如下：

1、尾部主体、10、安装孔二；11、制动段；12、从动段；13、前端连接骨架；130、铰接支耳；131、连接铰链；14、左盖板；15、右盖板；16、沉头孔；17、盖板安装孔；

2、支撑骨架；2-1、第一支撑骨架；2-2、第二支撑骨架；2-3、第三支撑骨架；2-4、第四支撑骨架；2-5、第五支撑骨架；2-6、第六支撑骨架；2-7、第七支撑骨架；2-8、第八支撑骨架；2-9、第九支撑骨架；2-10、第十支撑骨架；2-11、第十一支撑骨架；2-12、第十二支撑骨架；2-13、第十三支撑骨架；2-14、第十四支撑骨架；2-15、第十五支撑骨架；20、支撑件；200、安装孔一；201、内绕绳孔；202、外绕绳孔；203、内绕绳；204、外绕绳；

3、内绳驱装置；30、内绳驱电机；31、内绕绳滑轮；32、内绕绳转向轮；320、内绕绳转向轮轴；33、内绳驱电机安装板；34、内绕绳转向轮支架；340、内绕绳转向轮支架孔；35、第一加强板；

4、外绳驱装置；40、外绳驱电机；41、外绕绳滑轮；42、外绕绳转向轮；420、外绕绳转向轮轴；43、外绳驱电机安装板；44、外绕绳转向轮支架；440、外绕绳转向轮支架孔；45、第二加强板；

5、轮驱装置；50、轮驱电机；51、偏心轮；52、连杆；53、支撑板；

6、躯干连接板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其实施例如图1至图6、图10至图11所示，包括尾部主体1、支撑骨架2、内绳驱装置3和外绳驱装置4；多组支撑骨架2逐一排布于尾部主体1上；每组支撑骨架2包括两个支撑件20，两个支撑件20分别安装于尾部主体1的两侧；尾部主体1安装有内绳驱装置3和外绳驱装置4，内绳驱装置3绳驱全部支撑骨架2摆动，外绳驱装置4绳驱前半段的支撑骨2架摆动，内绳驱装置3和外绳驱装置4用于驱动尾部主体1往相反方向摆动。

在采用上述设置方式后，尾部主体1和支撑骨架2均根据真实鳄鱼尾巴外形尺寸设计，使该尾部结构具备外形上的高度仿生性；内绳驱装置3绳驱全部支撑骨架2，带动尾部主体1整体摆向一侧；外绳驱装置4绳驱前半段支撑骨架2，带动尾部主体1前半段部分摆向另一侧；内绳驱装置3和外绳驱装置4同时运行但方向相反，形成尾部主体1的S型摆动；如此往复运动，实现真实鳄鱼横向摆动的模拟，为仿鳄鱼机器人的水下游动、浮沉和转弯等提供推力，使该尾部结构具备运动机理上的高度仿生性，具有结构简单紧凑、驱动控制器少、质量较轻、便于控制等优点；该结构还可以应用于其他两栖类仿生机器人上，具有广泛的应用前景。

如图1、图4至图6所示，尾部主体1的外形仿真实鳄鱼尾部，采用高柔韧性和高回弹性的弹簧钢，尾部主体1上安装有十五组支撑骨架2，包括第一支撑骨架2-1、第二支撑骨架2-2、第三支撑骨架2-3、第四支撑骨架2-4、第五支撑骨架2-5、第六支撑骨架2-6、第七支撑骨架2-7、第八支撑骨架2-8、第九支撑骨架2-9、第十支撑骨架2-10、第十一支撑骨架2-11、第十二支撑骨架2-12、第十三支撑骨架2-13、第十四支撑骨架2-14和第十五支撑骨架2-15，每组支撑骨架2包括两个对称的支撑件20，每两个对称的支撑件20与尾部主体1螺栓连接，每个支撑件20均设有两个安装孔一200，尾部主体1上设有两排安装孔二10，使用安装栓穿过两个对称支撑件20的安装孔一200和尾部主体1的安装孔二10与螺母连接固定。

在采用上述设置方式后，尾部主体1的外形和材料与真实鳄鱼尾部形状和特性保持一致，不同组的支撑骨架2的形状与真实鳄鱼尾部对应位置的截面形状保持一致，实现了该仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构的整体轮廓的全真仿生；同时两两对称的支撑件20通过螺栓和螺母固定连接于尾部主体1上，螺栓螺母的连接方式可拆卸，便于使用者进一步优化方案。

