[发明专利]一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构

说明书

本发明公开了一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，包括尾部主体、支撑骨架和绳驱装置；多组支撑骨架逐一排布于尾部主体上；每组支撑骨架包括两个支撑件，两支撑件分别安装于尾部主体的两侧；尾部主体安装有绳驱装置，一个绳驱装置绳驱全部支撑骨架摆动，另一个绳驱装置绳驱尾部主体前半段的支撑骨架摆动，两绳驱装置用于驱动尾部主体往相反方向摆动。在采用上述仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构后，两个绳驱装置相互配合，驱动尾部主体形成S型的弯曲摆动，如此往复运动，交替放松和收紧，实现真实鳄鱼摆动的模拟，具有结构简单紧凑、驱动控制器少等优点，该结构还可以应用于其他两栖类仿生机器人上，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及仿生机构领域，特别涉及一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构。

背景技术

仿生机械装置是用机械装置或机电装置模仿生物体的结构和运动特性，从而设计出类似生物原型的机械装置。随着人类社会的发展，对海洋、滩涂、沼泽、海岛等复杂环境地域的开发和探测活动越来越多，急需适应于水陆两栖的仿生机器人去完成救援、探测、取样等工作。

鳄鱼作为典型的两栖动物是很好的仿生对象，鳄鱼在陆地、滩涂等地方行走时，其尾巴上下摆动且可着地，为身体提供支撑；在水下游动时，其尾巴在水平方向摆动呈S型波动，为身体向前游动和转向提供推力。因此，鳄鱼尾巴的仿生是实现仿鳄鱼机器人行走和游动的功能关键的一个装置，也是仿生装置设计中的一个难点。

在已有关于仿鳄鱼机器人的文献中，公开过一种鳄鱼尾部结构，该结构采用多电机串联驱动的方式运行，这种驱动方式需根据鳄鱼尾巴骨架的节数选择电机的数量，而鳄鱼尾巴骨架节数较多，因此所需要的电机数量较多，导致控制难度较大，且过多的电机数量增加了仿生机器人整体质量。还有一些其他的水陆两栖仿生机器人尾部摆动装置采用轮式、螺旋桨、多连杆等驱动方式，虽然这些驱动方式在一定程度上能实现仿生的动作，但其结构笨重且不能真正在外形和运动机理上完全对生物对象进行仿生。

因此设计一款结构简单、外形及运动机理完全仿生的适用于水陆两栖的仿鳄鱼机器人尾部结构，能更好的为仿鳄鱼机器人的设计提供服务，也能为其他水陆两栖仿生机器人的尾部结构提供设计思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，以解决现有鳄鱼机器人尾部结构的驱动方式在控制上难度较大，结构笨重且不能真正在外形和运动机理上完全对生物对象进行仿生等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种仿生鳄鱼水陆两栖机器人的尾部结构，包括尾部主体、支撑骨架和绳驱装置；多组所述支撑骨架逐一排布于所述尾部主体上；每组所述支撑骨架包括两个支撑件，两所述支撑件分别安装于所述尾部主体的两侧；所述尾部主体安装有所述绳驱装置，一个所述绳驱装置绳驱全部所述支撑骨架摆动，另一个所述绳驱装置绳驱所述尾部主体前半段的所述支撑骨架摆动，两所述绳驱装置用于驱动所述尾部主体往相反方向摆动。

在其中一个实施例中，所述尾部主体包括制动段和从动段，各组所述支撑骨架安装于所述制动段，在从所述制动段往所述从动段的方向上，各组所述支撑骨架的间距逐渐增大。

在其中一个实施例中，在所述制动段中间往所述制动段两端的方向上，各组所述支撑骨架的外轮廓尺寸逐渐减小。

在其中一个实施例中，处于所述制动段末端的支撑骨架设有两条内绕线，两所述内绕线分别置于该组所述支撑骨架的两所述支撑件上，两所述内绕绳分别穿过所述制动段两侧的全部所述支撑件后共同缠绕于一个所述绳驱装置上，两所述内绕绳的缠绕方向相反；

处于所述制动段中间的一组支撑骨架设有两条外绕绳，两所述外绕线分别置于该组所述支撑骨架的两所述支撑件上，两所述外绕绳分别穿过前半段的所述支撑件后共同缠绕于另一个所述绳驱装置上，两所述外绕绳的缠绕方向相反。