CN208789813U - 水陆两栖仿生机器水禽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水陆两栖仿生机器水禽，采用水禽为仿生模板设计，采用多种运动模式转换，环境适应力更强，灵活性更高。包括：壳体、头部单元、腿部单元和髋关节；其中头部单元采用三自由度控制和绳驱动控制，可以实现头部多自由度旋转和灵活伸缩，用于维持平衡和下潜运动。腿部单元包括辅助腿和动力腿，辅助腿用于机器水禽在不平稳环境下的辅助支撑。髋关节的曲柄连杆结构和动力腿的蜗轮蜗杆结构可以实现腿部持续、大摆角范围、高扭矩的运动，侧面弹簧‑直线轴承结构用于腿部跳跃和减震。

Description

水陆两栖仿生机器水禽

技术领域

本实用新型涉及一种仿生水禽，具体涉及一种水陆两栖仿生水禽。

背景技术

仿生学诞生于20世纪60年代，是生物科学与工程技术相结合的一门前沿学科，经过数十年的发展，现代仿生学已经延伸到很多领域，机器人学是其主要的结合和应用领域之一。机器人仿生学是从仿生的角度对机器人进行研究，是机器人领域的重要分支。这方面的研究引起各国相关人员和专家的极大兴趣和关注，并取得了大量成果和积极进展。

然而，国内外对只适应于水中活动或陆地上爬行的单一环境的仿生机器人研究的比较多，在水陆两栖仿生机器人方面研究的比较少。随着人类认识海洋、开发海洋、利用海洋资源和保护海洋资源的进程，常规的水下机器人在濒海两栖环境中无法满足工作需要，因此对水陆两栖机器人的研究有着重要意义。

近些年，美国IS机器人公司研制了水下自主行走机器人ALUV，该机器人有六条腿，每条腿有两个自由度，具有两栖运动功能，但是其只能进行爬行运动，只适合水底运动，且运动距离较近。2005年麦吉尔大学研制了一种仿蟑螂的两栖机器人Whegs，推进机构采用了三辐轮桨腿式设计，近似轮子，能够实现高性能和平稳推进。在此基础上，Georgiades C等人研制了两栖六足机器人AQUA，AQUA在陆地上运动时采用弧形腿推进，利用弧形腿机动性能高和通用性好的特点，可以实现多种陆地环境的高速推进；在水下，利用六个桨的拍动推进，AQUA能够实现巡航、升降、纵荡、转向、翻滚等运动。由于AQUA在陆地山和水下采用的不同的推进机构，在进行转换时，需要人工更换驱动机构。日本东京冬夜大学研制的ACM-R5的两栖机器蛇，该机器蛇由多个关节组成，每个关节具有两个自由度，能实现俯仰和偏航运动。在陆地上运动时，ACM-R5依靠身体的蜿蜒运动推进，也能实现翻滚运动；在水下运动时，ACM-R5采用仿鳗鲡式的波动推进。但ACM-R5机器人运动较慢，仅能达到0.4m/s。

面对水陆复杂空间环境的勘探任务，如海底管道内的检测、珊瑚礁内生物的监测、海底岩缝中矿物勘察等，要求机器人具有高灵活性、高环境适应性。目前，国内外机器人针对应用于水中或陆地单一环境的研究比较多，对于水陆两栖的研究比较少；以螃蟹、龟、蟑螂、蛇等生物模板作为仿生对象的比较多，以水禽为模板做水陆两栖仿生机器人研究的极其少。多种机器人存在运动较慢、运动模式单一、适应环境单一、环境适应力不强，灵活性不高等问题。

综上，现有水下自主航行器/机器人及水陆两栖机器人的存在以下问题：

(1)多采用鱼雷状设计和螺旋桨推进，其机械结构决定了其进退能产生较大的速度，但是其转弯半径大，不适合在狭小区域作业。另外，其体积大，螺旋桨产生噪声大，功耗大，都降低了隐蔽性能和生物亲和性。

(2)普遍采用仿生学的原理设计，如仿生螃蟹、龟、蟑螂、蛇等，仿生螃蟹机器人只能进行陆地和水底的爬行，运动距离较近。仿生龟机器人在下潜、翻转的运动不灵活，阻力大，运动较慢，在陆地只能进行爬行。仿生蟑螂机器人在水下和陆地采用了不同的驱动结构，在水下和陆地运动切换时，需要人工更换驱动结构。仿生蛇机器人采用关节式设计，其陆上和水下运动较慢，仅能达到0.4m/s。多数机器人不能完成有效的下潜运动转换。蛇形机器人虽然可以自由下潜，但速度较慢，运动空间较小，路上运动不灵活。

