CN115593161B - 一种水陆两用仿生机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水陆两用仿生机构，涉及仿生机器人技术领域。该仿生机构包括曲轴、运动转换部、竖向移动部和执行部，其中所述运动转换部包括一个驱动套筒和一个螺旋线转轴，所述驱动套筒和曲轴上的曲轴轴颈连接，所述曲轴转动时，所述驱动套筒做往复直线运动，所述螺旋线转轴做旋转运动；所述执行部包括大腿和小腿，所述竖向移动部是所述执行部和运动转换部的连接部，其将所述螺旋线转轴的旋转转化为所述执行部的上下运动，将所述驱动套筒的往复直线运动转化为所述小腿的前后摆动，本发明采用了一种机构运行模式实现水陆两种环境的运行，且仅需设置一个驱动电机即可实现整个机构的前行，其具有结构自重轻、能耗低、可靠性高等优点，应用前景好。

Description

一种水陆两用仿生机构

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，具体为一种水陆两用仿生机构。

背景技术

对于水陆两用仿生机构，根据运行模式通常可分为两类，其一是将水上巡游与陆地行走两种运行模式组合到一个仿生机构系统中来，其二是采用一种机构运行模式实现水陆两种环境运行的融合仿生机构系统。

对于第一种仿生机构系统，其要么将水中运行机构系统与陆地运行机构系统简单组合起来，根据运行环境切换运行机构系统，比如，陆地与水中分别独立依靠轮子与螺旋桨运行；要么将水中运行机构系统与陆地运行机构系统通过某种复杂的方式结合起来，比如，将腿部与螺旋桨融合成腿桨一体运行机构，水中运行依靠螺旋桨，陆地运行需要将腿桨机构变形以适应陆地环境，上述两种情形均会导致仿生机构系统异常复杂。因此，对于一些可靠性要求高的应用场合，如应急救援、军事侦察等领域，采用第一种仿生机构系统难以适用。

采用第二种仿生机构系统，首先将水中运行与陆地运行的执行元件（如足或鳍）融为一体，采用一种机构运行模式实现水陆两种运行模式，然而，现有的水陆两用仿生机构通常采用多足多自由度来提高机动性，各足的运动自由度主要依赖步进电机单独供电进而驱动，仿生机构系统需要较多的驱动电机，这极大地增加了整个仿生机器人的自重以及电能消耗；同时只要其中一个驱动电机损坏，则整个仿生机器人的运动就会受到较大影响，这极大地增加了能耗水平、降低了系统可靠性。采用第二种仿生机构系统具有自重轻、能耗低、可靠性高等优点。

发明内容

鉴于此，为解决上述至少一种问题，本发明提出了一种水陆两用仿生机构。

为实现上述目标，本发明的技术方案如下：一种水陆两用仿生机构，包括，

曲轴，所述曲轴上设有至少一个曲轴轴颈；

运动转换部，所述运动转换部包括圆柱形的螺旋线转轴和套设于螺旋线转轴上的驱动套筒，所述螺旋线转轴能够绕其中心线转动，且所述螺旋线转轴的侧壁设有一圈螺旋线凹槽，所述驱动套筒一端与连杆的一端相连接，所述连杆的另一端与曲轴轴颈相连接，且所述驱动套筒上固设有与所述螺旋线凹槽相匹配的驱动销，当所述驱动套筒在所述曲轴的带动下做往复直线运动时，所述驱动套筒通过驱动销带动螺旋线转轴旋转；所述运动转换部交替设于所述曲轴轴颈的两侧，或，同一曲轴轴颈两侧分别设有一个运动转换部；

竖向移动部，所述竖向移动部包括棘轮组件和连接板，所述棘轮组件设于所述螺旋线转轴远离所述曲轴的一端，同时所述棘轮组件在远离所述螺旋线转轴的一端固定设置有凸轮，所述凸轮上设有凸轮槽，所述凸轮槽上的各处位置与所述凸轮轴中心线之间的距离不相等；所述连接板上还设有连接板驱动销，所述连接板驱动销一端同时穿过所述凸轮槽和直线型限位槽，当所述凸轮转动时，在所述直线型限位槽的限位下，所述连接板驱动销做上下直线运动；

