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一种水下运动机构及水下机器人

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-19 11:24:17

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-31 15:24:25
本申请提供了一种水下运动机构及水下机器人。所述水下运动机构包括驱动机构和桨机构;桨机构包括桨足本体和桨足调节件,桨足本体包括依次连接的至少两个桨片,任意相邻的两个桨片之间通过柔性结构连接;桨足本体具有相对设置的迎水面和背水面,背水面的朝向与水下运动机构的行进方向相反,桨足本体具有相对设置的桨根和桨尖;桨足调节件设于背水面所在的一侧,并可相对桨足本体活动;桨足调节件的一端传动连接于驱动机构、与一端相对的另一端连接于桨尖,桨足调节件供于在驱动机构的驱动下,带动桨尖相对桨根发生角度转换,从而改变相邻两个桨片之间的柔性结构的刚度。
1.一种水下运动机构,其特征在于: 包括驱动机构(40)和桨机构(50); 所述桨机构(50)包括桨足本体(501)和桨足调节件(502),所述桨足本体(501)包括依次连接的至少两个桨片(501a),任意相邻的两个桨片(501a)之间通过柔性结构(501b)连接;所述桨足本体(501)具有相对设置的迎水面(a)和背水面(b),所述背水面(b)的朝向与所述水下运动机构的行进方向相反,所述桨足本体(501)具有相对设置的桨根(c)和桨尖(d); 所述桨足调节件(502)设于所述背水面(b)所在的一侧,并可相对所述桨足本体(501)活动;所述桨足调节件(502)的一端传动连接于所述驱动机构(40)、与所述一端相对的另一端连接于所述桨尖(d),所述桨足调节件(502)供于在所述驱动机构(40)的驱动下,带动所述桨尖(d)相对所述桨根(c)发生角度转换,从而改变相邻两个所述桨片(501a)之间的柔性结构(501b)的刚度。

水下机器人又称水下潜航器,是一种作业于水下的极限作业机器人,供于进行海底探索、调查、识别、打捞等作业,例如可供于进行海洋资源的探索和挖掘,包括海底矿产和海底石油。

现有技术中,水下机器人包括有水下自动机器人、遥控水下机器人和仿生水下机器人,这些现有机器人多采用被动式桨足,常见的被动式桨足多采用单个柔性关节。采用单个柔性关节的被动式桨足,其所产生的变形由该柔性关节的自身角度转换实现,而桨足由变形恢复至原形则依靠该柔性关节的角度复位实现。在桨足的运行中,为保证桨足的基本动力要求,柔性关节势必需进行较大的角度转换,此过程中,桨足的变形产生了回程角度。桨足由回程角度回程至初始角度,由于回程角度无法快速恢复,进而导致桨足的连续运行之间的时间间隔较大,大幅降低了机器人的游泳效率和速度,机器人亦无法快速地完成后退和侧向移动等步态。

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本申请提供的水下机器人的有益效果在于:

与现有技术相比,本申请提供的水下机器人,应用有本申请提供的水下运动机构。水下运动机构中的驱动机构设于机器人的机壳内部,桨机构设于机壳的侧方位上,桨机构的桨根临近机壳,桨机构的桨尖远离机壳。其中,在驱动机构的驱动下,桨尖相对桨根的角度可变,从而柔性关节的刚度随其角度发生变化,进以使桨足本体在当前场景下处于最佳形态,使柔性关节在当前场景下处于最佳刚度。

从而,通过驱动机构和桨足调节件灵活调节柔性关节的刚度,以提高其运动的灵活性,进以使本申请提供的水下机器人,可在多个桨机构协作的基础上,增加机器人步态的多样性,例如可进行前进、后退、左右侧向移动、横滚、俯仰、转弯等步态,更有利于机器人在狭小或复杂的环境中作业。

技术合作

凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。