(3)多作为陆地两足运动的仿生模板，在水下及两栖仿生方面有极少研究。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型基于仿生学原理，以水禽为仿生模板，提出一种用于两栖环境、支持多模式灵活转换与运动的水陆两栖仿生机器水禽，环境适应力更强，灵活性更高。

所述的水陆两栖仿生机器水禽包括：壳体、头部单元、腿部单元和髋关节；

所述头部单元固定在壳体前端面，包括三个关节，分别为头部第一关节、头部第二关节和头部第三关节；所述头部第一关节包括：头部、头部连接件、颈部连接件A和颈部连接件 B；所述头部固定在头部连接件上，轴线平行的头部连接件和颈部连接件B分别通过轴承支撑在所述颈部连接件A的两端；所述头部连接件能够带着头部绕头部连接件的轴线转动，所述颈部连接件A能够绕颈部连接件B的轴线转动；所述颈部连接件B与头部第二关节相连；

所述头部第二关节用于为头部绕头部连接件的转动以及颈部连接件A绕颈部连接件B 的转动提供动力；所述头部第三关节用于带动头部第一关节和头部第二关节整体进行俯仰运动和左右摆动；

所述腿部单元包括：两个动力腿部关节，两个所述动力腿部关节对称分布在壳体的左右两侧，所述动力腿部关节包括：动力腿第一关节和动力腿第二关节，其中包括：脚部以及带动脚部运动以改变脚部与地面之间夹角的动力腿第一关节动力及传动机构；所述动力腿第二关节用于带动动力腿第一关节整体前后摆动，实现陆地行走；

所述髋关节为两个，对称安装在壳体左右两侧板上，所述动力腿部关节和与之对应侧的髋关节相连，髋关节用于使与之相连的动力腿部关节前后摆动。

所述腿部单元还包括辅助腿部关节，所述辅助腿部关节安装在壳体底板前侧，包括：左右两个辅助腿以及带动左右两个辅助腿弯曲/伸展的辅助腿动力及传动机构，当所述辅助腿伸展时通过万向轮与地面接触。

有益效果：

(1)该水陆两栖仿生机器水禽采用水禽为仿生模板设计，采用多种运动模式转换，环境适应力更强，灵活性更高。

(2)本实用新型头部采用三自由度控制和绳驱动控制，可以实现头部多自由度旋转和灵活伸缩，用于维持平衡和下潜运动。髋关节的曲柄连杆结构和动力腿的蜗轮蜗杆结构可以实现腿部持续、大摆角范围、高扭矩的运动，侧面弹簧-直线轴承结构用于腿部跳跃和减震；辅助腿用于机器水禽在不平稳环境下的辅助支撑。

(3)设置辅助腿，在不平整陆地环境下，通过辅助腿支撑在地面上，保证前进过程中的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型仿生机器水禽的头部轴测图；