执行部，所述执行部包括与所述连接板相固接的大腿，所述大腿远离所述连接板的一端通过齿轮组件连接所述小腿，所述小腿远离齿轮组件一端设有足部和/或鳍部；所述齿轮组件包括主动锥齿轮和设于所述小腿的从动锥齿轮，且所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮啮合；所述主动锥齿轮的主动轴设于所述大腿一端，同时所述主动轴固设于旋转驱动杆上，所述旋转驱动杆远离所述主动轴的一端铰接有驱动连杆，所述驱动连杆远离所述旋转驱动杆的一端铰接有驱动立柱，所述驱动立柱固定设置于所述驱动套筒上，当所述驱动套筒运动时，带动所述主动轴转动；

以所述凸轮槽与所述连接板驱动销之间的接触点与凸轮轴中心线之间的距离为点线距离，当所述驱动套筒处于上冲程的初始或结束位置时，此时的点线距离为最远距离或接近最远距离；

当所述驱动套筒处于上冲程时，所述棘轮不转动；或，当所述驱动套筒处于下冲程时，所述棘轮不转动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的效果：本发明的水陆两用仿生机构，在仅需要设置一个驱动电机的情况下，就可以实现整个机构的前行，结构巧妙，能耗低，极大地降低了整个机器人的重量。同时，还能够实现水陆两种环境的共同运行，具有较好的实际应用价值。同时，其运行基本通过机械结构进行实现，相对于常规运动自由度主要依赖驱动电机单独驱动的仿生机器人，工作更为可靠，更能够能适用于复杂的应急救援环境。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的目的、技术方案和优点，下面将对实施例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例，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实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

图1是本发明的立体结构整体示意图；

图2是本发明中躯壳内部的立体结构示意图；

图3是本发明中最前方曲轴对应躯壳内部的立体结构示意图；

图4是本发明中运动转换部和转向部的立体结构示意图；

图5是本发明中驱动套筒的立体结构示意图；

图6是本发明中限位组件和棘轮组件的立体结构示意图；

图7是图6中A处放大示意图；

图8是本发明中棘轮轴的立体结构示意图；

图9是本发明中棘轮轴承和凸轮轴承的立体结构示意图；

图10是本发明中凸轮的立体结构示意图；

图11是本发明中连接板的立体结构示意图；

图12是本发明中执行部的立体结构示意图；

图13是图12中B处放大示意图；

图14是本发明中执行部的另一视角的立体结构示意图。

图中，1为驱动电机，2为躯壳，3为曲轴，4为运动转换部，5为竖向移动部；6为执行部，7为转向部，8为万向节；

301为曲轴轴颈，302为曲轴曲臂；

401为连杆，402为驱动套筒，4021为驱动销，403为螺旋线转轴，4031为螺旋线凹槽，4032为转动轴承，404为限位组件，4041为第一限位柱，4042为第二限位柱，4043为直线型限位槽；

501为棘轮组件，5011为棘轮，50111为棘轮轴，50112为棘轮轴承，5012为棘爪，5013为弹簧，5014为棘爪支柱，502为凸轮，5021为凸轮轴，5022为凸轮轴承，5023为凸轮槽，5024为凹陷部，503为连接板，5031为圆柱限位孔，5032为T形限位孔，5033为耳片，5034为连接板驱动销，504为大腿；

601为齿轮组件，6011为主动锥齿轮，60111为主动轴，60112为主动轴承，6012为从动锥齿轮，60121为从动轴，60122为从动轴承，602为驱动组件，6021为旋转驱动杆，6022为驱动连杆，6023为驱动立柱，603为小腿，6031为足部，6032为鳍部；

701为T形转向摇臂，702为转向钢索，703为转向舵机。

具体实施方式

下面将结合实例对本发明的具体实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例中，相对于整个机构的前进方向来看：整个机构的前进方向为“前”，相反方向为“后”，参照前后方向定义“左”、“右”、“上”、“下”。

