技術領域

本發明涉及機器人技術，具體為一種可在水面上行走的仿生水黽機器人。

背景技術

仿生技術研究是當今機器人研究領域內的前沿課題，模擬各種生物在各種特定條件下的卓越功能，制造出可以代替人類從事惡劣環境下工作的仿生機器人，是研究的最終目標。

各國學者對仿水黽的水上機器人進行了大量研究。卡內基梅隆大學、哥倫比亞大學、麻省理工大學和清華大學(吳立成等，水上漂浮仿生水黽機器人，ZL200610112601.7，清華大學，2006)等都研制出了仿生水黽機器人，其劃水腿和支撐腿由金屬絲涂特殊防水材料彎制而成，主要利用水的表面張力支撐機器人漂浮于水面，不利于攜帶負載進行工作。利用水的浮力支撐機器人漂浮于水面的仿水黽機器人國內外也有所研究。河北工業大學高鐵紅教授課題組研制的一款仿水黽機器人(高鐵紅，仿水黽機器人機構及性能分析研究：[博士論文]，河北工業大學，2008)，采用了3個微小電磁鐵作為驅動器，驅動三自由度輸入并聯解耦劃水驅動機構實現劃水運動，支撐腿采用聚氨酯材料制作成圓柱體，利用其所受浮力支撐機器人浮于水面。該機器人由于受到微小電磁鐵行程及復位彈簧彈性恢復力的影響，劃水速度受到限制。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種仿生水黽機器人，該機器人模仿生物水黽的結構和運動機理設計，采用水的浮力支撐機器人，具有水上運動負載能力強，移動速度快，劃水效率高等特點。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種仿生水黽機器人，其特征在于該機器人模仿生物水黽的結構布局，主要包括機架、對稱安裝在機架上的前后四條支撐腿和中間左右兩條劃水腿、舵機組件和控制電路，所述劃水腿包括劃水腿劃水機構和劃水腿抬腿機構，所述舵機組件包括劃水舵機組件和抬腿舵機組件；

所述支撐腿包括依次連接的上連接桿、中連接桿和漂浮支撐腿，上連接桿與機架連接；

所述劃水腿劃水機構為四桿機構，包含第一劃水桿、第二劃水桿、第三劃水桿及機架，第一劃水桿的一端經劃水舵機臂與劃水舵機輸出軸連接，第一劃水桿的另一端與第二劃水桿的一端、第二劃水桿的另一端與第三劃水桿的一端、以及第三劃水桿的另一端與機架之間均為旋轉副連接；

所述劃水腿抬腿機構為平行四邊形機構，包含第一抬腿桿、第二抬腿桿、連接板和劃水板，第一抬腿桿一端經抬腿舵機臂與抬腿舵機連接，抬腿舵機經舵機支撐架與連接板連接，第一抬腿桿的另一端與劃水板的一端，劃水板的另一端與第二抬腿桿的一端、第二抬腿桿的另一端與連接板之間均通過旋轉副連接，所述旋轉副為微小軸承及銷軸制作而成；

所述劃水舵機組件包括劃水舵機、劃水舵機支撐架和劃水舵機臂，劃水舵機經舵機支撐架連接到機架上，劃水舵機臂分別與劃水腿劃水機構和劃水舵機連接；所述抬腿舵機組件包括抬腿舵機、抬腿舵機支撐架和抬腿舵機臂，抬腿舵機經抬腿舵機支撐架與劃水腿抬腿機構連接，抬腿舵機臂分別與劃水腿抬腿機構和抬腿舵機連接。

與現有技術相比，本發明仿生水黽機器人具有結構簡單，水上運動負載能力強，移動速度快，劃水效率高等特點。

附圖說明

圖1為本發明仿生水黽機器人一種實施例的整體結構主視結構示意圖；

圖2為本發明仿生水黽機器人一種實施例的整體結構俯視結構示意圖；

圖3為本發明仿生水黽機器人一種實施例的整體結構左視結構示意圖；

圖4為本發明仿生水黽機器人一種實施例的劃水腿劃水機構結構示意圖，其中，圖4(1)為劃水腿劃水機構主視結構示意圖，圖4(2)為劃水腿劃水機構主視結構中的局部結構放大示意圖；圖4(3)為劃水腿劃水機構俯視結構示意圖；

圖5為本發明仿生水黽機器人一種實施例的劃水腿抬腿機構結構示意圖，其中，圖5(1)為劃水腿抬腿機構主視結構圖，圖5(2)為劃水腿抬腿機構左視結構圖；圖5(3)為劃水腿抬腿機構左視結構中的局部結構放大示意圖；

圖6為本發明仿生水黽機器人一種實施例的劃水腿抬腿機構中的第一抬腿桿31結構示意圖；其中，圖6(1)為第一抬腿桿31的主視圖，圖6(2)為第一抬腿桿31的左視圖；

圖7為本發明仿生水黽機器人一種實施例的舵機組件6中的抬腿舵機臂63結構示意圖；其中，圖7(1)為抬腿舵機臂63結構的主視圖，圖7(2)為抬腿舵機臂63結構的左視圖。

具體實施方式

下面結合實施例及其附圖進一步敘述本發明：