图3和图4分别为本实用新型仿生机器水禽头部第一关节原图和爆照图；

图5和图6分别为本实用新型仿生机器水禽头部第二关节原图和爆照图；

图7和图8分别为本实用新型仿生机器水禽头部第三关节原图和爆照图；

图9为仿生机器水禽头部第三关节与壳体连接处的局部爆照图；

图10和图11分别为本实用新型仿生机器水禽辅助腿部原图和爆照图；

图12至图15分别为本实用新型仿生机器水禽动力腿部关节原图和爆照图；

图16至图18为本实用新型生机器水禽髋关节局部爆照图。

其中：1-1头部、1-2头部固定板、1-3头部连接件、1-6颈部连接件A、1-7线传动圆盘A、1-10颈部连接件B、1-11线传动圆盘B、1-12线驱动转动轮、1-15颈部第一电机连接架、 1-16转动轴、1-19线驱动柱、1-23颈部第一电机、1-24颈部第一电机壳、1-25颈部第一电机舵盘、1-26线驱动圆盘、1-27第一电机塞、1-28颈部第二电机连接架、1-29颈部第二电机、1-30颈部第二电机壳、1-31第二电机塞、1-32颈部第二电机舵盘、1-35颈部连接架、 1-36颈部第三电机、1-37颈部第三电机壳、1-38第三电机塞、1-39第三电机舵盘、1-42壳体、2-1辅助腿电机、2-2辅助腿电机壳、2-3辅助腿电机塞、2-5辅助腿电机舵盘、2-6电机传动齿轮、2-7杆上轴向齿轮、2-8横向支撑杆、2-13辅助腿部连接支架、2-14竖向支撑杆、2-15圆柱销、2-16万向轮、3-1脚部、3-2第一直杆、3-7动力腿第一电机壳、3-8第一蜗轮、 3-9第一蜗杆、3-10第一蜗杆连接盘、3-11动力腿第一电机、3-12动力腿第一电机舵盘、3-13 动力腿第一电机塞、3-14动力腿第二电机、3-15动力腿第二电机舵盘、3-16第二蜗杆连接盘、 3-17第二蜗杆、3-18第二蜗轮、3-19第二直杆、3-24电机传动连接盘A、3-25电机传动连接盘B、3-26动力腿第二电机塞、3-27动力腿第二电机壳、3-28直线轴承A、3-29直线轴承 B、3-31动力腿第三电机、3-32曲柄、3-33滑杆、3-34曲柄杆固定件、3-37直线轴承连接板、 3-38直线轴承C、3-39弹簧、3-40固定杆、3-41动力腿第四电机、3-42动力腿第四电机舵盘、3-43第三蜗杆连接盘、3-44第三蜗杆、3-45蜗轮摆杆、3-46第三直杆、3-47-旋转轴。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例利用仿生学原理，以水禽为仿生模板，提出一种用于两栖环境、支持多模式灵活转换与运动的仿生机器水禽，该仿生机器水禽应用于两栖环境，运动模式多样，具有较好的隐蔽性能和生物亲和性。

如图1所示，该仿生机器水禽包括头部单元、腿部单元和髋关节。

如图2所示，其中头部单元包括三个关节，分别为头部第一关节、头部第二关节和头部第三关节。头部第一关节如图3和图4所示，包括：头部1-1、头部连接件1-3、颈部连接件A1-6和颈部连接件B1-10。其中头部连接件1-3和颈部连接件B1-10均为T形结构，其水平部分作为转动轴分别连接在颈部连接件A1-6的两相对端，具体为：头部1-1与头部固定板1-2固接，头部固定板1-2与头部连接件1-3的竖直部分固接。头部连接件1-3转动轴(水平部分)的两端分别通过轴承和卡圈与颈部连接件A1-6的一端相连，使头部连接件1-3能够带着头部1-1绕头部连接件1-3转动轴的轴线转动。头部连接件1-3转动轴的两端均固定有线传动圆盘A1-7。颈部连接件B1-10转动轴(水平部分)的两端分别通过轴承和卡圈与颈部连接件A1-6的另一端相连，使颈部连接件A1-6能够绕颈部连接件B1-10转动轴的轴线相对转动。颈部连接件B1-10转动轴的两端均空套有线传动圆盘B1-11，线传动圆盘B1-11与颈部连接件A1-6固接。同时在颈部连接件B1-10转动轴的两端均空套有线驱动转动轮1-12，线驱动转动轮1-12通过其两端的卡圈进行轴向限位。颈部连接件B1-10竖直部分的端部与头部第二关节相连。

头部第二关节如图5和图6所示，头部第二关节用于为头部1-1绕头部连接件1-3转动轴的转动以及颈部连接件A1-6绕颈部连接件B1-10转动轴的转动提供动力，具体包括：颈部第一电机1-23以及转动轴1-16。其中颈部连接件B1-10竖直部分的端部与颈部第一电机连接架1-15固接，转动轴1-16的两端分别通过轴承和卡圈与颈部第一电机连接架1-15相连，使其能够绕轴线转动。且转动轴1-16的轴线与颈部连接件B1-10的转动轴的轴轴线平行。在转动轴1-16的两端伸出第一电机连接架1-15的部分分别同轴固接有线驱动柱1-19。颈部第一电机1-23以及颈部第一电机壳1-24均与颈部第一电机连接架1-15固接，其中颈部第一电机1-23与颈部第一电机壳1-24通过第一电机塞1-27卡住固定。颈部第一电机1-23的输出轴上固定有颈部第一电机舵盘1-25，颈部第一电机舵盘1-25与线驱动圆盘1-26同轴固接，线驱动圆盘1-26通过绳驱动线驱动柱1-19，线驱动柱1-19通过绳驱动线传动圆盘B1-11，进而通过线传动圆盘B1-11带动颈部连接件A1-6绕颈部连接件B1-10转动轴的轴线转动；同时线驱动柱1-19通过绳驱动线驱动转动轮1-12，线驱动转动轮1-12通过绳驱动线传动圆盘A1-7，进而使得头部1-1绕头部连接件1-3转动轴的轴线转动。