参见图1~图14，一种水陆两用仿生机构，包括，

曲轴3，所述曲轴3上设有至少一个曲轴轴颈301；

运动转换部4，所述运动转换部4包括圆柱形的螺旋线转轴403和套设于螺旋线转轴403上的驱动套筒402，所述螺旋线转轴403能够绕其中心线转动，且所述螺旋线转轴403的侧壁设有一圈螺旋线凹槽4031，所述驱动套筒402一端与连杆401的一端相连接，所述连杆401的另一端与曲轴轴颈301相连接，且所述驱动套筒402上固设有与所述螺旋线凹槽4031相匹配的驱动销4021，当所述驱动套筒402在所述曲轴3的带动下做往复直线运动时，所述驱动套筒402通过驱动销4021带动螺旋线转轴403旋转；所述运动转换部4交替设于所述曲轴轴颈301的两侧，或，同一曲轴轴颈301两侧分别设有一个运动转换部4；

竖向移动部5，所述竖向移动部5包括棘轮组件501和连接板503，所述棘轮组件501设于所述螺旋线转轴403远离所述曲轴3的一端，同时所述棘轮组件501在远离所述螺旋线转轴403的一端固定设置有凸轮502，所述凸轮502上设有凸轮槽5023，所述凸轮槽5023上的各处位置与所述凸轮轴5021中心线之间的距离不相等；所述连接板503上还设有连接板驱动销5034，所述连接板驱动销5034一端同时穿过所述凸轮槽5023和直线型限位槽4043，当所述凸轮502转动时，在所述直线型限位槽4043的限位下，所述连接板驱动销5034做上下直线运动；

执行部6，所述执行部6包括与所述连接板503相固接的大腿504，所述大腿504远离所述连接板503的一端通过齿轮组件601连接所述小腿603，所述小腿603远离齿轮组件601一端设有足部6031和/或鳍部6032；所述齿轮组件601包括主动锥齿轮6011和设于所述小腿603的从动锥齿轮6012，且所述主动锥齿轮6011和所述从动锥齿轮6012啮合；所述主动锥齿轮6011的主动轴60111设于所述大腿504一端，同时所述主动轴60111固设于旋转驱动杆6021上，所述旋转驱动杆6021远离所述主动轴60111的一端铰接有驱动连杆6022，所述驱动连杆6022远离所述旋转驱动杆6021的一端铰接有驱动立柱6023，所述驱动立柱6023固定设置于所述驱动套筒402上，当所述驱动套筒402运动时，带动所述主动轴60111转动；

以所述凸轮槽5023与所述连接板驱动销5034之间的接触点与凸轮轴5021中心线之间的距离为点线距离，当所述驱动套筒402处于上冲程的初始或结束位置时，此时的点线距离为最远距离或接近最远距离；

当所述驱动套筒402处于上冲程时，所述棘轮5011不转动；或，当所述驱动套筒402处于下冲程时，所述棘轮5011不转动。

具体的，曲轴3结构和现有的曲轴结构相同，其上设置有曲轴轴颈301，本领域技术人员知晓的是，曲轴轴颈301通过两个曲轴曲臂302与曲轴3固接，曲轴3是本发明中仅采用一个驱动电机1就能够驱动多个执行部6的关键；同时，本领域技术人员可以根据实际需求，在一个曲轴3上设置多个曲轴轴颈301，但是不宜过多，因为同一曲轴3上设置的曲轴轴颈301过多，会导致其长度增加，难以通过弯道，因此，综合来看，一个曲轴3上可以设置1~3个曲轴轴颈301。

同时，对于曲轴3来讲，其可以设置多个，在相邻的两个曲轴3之间采用万向节8进行连接，万向节8不仅能够传递驱动电机1的转动力矩，同时还能够在一定程度上使得前后相邻两个曲轴3之间角度发生变化，便于适应地行以及通过一些弯曲的通道。当然，当多个曲轴3同时使用时，最前方一个曲轴3连接驱动电机1，通过驱动电机1使得多个曲轴3能够获得扭矩而转动。

同时，对于曲轴轴颈301来讲，其可以连接一个运动转换部4，也可以在其两侧分别连接一个运动转换部4。当同一曲轴轴颈301的两侧分别连接一个运动转换部4时，在同一时刻，其两侧的运动转换部4的运动方式是相反的；当在一个曲轴轴颈301上仅连接一个运动转换部4时，相邻两个曲轴轴颈301之间的运动转换部4需要左右交替设置，且在同一时刻，相邻两个所述曲轴轴颈301对应的所述曲轴曲臂302在垂直曲轴3轴线的平面上的投影线成180°。