如图1至图2、图4所示，尾部主体1包括相互连接的制动段11和从动段12，所有支撑骨架2均安装于制动段11上，从制动段11的首端往制动段11的末端的方向上，第一支撑骨架2-1至第十五支撑骨架2-15依次排布，第一支撑骨架2-1、第十二支撑骨架2-12至第十五支撑骨架2-15均采用实心设计，第二支撑骨架2-2至第十一支撑骨架2-11采用镂空的轻量化设计。

在采用上述设置方式后，第一支撑骨架2-1进行实心设计并置于制动段11最前端，第二支撑骨架2-2至第十一支撑骨架2-11进行镂空设计并置于制动段11中段，第十二支撑骨架2-12至第十五支撑骨架2-15进行实心设计并置于制动段11末段，可在最大程度上减轻该尾部结构的整体质量，同时增强其稳定性，第一支撑骨架2-1的实心设计还用于与内绳驱装置3连接固定。

如图1至图2所示，从制动段11往从动段12的方向上，尾部主体1的横截面积逐渐收窄，从第一支撑骨架2-1往第十五支撑骨架2-15的方向上，各组支撑骨架2的间距逐渐增大，内绳驱装置3和外绳驱装置4绳驱支撑骨架2进而带动制动段11摆动，从动段12在制动段11的带动下随动。

在采用上述设置方式后，该设置与真实鳄鱼尾部的前半部分骨架紧凑而后半部分骨架柔软的特点高度相似，实现对鳄鱼尾部结构的高度仿真；同时从动段12不设有支撑骨架2，由制动段11带动的设置能够减少支撑骨架2的使用，减轻尾部结构整体的质量。

如图1至图2所示，从第八支撑骨架2-8往第一支撑骨架2-1的方向上、从第八支撑骨架2-8往第十五支撑骨架2-15的方向上，支撑骨架2的外轮廓尺度均逐渐减小。

在采用上述设置方式后，该设置与真实鳄鱼尾部的中间凸起较高，两端凸起较低的特点高度相似，实现对鳄鱼尾部结构的高度仿真。

如图1至图2、图5至图6、图10至图11所示，每个支撑件20上均设有内绕绳孔201，第一支撑骨架2-1至第六支撑骨架2-6还设有外绕绳孔202，第一支撑骨架2-1至第六支撑骨架2-6各自的内绕绳孔201和外绕绳孔202所连成的直线与尾部主体1所在的平面垂直，内绕绳孔201到尾部主体1的距离小于外绕绳孔202到尾部主体1的距离；第一支撑骨架2-1至第六支撑骨架2-6各自的内绕绳孔201和外绕绳孔202之间的距离逐渐减小。

第十五支撑骨架2-15上设有两条内绕绳203，两条内绕绳203分别固定在第十五支撑骨架2-15的两个对称的支撑件20上，两条内绕绳203分别依次穿过第十五支撑骨架2-15、第十四支撑骨架2-14、第十三支撑骨架2-13、第十二支撑骨架2-13、十一支撑骨架2-11、第十支撑骨架2-10、第九支撑骨架2-9、第八支撑骨架2-8、第七支撑骨架2-7、第六支撑骨架2-6、第五支撑骨架2-5、第四支撑骨架2-4、第三支撑骨架2-3、第二支撑骨架2-2和第一支撑骨架2-1两侧的支撑件20的内绕绳孔201后，多圈缠绕于内绳驱装置3上。两条内绕绳203的缠绕方向相反，一条内绕绳203顺时针缠绕于内绳驱装置3，则另一条内绕绳203逆时针缠绕于内绳驱装置3；

第六支撑骨架2-6上设有两条外绕绳204，两条外绕绳204分别固定在第六支撑骨架2-6的两个对称的支撑件20上，两条外绕绳204分别依次穿过第六支撑骨架2-6、第五支撑骨架2-5、第四支撑骨架2-4、第三支撑骨架2-3、第二支撑骨架2-2和第一支撑骨架2-1两侧的支撑件20的外绕绳孔202后，多圈缠绕于外绳驱装置4上。两条外绕绳204的缠绕方向相反，一条外绕绳204顺时针缠绕于外绳驱装置4，则另一条外绕绳204逆时针缠绕于外绳驱装置4；