头部第三关节如图7和图8所示，头部第三关节用于为头部第一关节和头部第二关节整体的俯仰运动和左右摆动提供动力，具体包括：颈部第二电机1-29、颈部第三电机1-36以及颈部连接架1-35。其中颈部第一电机壳1-24与颈部第二电机连接架1-28固接；颈部第二电机1-29通过第二电机塞1-31卡住固定在颈部第二电机壳1-30内。颈部第二电机1-29输出轴的轴向与转动轴1-16的轴向平行，颈部第二电机1-29输出轴上同轴固定有颈部第二电机舵盘1-32，颈部第二电机连接架1-28一端与颈部第二电机舵盘1-32固定，另一端通过轴承和卡圈与颈部第二电机壳1-30相连，由此颈部第二电机1-29能够通过颈部第二电机连接架1-28带动头部第一关节和头部第二关节整体绕颈部第二电机舵盘1-32的轴向转动，实现头部第一关节和头部第二关节整体的俯仰运动。

颈部第二电机壳1-30与颈部连接架1-35固接，颈部第三电机1-36通过第三电机塞1-38 卡住固定在颈部第三电机壳1-37内，颈部第三电机1-36输出轴的轴线为竖直方向，颈部第三电机1-36输出轴上同轴固定有颈部第三电机舵盘1-39。颈部连接架1-35一端与颈部第三电机舵盘1-39固定，另一端通过轴承和卡圈与颈部第三电机壳1-37连接，由此颈部第三电机1-36能够通过颈部第三电机舵盘1-39带动颈部连接架1-35及连接在其上的部件整体绕颈部第三电机1-36输出轴的轴线转动，即实现头部单元的左右摆动。颈部第三电机壳1-37固定在壳体1-42前端面上，如图9所示。

腿部单元包括：辅助腿部关节和动力腿部关节。其中辅助腿部关节如图10和图11所示，辅助腿部关节安装在壳体1-42底板前端，包括：辅助腿动力及传动机构和左右两个辅助腿，其中辅助腿动力及传动机构包括：辅助腿电机2-1、电机传动齿轮2-6和横向支撑杆2-8；其中辅助腿电机2-1通过辅助腿电机塞2-3卡住固定在辅助腿电机壳2-2内。辅助腿电机壳2-2 固定在壳体1-42底板前端。辅助腿电机2-1输出轴上同轴固接辅助腿电机舵盘2-5，电机传动齿轮2-6与辅助腿电机舵盘2-5同轴固接。电机传动齿轮2-6与同轴固定在横向支撑杆2-8 一端的杆上轴向齿轮2-7相啮合。横向支撑杆2-8的两端分别通过轴承和卡圈支撑在辅助腿部连接支架2-13上，辅助腿部连接支架2-13固定在辅助腿电机壳2-2上。两个辅助腿对称安装在横向支撑杆2-8轴向的两端，其结构形式相同，以其中一侧的辅助腿，辅助腿包括竖向支撑杆2-14和万向轮2-16，竖向支撑杆2-14的一端通过圆柱销2-15与横向支撑杆2-8固接，另一端安装万向轮2-16。

动力腿部关节为两个，对称安装在壳体1-42的左右两侧，以其中一侧为例，动力腿部关节包括：动力腿第一关节和动力腿第二关节，其中动力腿第一关节用于实现脚部3-1的运动，如图12和图13所示，包括脚部3-1、动力腿第一电机3-11、由第一蜗轮3-8和第一蜗杆3-9组成的第一蜗轮蜗杆传动机构。其连接关系为：脚部3-1固定在第一直杆3-2上，第一直杆3-2的两端均通过轴承和卡圈与动力腿第一电机壳3-7的底部连接，第一蜗轮3-8同轴固接在第一直杆3-2中部，竖直设置的第一蜗杆3-9与第一蜗轮3-8相啮合，且第一蜗杆 3-9顶部与第一蜗杆连接盘3-10同轴固接，第一蜗杆连接盘3-10与和动力腿第一电机3-11 输出轴连接的动力腿第一电机舵盘3-12同轴固接。动力腿第一电机3-11通过动力腿第一电机塞3-13固定在动力腿第一电机壳3-7内。动力腿第一电机3-11通过第一蜗轮蜗杆传动机构带动脚部3-1绕第一直杆3-2的轴线转动，实现脚部3-1的运动。