对于运动转换部4，其主要作用是将曲轴3的圆周运动转换成竖向移动部5的上下运动和执行部6的前后运动。运动转换部4包括连杆401、驱动套筒402、螺旋线转轴403、限位组件404。

连杆401一端铰接于曲轴轴颈301，连杆401远离曲轴轴颈301的一端铰接驱动套筒402，驱动套筒402套设于螺旋线转轴403上，驱动套筒402内壁固设有驱动销4021，螺旋线转轴403的侧壁上设有一圈螺旋线凹槽4031，且驱动销4021与螺旋线凹槽4031相匹配，当曲轴3进行转动时，驱动套筒402做往复直线运动，驱动套筒402通过驱动销4021带动螺旋线转轴403旋转，当驱动套筒402完成一个上冲程或一个下冲程时，曲轴3转半圈，螺旋线转轴403完成一次正转或一次反转。同时，本领域技术人员可以理解的是，为了使螺旋线转轴403能够正常转动，螺旋线转轴403的两端还设有转动轴承4032。

在本实施例中为了便于描述驱动套筒402的运动过程，将驱动套筒402远离曲轴3的行程称为下冲程，此时螺旋线转轴403的旋转方向定义为正转，将驱动套筒402与曲轴3之间的距离最远时对应驱动套筒402的位置称为下冲程的结束端，下冲程的结束端为上冲程的初始端，驱动套筒402整个下冲程过程，螺旋线转轴403、棘轮5011及凸轮502同时正转1圈，当驱动套筒402处于上冲程时，螺旋线转轴403反转1圈，棘轮5011与凸轮502不转动。

由于本机构实施例的方式能够同时用于陆地和水中运动，且采用了多足的方式进行运动，因此，可以模拟相应的6足或者8足生物，当然也可以模拟更多足的生物。对于大多数多足生物来讲，其通常是交替式前进，因此，在本实施例中，限定同一个曲轴3上设有1个曲轴轴颈301，且曲轴轴颈301两侧分别连接一个运动转换部4；同时，相邻两个所述曲轴轴颈301对应的所述曲轴曲臂302在垂直曲轴3轴线的平面上的投影线成180°，更加符合交替式前进方式。当驱动电机1转动时，同一曲轴3两侧的运动转换部4交替运动，用以模仿这些多足生物的交替式前进方式。

为了对曲轴3和运动转换部4进行保护，还设置躯壳2，躯壳2将曲轴3和运动转换部4同外界进行隔离，且由于本装置具有水陆两用功能，因此，设置有躯壳2的装置需要浮于水面上。

对于竖向移动部5，其是大腿504上下往复直线平移运动的执行部件，其包括棘轮组件501、凸轮502、连接板503。

对棘轮组件501来讲，棘轮组件501包括棘轮5011、棘爪5012、弹簧5013、棘爪支柱5014，棘轮5011设置在螺旋线转轴403远离曲轴3的一端，棘轮5011包括棘轮轴50111与棘轮轴承50112，棘轮轴50111与棘轮轴承50112的内圈之间进行过盈配合连接，棘轮轴承50112的外圈固设于第一限位柱4041或躯壳2，转动轴承4032与棘轮轴承50112的转动中心线完全重合，棘爪5012远离棘轮轴承50112转动中心线的一端通过棘爪支柱5014与所述螺旋线转轴403远离所述曲轴3的一端连接，另一端设于棘轮5011的齿槽内，弹簧5013使得棘爪5012与棘轮5011的齿槽保持接触；棘轮5011在远离曲轴3的那一侧端面固设凸轮502，凸轮502的凸轮轴5021与凸轮轴承5022的内圈之间进行过盈配合连接，凸轮轴承5022的外圈固设于第一限位柱4041上或躯壳2上，凸轮502随同棘轮5011一起同向旋转。