位于同一侧的外绕绳204和内绕绳203的缠绕方向相同。

在采用上述设置方式后，由于两条内绕绳203以相反的缠绕方向缠绕于同一内绳驱装置3上，因此当内绳驱装置3进行绳驱时，一条内绕绳203收紧，另一条内绕绳203放松，带动尾部主体1整体向一侧摆动；由于两条外绕绳204以相反的缠绕方向缠绕于同一外绳驱装置4上，且外绳驱装置4的和内绳驱装置3分别控制支撑骨架2往相反方向摆动，因此当外绳驱装置4进行绳驱时，与收紧的内绕绳203位于同一侧的外绕绳204放松，与放松的内绕绳203位于同一侧的外绕绳204收紧，带动尾部主体1的前半段向另一侧摆动，实现尾部整体S型摆动。

如图1至图3所示，尾部主体1设有前端连接骨架13，内绳驱装置3安装于第一支撑骨架2-1和前端连接骨架13之间，内绳驱装置3包括内绳驱电机30、内绕绳滑轮31和两个内绕绳转向轮32；第一支撑骨架2-1和前端连接骨架13之间设有内绳驱电机安装板33，内绳驱电机30通过螺栓和螺母安装于内绳驱电机安装板33，内绕绳滑轮31通过法兰盘与内绳驱电机30连接固定，前端连接骨架13设有两个内绕绳转向轮支架34，两个内绕绳转向轮32分别安装于两个内绕绳转向轮支架34上，内绕绳转向轮支架34设有内绕绳转向轮支架孔340，内绕绳转向轮32设有内绕绳转向轮轴320，内绕绳转向轮轴320插入内绕绳转向轮支架孔340中，内绕绳滑轮31和两个内绕绳转向轮32位于同一平面，高度相同并呈三角布置，两个内绕绳转向轮32分别与两条内绕绳203位于同一直线上，内绕绳转向轮32到前端连接骨架13的距离小于内绕绳滑轮31到前端连接骨架13的距离，两条内绕绳203分别绕经两个内绕绳转向轮32再分别以顺时针和逆时针的缠绕方向多圈缠绕于同一个内绕绳滑轮31上。

当内绳驱电机30顺时针驱动内绕绳滑轮31转动时，顺时针缠绕于内绕绳滑轮31的内绕绳203收紧，以逆时针缠绕于内绕绳滑轮31的内绕绳203放松，一松一紧的配合使得内绕绳203所控制的第一支撑骨架2-1至第十五支撑骨架2-15向收紧的内绕绳203一侧摆动；

同理，当内绳驱电机30逆时针驱动内绕绳滑轮31转动时，逆时针缠绕于内绕绳滑轮31的内绕绳203收紧，顺时针缠绕于内绕绳滑轮31的内绕绳203放松，一松一紧的配合使得内绕绳203所控制的第一支撑骨架2-1至第十五支撑骨架2-15向收紧的内绕绳203一侧摆动。

在采用上述设置方式后，以绳驱的方式完成尾部主体1前半段的摆动，有效减轻尾部主体1的质量。同时两个内绕绳转向轮32的设置，可把两条内绕绳203区分开，防止两条内绕绳203在缠绕过程中打结；也可以改变两条内绕绳203的绕绳角度，使两条内绕绳203从两侧有序地汇合于同一个内绕绳滑轮31，以一个内绕绳滑轮31控制两条内绕绳203，减少驱动电机的数量。

如图1至图3所示，外绳驱装置4与前端连接骨架13连接，外绳驱装置4包括外绳驱电机40、外绕绳滑轮41和两个外绕绳转向轮42；前端连接骨架13设有外绳驱电机安装板43和外绕绳转向轮支架44，外绳驱电机40通过螺栓和螺母安装于外绳驱电机安装板43，外绕绳滑轮41通过法兰盘与外绳驱电机40连接固定，两个外绕绳转向轮42分别安装于两个外绕绳转向轮支架44上，外绕绳转向轮支架44设有外绕绳转向轮支架孔440，外绕绳转向轮42设有外绕绳转向轮轴420，外绕绳转向轮轴420插入外绕绳转向轮支架孔440中，外绕绳滑轮41和两个外绕绳转向轮42位于同一平面，高度相等且三角布置，两个外绕绳转向轮42分别与两条外绕绳204位于同一直线上，外绕绳转向轮42到前端连接骨架13的距离小于外绕绳滑轮41到端连接骨架13的距离，两条外绕绳204分别绕经两个外绕绳转向轮42再分别以顺时针和逆时针的缠绕方向多圈缠绕于同一个外绕绳滑轮41上。