动力腿第二关节用于实现动力腿第一关节整体的前后摆动，包括：动力腿第二电机3-14 以及由第二蜗轮3-18和第二蜗杆3-17组成的第二蜗轮蜗杆传动机构，如图14和15所示。其中动力腿第二电机3-14通过动力腿第二电机塞3-26固定于动力腿第二电机壳3-27内。动力腿第二电机3-14输出轴与动力腿第一电机3-11输出轴垂直，动力腿第二电机3-14输出轴上同轴固接动力腿第二电机舵盘3-15，动力腿第二电机舵盘3-15上同轴固定第二蜗杆连接盘3-16，第二蜗杆3-17的前端与第二蜗杆连接盘3-16同轴固接，与第一蜗轮轴线平行的第二蜗轮3-18与第二蜗杆3-17啮合，第二蜗轮3-18同轴固接在第二直杆3-19中部；第二直杆3-19的两端均通过轴承和卡圈支撑在动力腿第一电机壳3-7的一端，第二直杆3-19的两端分别同轴固接电机传动连接盘A3-24和电机传动连接盘B3-25，电机传动连接盘A3-24和电机传动连接盘B3-25分别和与之对应侧的动力腿第一电机壳3-7固定。由此动力腿第二电机3-14便可依次通过第二蜗轮蜗杆传动机构、第二直杆、电机传动连接盘带动动力腿第一关节前后摆动。动力腿第二电机壳3-27下端矩形空心管内沿动力腿第二电机3-14输出轴轴向固定有直线轴承A3-28和直线轴承B3-29。

髋关节为两个，对称安装在壳体1-42的左右两侧，动力腿部关节通过与之对应侧的髋关节与壳体1-42相连，髋关节用于使与之相连的动力腿部关节持续的前后摆动。以其中一侧的髋关节为例，如图16-图18所示，髋关节包括：动力腿第三电机3-31、曲柄3-32、动力腿第四电机3-41以及由第三蜗杆3-44和蜗轮摆杆3-45组成的蜗轮蜗杆传动机构。其中动力腿第三电机3-31固定在壳体1-42的侧板上，动力腿第三电机3-31的输出轴垂直于壳体1-42 的侧板，动力腿第三电机3-31输出轴上固定曲柄3-32。滑杆3-33的一端通过曲柄杆固定件 3-34与曲柄3-32连接，另一端套在动力腿第二电机壳3-27下端矩形空心管内，并与固定在动力腿第二电机壳3-27下端矩形空心管内的直线轴承A3-28和直线轴承B3-29配合，形成曲柄摇块结构。动力腿第二电机壳3-27与壳体1-42侧板相对的一侧设置有旋转轴3-47，旋转轴3-47的一端与动力腿第二电机壳3-27相连，另一端通过卡圈和轴承与直线轴承连接板3-37连接，直线轴承连接板3-37与直线轴承C3-38固定。在壳体1-42的侧板上设置有凹槽，弹簧3-39和直线轴承C3-38套装在位于壳体1-42侧板凹槽内的固定杆3-40上，其中弹簧3-39 的底部与直线轴承C3-38连接，顶部与壳体1-42侧板凹槽的内顶部相连，固定杆3-40下端穿过侧板凹槽底部并与侧板底部固定。

动力腿第四电机3-41固定在壳体1-42侧板的凹槽内，动力腿第四电机3-41的输出轴上同轴固接动力腿第四电机舵盘3-42，动力腿第四电机舵盘3-42与第三蜗杆连接盘3-43同轴固接，第三蜗杆连接盘3-43与第三蜗杆3-44同轴固接，从而通过动力腿第四电机3-41带动第三蜗杆3-44转动。第三蜗杆3-44与中部设置有蜗轮的蜗轮摆杆3-45啮合，其中蜗轮摆杆 3-45位于第三蜗杆3-44下方。蜗轮摆杆3-45的一端与第三直杆3-46固接，第三直杆3-46 通过轴承和卡圈支撑在在壳体1-42侧板上。蜗轮摆杆3-45的另一端与动力腿第二电机壳3-27 侧面的旋转轴3-47相对，且在该端设置有摆杆，当蜗轮摆杆3-45转动设定角度时，能够拨动旋转轴3-47，使旋转轴3-47移动压缩弹簧3-39。蜗轮摆杆3-45的长度保证在弹簧3-39 达到最大压缩时蜗轮摆杆3-45能与旋转轴3-47脱离接触。