凸轮502上设有凸轮槽5023，连接板驱动销5034一端和连接板503上的耳片5033铰接，连接板驱动销5034同时间隙配合于直线型限位槽4043内，直线型限位槽4043固设于第二限位柱4042下部，第二限位柱4042和第一限位柱4041固设于转动轴承4032的外圈或躯壳2，凸轮轴承5022固设有第一限位柱4041；连接板503设有连接板驱动销5034的一侧还固设有圆柱限位孔5031与T形限位孔5032，圆柱限位孔5031、T形限位孔5032和耳片5033三者所含竖直方向孔的中心线完全重合；连接板503的上端固定设置有大腿504。连接板驱动销5034同时穿过凸轮槽5023和直线型限位槽4043，当凸轮502转动时，连接板驱动销5034做上下直线运动，在连接板驱动销5034的带动下，连接板503和大腿504均做上下直线运动。

驱动套筒402处于上冲程的初始或结束位置时，凸轮槽5023在凸轮轴5021的正上方处设有一个凹陷部5024，该凹陷部5024朝向凸轮轴5021，且凹陷部5024的尺寸大于连接板驱动销5034横截面的尺寸，当棘轮5011不转动时，所述连接板驱动销5034位于所述凹陷部5024的中间位置处。此时，连接板驱动销5034、连接板503和大腿504均处于高位。

连接板驱动销5034与凸轮槽5023的接触点始终位于凸轮轴5021的轴心线的上方，定义连接板驱动销5034与凸轮槽5023的接触点与凸轮轴5021的轴心线之间的距离为点线距离，当驱动套筒402处于上冲程初始或结束时刻，点线距离始终处于最远距离或接近最远距离，连接板503与大腿504均处于高位；当驱动套筒402处于下冲程一半的时刻，螺旋线转轴403、棘轮5011及凸轮502同时正转半圈，点线距离处于最近距离，连接板503与大腿504均处于最低位。

对于执行部6，其是本装置能够进行运动的执行部件，其包括大腿504、齿轮组件601和小腿603。

大腿504一端与连接板503固定连接，另一端通过齿轮组件601和小腿603连接。

对于齿轮组件601来讲，其包括主动锥齿轮6011与从动锥齿轮6012，主动锥齿轮6011与从动锥齿轮6012相互啮合；主动锥齿轮6011上固设有主动轴60111，所述主动轴60111套设于所述主动轴承60112的内圈上，所述主动轴承60112的外圈固设于所述大腿504远离连接板503的一端；所述从动锥齿轮6012上固设有从动轴60121，所述从动轴60121套设于所述从动轴承60122的内圈上，所述从动轴承60122的外圈固设于所述大腿504远离连接板503的一端，小腿603靠近主动锥齿轮6011的一端固设有从动锥齿轮6012，同时主动轴60111由驱动组件602带动旋转，驱动组件602包括旋转驱动杆6021、驱动连杆6022、驱动立柱6023，主动轴60111固定连接有旋转驱动杆6021，旋转驱动杆6021远离主动轴60111的一端铰接有驱动连杆6022，驱动连杆6022远离旋转驱动杆6021的一端铰接驱动立柱6023，驱动立柱6023远离驱动连杆6022的一端固接驱动套筒402。

为了便于整个机构适用于水陆前行，因此，在小腿603远离从动锥齿轮6012的一端设有一个足部6031，在小腿603的中部或下部设置有一个鳍部6032。

多个上述的曲轴3以及每一个曲轴3连接的运动转换部4、竖向移动部5和执行部6，即可组成一个水陆两用仿生行走机构，其既可通过足部6031在陆地上行走，也可通过鳍部6032在水中前行。

但是，上述的结构虽然能够前行，但是难以进行转向。因此，本实施例中，还设置了用于辅助转向的转向部7。从理论上来讲，转向部7仅需设置于最前方的曲轴3的前端即可实现转向，但是在实际情况下，本领域技术人员可以在后续的曲轴3上均设置一个转向部7。

对于转向部7，其包括T形转向摇臂701、转向钢索702、转向舵机703。T形转向摇臂701套设于T形限位孔5032内，第二限位柱4042的上端部套设于T形转向摇臂701的孔内，第一限位柱4041套设于圆柱限位孔5031内。