当外绳驱电机40顺时针驱动外绕绳滑轮41转动时，顺时针缠绕于外绕绳滑轮41的外绕绳204收紧，逆时针缠绕于外绕绳滑轮41的外绕绳204放松，一松一紧的配合使得外绕绳204所控制的第一支撑骨架2-1至第六支撑骨架2-6向收紧的外绕绳204一侧摆动；

同理，当外绳驱电机40逆时针驱动外绕绳滑轮41转动时，逆时针的缠绕于外绕绳滑轮41的外绕绳204收紧，顺时针缠绕于外绕绳滑轮41的外绕绳204放松，一松一紧的配合使得外绕绳204所控制的第一支撑骨架2-1至第六支撑骨架2-6向收紧的外绕绳204一侧摆动。

在采用上述设置方式后，以绳驱的方式完成整个尾部主体1整体的摆动，有效减轻尾部主体1的质量。同时两个外绕绳转向轮42的设置，可把两条外绕绳204区分开，防止两条外绕绳204在缠绕过程中打结；也可以改变两条外绕绳204的绕绳角度，使两条外绕绳204从两侧有序地汇合于同一个外绕绳滑轮41，以一个外绕绳滑轮41控制两条外绕绳204，减少驱动电机的数量。

如图1至图3、图10至图11所示，同一时刻下，内绕绳滑轮31和外绕绳滑轮41的转动方向相反。当内绕绳滑轮31顺时针转动时，外绕绳滑轮41逆时针转动，在内绕绳滑轮31和外绕绳滑轮41的共同驱动下，位于同一侧的内绕绳203和外绕绳204一松一紧；当内绕绳滑轮31逆时针转动时，外绕绳滑轮41顺时针转动，在内绕绳滑轮31和外绕绳滑轮41的共同驱动下，位于同一侧的内绕绳203和外绕绳204一紧一松；如此往复，形成S型摆动。

在采用上述设置方式后，可通过相反方向的绳驱动力，使得同一侧的内绕绳203和外绕绳204一松一紧，以较少的驱动装置轻松实现S型摆动，减少整个尾部主体1的质量，更大程度地仿生鳄鱼。

如图1至图3、图9、图12至13所示，尾部主体1还设有轮驱装置5，轮驱装置5与外绳驱装置4连接，前端连接骨架13用于与躯干连接板6连接，轮驱装置5安装于躯干连接板6上；前端连接骨架13设有铰接支耳130和连接铰链131，铰接支耳130连接于前端连接骨架13的中心处，连接铰链131与铰接支耳130活动连接并安装于躯干连接板6上；轮驱装置5用于驱动尾部主体1沿连接铰链131的转动范围进行上下摆动。

在采用上述设置方式后，为尾部主体的上下摆动提供了一个动力装置，全真模拟了鳄鱼尾部上下摆动的状态。

如图1至图3、图9、图12至13所示，轮驱装置5包括轮驱电机50、偏心轮51、连杆52和支撑板53，轮驱电机50安装于躯干支撑板6上，轮驱电机50与偏心轮51的轮轴连接，连杆52分别连接偏心轮51和支撑板53，支撑板53与外绳驱动装置4连接固定，轮驱电机50驱动偏心轮51转动，偏心轮51带动连杆52和支撑板53上下摆动，进而带动整个尾部主体1沿连接铰链131的转动范围进行上下摆动。

在采用上述设置方式后，轮驱装置5与尾部主体1连接，通过轮驱电机50驱动偏心轮51，进而带动尾部主体1的上下摆动，实现真实鳄鱼纵向摆动的模拟，为仿鳄鱼机器人在陆地和沼泽等环境下行走、奔跑等步态下尾巴需着地和上扬提供动力。

如图1至图3所示，第一支撑骨架2-1和前端连接骨架13之间、前端连接骨架13和支撑板53之间分别设有第一加强板35和第二加强板45，第一加强板35置于内绳驱装置3的上方，第二加强板置于外绳驱装置4的上方。