不大于弹簧3-39最大压缩时旋转轴3-47的轴线与蜗轮摆杆3-45的轴线距离与旋转轴 3-47半径的差。

该仿生机器水禽的运动原理为：

动力腿第三电机3-31输出轴的持续转动，带动曲柄3-32转动，曲柄3-32拉动滑杆3-33 在动力腿第二电机壳3-27下端矩形空心管内来回伸缩，使滑杆3-33带动动力腿第二电机壳 3-27围绕动力腿第二电机壳3-27外侧的旋转轴3-47周期性的前后摆动，动力腿第二电机壳 3-27带动所连部件进行周期性的前后摆动，从而为动力腿的运动提供动力。

动力腿第一电机3-11和动力腿第二电机3-14通过第一蜗轮蜗杆传动机构和第二蜗轮蜗杆传动机构，改变动力腿部两个自由度的角度。

在陆地上，弯曲辅助腿，在动力腿部关节周期摆动下，实现陆地行走。在不平整陆地环境下，放下辅助腿，利用万向轮，通过动力腿部关节实现整体的推动前进。

动力腿第四电机3-41通过蜗轮蜗杆结构带动蜗轮摆杆3-45转动。蜗轮摆杆3-45顺时针旋转到一定角度与动力腿第二电机壳3-27外侧的旋转轴3-47接触并拨动旋转轴3-47，从而压缩弹簧3-39。当蜗轮摆杆3-45顺时针旋转至上方，与动力腿第二电机壳3-27外侧的旋转轴脱离接触，弹簧3-39释放弹力，推动动力腿第二电机壳3-27的外侧旋转轴向下运动，带动整个动力腿向下运动，该弹力使仿生水禽产生跳跃运动。(因为蜗轮摆杆3-45的长度一定，当达到推动的距离极限时，蜗轮摆杆3-45突然与旋转轴3-47失去接触，旋转轴3-47 以及连接的整体受到弹簧3-39向下的弹力，对地用力，产生跳跃)

在水中水面运动和下潜运动中，利用头部三个自由度的设计，起到舵的作用，实现运动方向的改变。伸直腿部，在动力腿第三电机3-31提供的动力下，动力腿部关节周期性的前后摆动下，实现水中摆水行进。通过动力腿第一电机3-11和动力腿第二电机3-14突然产生由下向上的摆动提供由水面到下潜位姿变化的动力，通过头部下潜到水中提供下潜的方向，利用动力腿第三电机3-31提供的周期摆动提供持续的动力。

综上，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于：包括：壳体(1-42)、头部单元、腿部单元和髋关节；

所述头部单元固定在壳体(1-42)前端面，包括三个关节，分别为头部第一关节、头部第二关节和头部第三关节；所述头部第一关节包括：头部(1-1)、头部连接件(1-3)、颈部连接件A(1-6)和颈部连接件B(1-10)；所述头部(1-1)固定在头部连接件(1-3)上，轴线平行的头部连接件(1-3)和颈部连接件B(1-10)分别通过轴承支撑在所述颈部连接件A(1-6)的两端；所述头部连接件(1-3)能够带着头部(1-1)绕头部连接件(1-3)的轴线转动，所述颈部连接件A(1-6)能够绕颈部连接件B(1-10)的轴线转动；所述颈部连接件B(1-10)与头部第二关节相连；

所述头部第二关节用于为头部(1-1)绕头部连接件(1-3)的转动以及颈部连接件A(1-6)绕颈部连接件B(1-10)的转动提供动力；所述头部第三关节用于带动头部第一关节和头部第二关节整体进行俯仰运动和左右摆动；

所述腿部单元包括：两个动力腿部关节，两个所述动力腿部关节对称分布在壳体(1-42)的左右两侧，所述动力腿部关节包括：动力腿第一关节和动力腿第二关节，其中包括：脚部(3-1)以及带动脚部(3-1)运动以改变脚部(3-1)与地面之间夹角的动力腿第一关节动力及传动机构；所述动力腿第二关节用于带动动力腿第一关节整体前后摆动，实现陆地行走；