T形限位孔5032能够相对于T形转向摇臂701上下移动，T形转向摇臂701不能够相对于第二限位柱4042上下移动，T形限位孔5032能够相对于第二限位柱4042上下移动，T形转向摇臂701能够相对于第二限位柱4042转动，T形限位孔5032随同T形转向摇臂701一起转动，圆柱限位孔5031能够相对于第一限位柱4041转动；T形转向摇臂701的横轴的两端均固设有转向钢索702，转向钢索702远离T形转向摇臂701的一端固定连接转向舵机703，当转向舵机703转动时，在转向钢索702的带动下，T形摇转向臂701与转向舵机703同方向转动，从而带动转向部7转动。

本实施例的原理为，当驱动套筒402处于下冲程时，通过驱动电机1带动曲轴3转动，在连杆401的作用下，带动驱动套筒402做往复直线运动，驱动销4021做往复直线运动，驱动销4021经螺旋线凹槽4031带动螺旋线转轴403正转；

驱动套筒402在完成下冲程的前半个冲程的过程中，点线距离由最远距离或接近最远距离到最近距离，连接板驱动销5034带动连接板503、大腿504、小腿603及足部6031和或鳍部6032整体向下平移，与此同时，驱动套筒402经驱动立柱6023、驱动连杆6022、旋转驱动杆6021、主动轴60111、主动锥齿轮6011、从动锥齿轮6012带动所述小腿603、足部6031和或鳍部6032从前往后摆动，在点线距离达到最近距离前的某一时刻，足部6031开始触地进行后蹬或鳍部6032开始触水进行向后划水；

驱动套筒402在完成下冲程的后半个冲程的过程中，点线距离由最近距离到最远距离或接近最远距离，连接板驱动销5034带动连接板503、大腿504、小腿603及足部6031和或鳍部6032整体向上平移，与此同时，驱动套筒402经驱动立柱6023、驱动连杆6022、旋转驱动杆6021、主动轴60111、主动锥齿轮6011、从动锥齿轮6012带动小腿603、足部6031和或鳍部6032从前往后摆动，在点线距离达到最近距离后的某一时刻，足部6031实现离地结束后蹬或鳍部6032实现离水结束向后划水。

单个曲轴3上设有1个曲轴轴颈301，曲轴轴颈301两侧分别连接一个运动转换部4，曲轴轴颈301左侧运动转换部4处于下冲程的初始时刻对应右侧运动转换部4处于上冲程初始时刻，曲轴轴颈301左侧运动转换部4处于下冲程的结束时刻对应右侧运动转换部4处于上冲程结束时刻，同一躯壳2左侧足和或鳍部6032从前往后摆动的过程中触地或水对应右侧足和或鳍部6032从后往前摆动的过程中不触地或水。

由于相邻两个曲轴轴颈301各自对应的曲轴曲臂302中心线所成的角度为180°，因此，相邻的曲轴轴颈301同一侧连接的驱动套筒402，在同一时刻的运动状态相反：当一个驱动套筒402处于下冲程起始端时，与其相邻的驱动套筒402处于上冲程的起始端，进而使得这些驱动套筒402连接的竖向移动部5、执行部6的运动状态均相反，使得相邻的小腿603能够实现交替前行。

转向舵机703旋转经转向钢索702拖曳T形转向摇臂701转动，在T形限位孔5032的作用下，连接板503随着T形转向摇臂701转动，进而带动大腿504和小腿603整体进行转动，从而实现转向。

本发明在上文已优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描述本发明，而不应理解为限制本发明的范围。在不脱离本发明原理的前提下，还能进一步改进，这些改进也应视为本发明的保护。

Claims (9)

1.一种水陆两用仿生机构，其特征在于，包括，

曲轴，所述曲轴上设有至少一个曲轴轴颈；

运动转换部，所述运动转换部包括圆柱形的螺旋线转轴和套设于螺旋线转轴上的驱动套筒，所述螺旋线转轴能够绕其中心线转动，且所述螺旋线转轴的侧壁设有一圈螺旋线凹槽，所述驱动套筒一端与连杆的一端相连接，所述连杆的另一端与曲轴轴颈相连接，且所述驱动套筒上固设有与所述螺旋线凹槽相匹配的驱动销，当所述驱动套筒在所述曲轴的带动下做往复直线运动时，所述驱动套筒通过驱动销带动螺旋线转轴旋转；所述运动转换部交替设于所述曲轴轴颈的两侧，或，同一曲轴轴颈两侧分别设有一个运动转换部；