在采用上述设置方式后，第一加强板35和第二加强板45有利于加强整体尾部结构的强度和刚度，保证其稳定性。

如图1、图7至图8所示，第一支撑骨架2-1和前端连接骨架13之间还设有左盖板14和右盖板15，左盖板14和右盖板15于四角处及靠近前端骨架13的两角中心处均设有沉头孔16，第一支撑骨架2-1和前端连接骨架13相对的两个面上均设有多个盖板安装孔17，左盖板14和右盖板15通过各个沉头孔16与盖板安装孔17进行螺栓连接。

在采用上述设置方式后，可防止内绳驱装置3在工作时受到外界环境的干扰，保证工作的精确性，同时对内绳驱装置3起到保护作用；左盖板14和右盖板15外形与鳄鱼尾巴轮廓接近，实现了高度仿真；左盖板14和右盖板15结构简单，可采用快速成型技术制作，减少研发成本。

如图1所示，尾部主体1的外部包裹橡胶蒙皮，尾部主体1与支撑骨架2之间的缝隙填充PP棉。

在采用上述设置方式后，可防止在深海等湿润地区作业时液体进入其中，导致电机等装置的损坏。

以上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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，

包括尾部主体、支撑骨架和绳驱装置；

多组所述支撑骨架逐一排布于所述尾部主体上；

每组所述支撑骨架包括两个支撑件，两所述支撑件分别安装于所述尾部主体的两侧；

所述尾部主体安装有所述绳驱装置，一个所述绳驱装置绳驱全部所述支撑骨架摆动，另一个所述绳驱装置绳驱所述尾部主体前半段的所述支撑骨架摆动，两所述绳驱装置用于驱动所述尾部主体往相反方向摆动。

2.根据权利要求1所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，所述尾部主体包括制动段和从动段，各组所述支撑骨架安装于所述制动段，在从所述制动段往所述从动段的方向上，各组所述支撑骨架的间距逐渐增大。

3.根据权利要求1或2任一项所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，在所述制动段中间往所述制动段两端的方向上，各组所述支撑骨架的外轮廓尺寸逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，处于所述制动段末端的支撑骨架设有两条内绕线，两所述内绕线分别置于该组所述支撑骨架的两所述支撑件上，两所述内绕绳分别穿过所述制动段两侧的全部所述支撑件后共同缠绕于一个所述绳驱装置上，两所述内绕绳的缠绕方向相反；

处于所述制动段中间的一组支撑骨架设有两条外绕绳，两所述外绕线分别置于该组所述支撑骨架的两所述支撑件上，两所述外绕绳分别穿过前半段的所述支撑件后共同缠绕于另一个所述绳驱装置上，两所述外绕绳的缠绕方向相反。

5.根据权利要求4所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，一个所述绳驱装置为内绳驱装置，所述内绳驱装置包括内绳驱电机和内绕绳滑轮，所述内绳驱电机用于驱动所述内绕绳滑轮转动，两所述内绕绳缠绕于所述内绕绳滑轮。

6.根据权利要求5所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，所述内绳驱装置还包括两个内绕绳转向轮，两所述内绕绳穿过所述支撑件后，先分别绕经两所述内绕绳转向轮再缠绕于所述内绕绳滑轮。

7.根据权利要求4所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，一个所述绳驱装置为外绳驱装置，所述外绳驱装置包括外绳驱电机和外绕绳滑轮，所述外绳驱电机用于驱动所述外绕绳滑轮转动，两所述外绕绳缠绕于所述外绕绳滑轮。

8.根据权利要求7所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，所述外绳驱装置还包括两个外绕绳转向轮，两所述外绕绳穿过所述支撑件后，先分别绕经两所述外绕绳转向轮再缠绕于所述外绕绳滑轮。

9.根据权利要求1所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，所述尾部主体安装有轮驱装置，所述轮驱装置用于驱动所述尾部主体上下摆动。

10.根据权利要求9所述的仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，其特征在于，所述轮驱装置包括轮驱电机、偏心轮、连杆和支撑板，所述轮驱电机用于驱动所述偏心轮转动，所述连杆分别连接所述偏心轮和所述支撑板，所述支撑板与所述尾部主体连接。

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