所述髋关节为两个，对称安装在壳体(1-42)左右两侧板上，所述动力腿部关节和与之对应侧的髋关节相连，髋关节用于使与之相连的动力腿部关节前后摆动。

2.如权利要求1所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于：所述腿部单元还包括辅助腿部关节，所述辅助腿部关节安装在壳体(1-42)底板前侧，包括：左右两个辅助腿以及带动左右两个辅助腿弯曲/伸展的辅助腿动力及传动机构，当所述辅助腿伸展时通过万向轮(2-16)与地面接触。

3.如权利要求1或2所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于，所述头部第二关节具有包括：颈部第一电机(1-23)、转动轴(1-16)和绳驱动单元；所述绳驱动单元包括：线驱动柱(1-19)、线驱动圆盘(1-26)、同轴固定在所述头部连接件(1-3)的线传动圆盘A(1-7)、同轴空套在颈部连接件B(1-10)两端与颈部连接件A(1-6)固接的线传动圆盘B(1-11)、同轴空套在连接件B(1-10)两端的线驱动转动轮(1-12)；

所述颈部第一电机(1-23)固定在颈部第一电机壳(1-24)内，颈部第一电机连接架(1-15)一端与所述颈部连接件B(1-10)固接，另一端与颈部第一电机壳(1-24)固接；所述转动轴(1-16)的两端分别通过轴承支撑在所述颈部第一电机连接架(1-15)上；所述转动轴(1-16)的两端分别同轴固接有线驱动柱(1-19)；所述线驱动圆盘(1-26)与同轴固接在颈部第一电机(1-23)输出轴上的颈部第一电机舵盘(1-25)同轴固接，所述线驱动圆盘(1-26)通过绳驱动线驱动柱(1-19)，所述线驱动柱(1-19)分别通过绳驱动线传动圆盘B(1-11)和线驱动转动轮(1-12)，所述线驱动转动轮(1-12)通过绳驱动线传动圆盘A(1-7)。

4.如权利要求1或2所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于，所述头部第三关节具体包括：颈部连接架(1-35)以及固定在颈部第二电机壳(1-30)内的颈部第二电机(1-29)、固定在颈部第三电机壳(1-37)内的颈部第三电机(1-36)；

所述颈部第二电机(1-29)的输出轴上同轴固定有颈部第二电机舵盘(1-32)；所述头部第二关节与颈部第二电机连接架(1-28)固接，所述颈部第二电机连接架(1-28)一端与所述颈部第二电机舵盘(1-32)固接，另一端通过轴承支撑在所述颈部第二电机壳(1-30)上，由此通过所述颈部第二电机(1-29)带动头部第一关节和头部第二关节整体进行俯仰运动；

所述颈部第三电机(1-36)输出轴沿竖直方向，颈部第三电机舵盘(1-39)同轴固接在所述颈部第三电机(1-36)输出轴上；所述颈部第二电机壳(1-30)与颈部连接架(1-35)固接，所述颈部连接架(1-35)一端与所述颈部第三电机舵盘(1-39)固接，另一端通过轴承支撑在所述颈部第三电机壳(1-37)上，由此通过所述颈部第三电机(1-36)带动头部第一关节和头部第二关节整体进行左右摆动；所述颈部第三电机壳(1-37)固定在壳体(1-42)前端面。

5.如权利要求2所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于，所述辅助腿动力及传动机构包括：固定在辅助腿电机壳(2-2)内的辅助腿电机(2-1)、电机传动齿轮(2-6)和横向支撑杆(2-8)；所述辅助腿电机壳(2-2)固定在壳体(1-42)底板前侧；所述辅助腿电机(2-1)输出轴上同轴固接辅助腿电机舵盘(2-5)，与所述辅助腿电机舵盘(2-5)同轴固接的电机传动齿轮(2-6)与同轴固定在横向支撑杆(2-8)一端的杆上轴向齿轮(2-7)相啮合；所述横向支撑杆(2-8)的两端分别通过轴承支撑在辅助腿部连接支架(2-13)上；

两个辅助腿对称安装在横向支撑杆(2-8)轴向的两端；所述辅助腿包括竖向支撑杆(2-14)和万向轮(2-16)，所述竖向支撑杆(2-14)的一端与所述横向支撑杆(2-8)固接，另一端安装万向轮(2-16)。