竖向移动部，所述竖向移动部包括棘轮组件和连接板，所述棘轮组件设于所述螺旋线转轴远离所述曲轴的一端，同时所述棘轮组件在远离所述螺旋线转轴的一端固定设置有凸轮，所述凸轮上设有凸轮槽，所述凸轮槽上的各处位置与所述凸轮轴中心线之间的距离不相等；所述连接板上还设有连接板驱动销，所述连接板驱动销一端同时穿过所述凸轮槽和直线型限位槽，当所述凸轮转动时，在所述直线型限位槽的限位下，所述连接板驱动销做上下直线运动；

执行部，所述执行部包括与所述连接板相固接的大腿，所述大腿远离所述连接板的一端通过齿轮组件连接小腿，所述小腿远离齿轮组件一端设有足部和/或鳍部；所述齿轮组件包括主动锥齿轮和设于所述小腿的从动锥齿轮，且所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮啮合；所述主动锥齿轮的主动轴设于所述大腿一端，同时所述主动轴固设于旋转驱动杆上，所述旋转驱动杆远离所述主动轴的一端铰接有驱动连杆，所述驱动连杆远离所述旋转驱动杆的一端铰接有驱动立柱，所述驱动立柱固定设置于所述驱动套筒上，当所述驱动套筒运动时，带动所述主动轴转动；

以所述凸轮槽与所述连接板驱动销之间的接触点与凸轮轴中心线之间的距离为点线距离，当所述驱动套筒处于上冲程的初始或结束位置时，此时的点线距离为最远距离或接近最远距离；

当所述驱动套筒处于上冲程时，所述棘轮不转动；或，当所述驱动套筒处于下冲程时，所述棘轮不转动。

2.根据权利要求1所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，所述曲轴设有多个，且相邻曲轴之间用万向节连接；所述曲轴一端设有驱动电机，通过所述驱动电机使得所述曲轴转动。

3.根据权利要求2所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，任一所述曲轴上设有一个曲轴轴颈，且所述曲轴轴颈的两侧分别通过连杆连接一个运动转换部，且在同一时刻，所述曲轴轴颈两侧的所述连杆具有一定的夹角。

4.根据权利要求3所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，在同一时刻，相邻两个所述曲轴轴颈对应的曲轴曲臂在垂直曲轴轴线的平面上的投影线成180°。

5.根据权利要求1所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，还包括转向部，所述转向部包括设于连接板朝向凸轮的侧面上的圆柱限位孔和T形限位孔，所述运动转换部上设置有第一限位柱与第二限位柱，所述第一限位柱套设于所述圆柱限位孔内，且所述圆柱限位孔能够相对于所述第一限位柱转动，所述第二限位柱的上端部套设于T形转向摇臂内，且所述T形转向摇臂能够相对于所述第二限位柱转动，所述T形转向摇臂不能够相对于所述第二限位柱上下移动，所述T形转向摇臂套设于T形限位孔内，且所述T形限位孔能够相对于所述T形转向摇臂上下移动，所述T形转向摇臂旋转时能够带动所述T形限位孔一起转动，所述T形转向摇臂的横轴两端均固定连接有转向钢索，所述转向钢索远离所述T形转向摇臂的一端连接转向舵机，当所述转向舵机转动时，在所述转向钢索的带动下，所述T形转向摇臂同方向转动，从而带动所述执行部转动。

6.根据权利要求1所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，还包括躯壳，所述曲轴和所述运动转换部均设于所述躯壳内部。

7.根据权利要求6所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，所述躯壳使得所述机构能够浮于水面上。

8.根据权利要求1所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，当所述驱动套筒处于上冲程的初始或结束位置时，所述凸轮槽在所述凸轮轴的正上方处设有一个凹陷部，当所述棘轮不转动时，所述连接板驱动销位于所述凹陷部的中间位置处。

9.根据权利要求5所述的水陆两用仿生机构，其特征在于，所述棘轮组件包括棘轮和棘爪，所述棘轮通过棘轮轴套设于棘轮轴承，所述棘轮轴承的外圈固接于所述第一限位柱上，所述棘爪在远离棘轮轴承的转动中心线的一端通过棘爪支柱连接螺旋线转轴，所述棘爪的另一端设于棘轮的齿槽内。

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