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CN103043201A 说明书 1/3页 仿生双足水上行走机器人 技术领域 [0001]本发明涉及一种行走机器人,特别的属于仿生双足水上机器人领域。 背景技术 [0002]目前在地面上运动和在水面下游动的机器人非常多,但真正能在水面上行走的机 器人并不多见,水上行走机器人因其特殊的运动方式,对地形适应力好,机动性强,因此用 于洪水和沼泽地环境下的探测,搜寻和营救工作,水质勘测等领域。 [0003]关于水上机器人的研究,中国专利“水上漂浮仿生水黾机器人”(公开号: CN100404371C,公开日:2008年7月23日)中提出了一种体积小,重量轻的仿生水黾机器 人,该机器人主要通过水面的张力提供浮力,通过桨状腿划动来运动,该机器人有效载荷 低,不能在起伏较大的水面上行走,不能抵御波浪的能力。 [0004]中国专利“遥控电动水上行走机器人”(公开号:CN101817395A,公开日:2010年9 月1日)中提出了一种能够通过表面张力实现水面站立的,驱动腿在水表面划动产生动力, 外形仿生水黾的可自由转向的水上行走机器人。该机器人的浮力主要通过水面张力提供, 载荷小,若要增大载重余量,则需要多条支撑腿。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提出一种体积小,重量轻能够在水面上快速行走的双足机器 人,采用单电机驱动,控制简单,更主要的是机器人不是通过水面的张力来提供浮力,而是 模仿蛇怪蜥蜴水上行走的三维动力学机理,克服自身重力,提供向上的浮力和向前的驱动 力,实现机器人高速,高载荷,高机动性地水上行走。 [0006]通过研究蛇怪蜥蜴水上行走的运动特点,分析其水上行走步伐周期中膝盖,脚踝, 脚掌的运动轨迹,保持蜥蜴能够在水上行走的四个主要因素:身体重量:腿部连杆机构的 长度:奔跑速度:脚掌的形状和面积。本发明运用曲柄连杆机构,来实现机器人腿部运动结 构,根据这个四个因素,通过调节曲柄连杆机构各个连杆长度来优化拟合蛇怪蜥蜴水上行 走腿部运动轨迹。该机构结构简单,直接由电机驱动。 [0007] 我们通过以下步骤的制备实现上述目的: [000]一种仿生双足水上行走机器人包括支撑体、行走机构、平衡装置和用来驱动行走 机构的固定在支撑体上的驱动电机,其特征在于:上述行走机构为设在支撑体两侧的曲柄 连杆机构,曲柄连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、和第五连杆,第一 连杆与支撑体后部转动连接,第二连与第一连杆一端转动连接,第三连杆与第二连杆一端 转动连接,第四连杆的两端分别与第三连杆一端和第一连杆转动连接,第五连杆一端与驱 动电机的输出端耦接,另一端与第二连杆转动连接:上述平衡装置为陀螺仪,位于支撑体后 部,包括陀螺仪支架和陀螺仪转子,转子下端设有齿轮,与陀螺仪支架传动连接。 [0009]所述支撑体末端设有尾部连杆,尾部连杆与水平面夹角为15~25度,且尾部连杆 末端设有尾部垫圈
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