6.如权利要求1或2所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于，所述动力腿第一关节动力及传动机构包括：固定在动力腿第一电机壳(3-7)内的动力腿第一电机(3-11)、由第一蜗轮(3-8)和第一蜗杆(3-9)组成的第一蜗轮蜗杆传动机构；其连接关系为：所述脚部(3-1)固定在第一直杆(3-2)上，所述第一直杆(3-2)的两端分别通过轴承支撑在动力腿第一电机壳(3-7)的底部；竖直设置的所述第一蜗杆(3-9)与同轴固接在第一直杆(3-2)中部第一蜗轮(3-8)啮合；所述第一蜗杆(3-9)顶部通过第一蜗杆连接盘(3-10)和与动力腿第一电机(3-11)输出轴同轴固接的动力腿第一电机舵盘(3-12)固接。

7.如权利要求6所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于，所述动力腿第二关节包括：固定在动力腿第二电机壳(3-27)内的动力腿第二电机(3-14)、由第二蜗轮(3-18)和第二蜗杆(3-17)组成的第二蜗轮蜗杆传动机构；所述动力腿第二电机(3-14)输出轴与动力腿第一电机(3-11)输出轴垂直，所述第二蜗杆(3-17)通过第二蜗杆连接盘(3-16)与同轴固接在动力腿第二电机(3-14)输出轴上的动力腿第二电机舵盘(3-15)固接，与第一蜗轮(3-8)轴线平行的第二蜗轮(3-18)与第二蜗杆(3-17)啮合，第二蜗轮(3-18)同轴固接在第二直杆(3-19)中部；所述第二直杆(3-19)的两端分别通过轴承支撑在动力腿第一电机壳(3-7)的上端，所述第二直杆(3-19)的两端分别同轴固接电机传动连接盘A(3-24)和电机传动连接盘B(3-25)，所述电机传动连接盘A(3-24)和电机传动连接盘B(3-25)分别和与之对应侧的动力腿第一电机壳(3-7)固定。

8.如权利要求7所述的水陆两栖仿生机器水禽，其特征在于，所述髋关节包括：动力腿第三电机(3-31)、动力腿第四电机(3-41)、曲柄(3-32)以及由第三蜗杆(3-44)和蜗轮摆杆(3-45)组成的蜗轮蜗杆传动机构；所述动力腿第三电机(3-31)固定在壳体(1-42)的侧板上，其输出轴垂直于壳体(1-42)的侧板；所述曲柄(3-32)与所述动力腿第三电机(3-31)的输出轴固接；滑杆(3-33)的一端与曲柄(3-32)销接，另一端套在动力腿第二电机壳(3-27)下端矩形空心管内，并与固定在动力腿第二电机壳(3-27)下端矩形空心管内的直线轴承配合，形成曲柄摇块结构；

所述动力腿第二电机壳(3-27)与壳体(1-42)侧板相对的一侧设置有旋转轴(3-47)，所述旋转轴(3-47)的一端与所述动力腿第二电机壳(3-27)相连，另一端与直线轴承连接板(3-37)连接，所述直线轴承连接板(3-37)与直线轴承C(3-38)固定；在所述壳体(1-42)的侧板上设置有凹槽，弹簧(3-39)和直线轴承C(3-38)套装在位于壳体(1-42)侧板凹槽内的固定杆(3-40)上，其中所述弹簧(3-39)的底部与直线轴承C(3-38)连接，顶部与壳体(1-42)侧板凹槽的内顶部相连；所述动力腿第四电机(3-41)固定在壳体(1-42)侧板的凹槽内，所述第三蜗杆(3-44)通过第三蜗杆连接盘(3-43)与同轴固接在动力腿第四电机(3-41)的输出轴上的动力腿第四电机舵盘(3-42)固接；所述第三蜗杆(3-44)与设置在蜗轮摆杆(3-45)中部的蜗轮啮合，其中蜗轮摆杆(3-45)位于第三蜗杆(3-44)下方；所述蜗轮摆杆(3-45)的一端与通过轴承支撑在在壳体(1-42)侧板上的第三直杆(3-46)固接，另一端设置有与动力腿第二电机壳(3-27)侧面旋转轴(3-47)相配合的摆杆，当所述蜗轮摆杆(3-45)转动设定角度时，向上拨动旋转轴(3-47)压缩弹簧(3-39)，蜗轮摆杆(3-45)的长度保证在所述弹簧(3-39)达到最大压缩时蜗轮摆杆(3-45)能够与旋转轴(3-47) 脱离接触。