[发明专利]一种喷气式水蛇机器人的机体骨架及喷气式水蛇机器人

说明书

本发明公开了一种喷气式水蛇机器人的机体骨架，所述机体骨架由若干关节串联、活动连接组成；所述关节为空心多棱柱结构，且各侧壁上设置有均匀分布的孔洞。本发明结构简单，能满足不同喷气口布局的测试要求。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种喷气式水蛇机器人的机体骨架及喷气式水蛇机器人。

背景技术

蛇形机器人以其优异的适应能力，在连续操作、复杂环境监测探测等众多领域具有广阔的应用前景。水下蛇形机器人尤其适用于以空间节约、节能、轻质、灵活、环保为特殊要求的水下探测作业。科研人员和工程技术人员相继研发出多种结构的水下探测作业机器人。水下蛇形机器人的优势是灵活性和适应性，以及对水下物体有缠绕抓取的能力。现有的水蛇设计一般是通过电动或者气动元件驱动以实现水下蛇形机器人的水下运动。

公开号为CN112518726A的专利说明书公开了一种多模块柔性水蛇机器人，包括柔性躯干、柔性关节及柔性摆蛇尾，其中柔性躯干及柔性关节均为多个，相邻两所述柔性躯干之间通过柔性关节连接，位于最后的柔性躯干与所述柔性摆动蛇尾相连；所述柔性躯干为介电弹性体，包括丁腈橡胶及弹簧，该丁腈橡胶的两端分别通过所述柔性关节与相邻柔性躯干连接，所述弹簧容置于丁腈橡胶内；所述丁腈橡胶通电产生弯曲变形，断电后的丁腈橡胶通过所述弹簧恢复原状，各所述柔性躯干通电弯曲变形产生的摆动最终传递至所述柔性摆动蛇尾而拍击水，通过水的反作用力推动柔性水蛇机器人在水下游动。

公告号为CN207432237U的专利说明书公开了一种蛇形机器人，包括安装基座，以及连接于所述安装基座上的、串接在一起的多个蛇形机器人关节模块，相邻所述蛇形机器人关节模块间的所述壳体连接部与所述连接块连接部相连，并在最外端的所述蛇形机器人关节模块的所述关节连接块上连接有执行模块；还包括固定于所述安装基座上的、与各所述蛇形机器人关节模块相联接的中央控制模块。

由于当前气动驱动的蛇形机器人的喷气口布局方式人在实验阶段尚未确定，故需要设计一种简单便捷的结构来满足快速测试不同喷气口布局的要求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种喷气式水蛇机器人的机体骨架，结构简单，能满足不同喷气口布局的测试要求。

一种喷气式水蛇机器人的机体骨架，所述机体骨架由若干关节串联、活动连接组成；所述关节为空心多棱柱结构，且各侧壁上设置有均匀分布的孔洞。

本方案考虑到喷气口可能需要布置在机器人周身的所有方向上，并且可能需要在轴向不同位置安装喷气口，故将关节设计成空心多棱柱结构，并通过在机器人周身各个面上添加若干标准孔洞的设计，使得可在后期机器人不同部位单独加设或删减喷气口，便于对不同喷气口布局方案的实验测试。

作为优选，所述关节为空心八棱柱结构或空心十棱柱结构，适用的实验测试范围更广。

作为优选，所述关节包括末端关节和中间关节，所述末端关节和中间关节用于相互连接的端部上均设置有一对连接耳，相邻关节通过安装于相互配合的两对连接耳上的万向轴节活动连接。

作为优选，所述万向轴节包括十字轴环以及设置在十字轴环四个侧面上的连接件，所述连接耳上设置有对应连接件伸入的轴孔。

作为优选，所述连接件与轴孔过渡配合。

水蛇机器人在水下游动受到的反作用力以及水流扰动的干扰，水蛇机器人在活动关节处需要设定合适大小的阻尼，故在关节转轴处将万向轴节的连接件与水蛇关节上的轴孔配合设计为过渡配合，便可在保证关节在运动时具有一定的阻尼。

作为优选，中间关节上两对连接耳相对设置的轴孔间连线相互垂直。

作为优选，所述关节由树脂材料3D打印而成。

本发明还提供了一种喷气式水蛇机器人，包括上述的机体骨架。

本发明的有益效果：