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