一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人

本发明涉及仿生机器人，具体为一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人。

背景技术：

1、近年来仿生水下机器人的研究获得越来越多的关注，人们认识到通过模拟鱼类的游动，可以得到更高效、更高速和更高机动性的尾鳍推进器，通过科技快速发展为人们生活带来极大便利。

2、专利公告号为cn114275132b的专利公开了一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人，包括仿生主体部、驱动机构和控制机构；仿生主体部包括形成前身的两个前身板、形成后身的两个后身板、两个胸鳍和一个尾鳍，两个前身板与两个后身板对称设置；两个前身板通过第一铰链相铰接，两个后身板通过第二铰链相铰接，相邻的前身板与后身板之间通过第三铰链相铰接，两个前身板、两个后身板围合形成四边形折展机构，在该四边形折展机构的外部开口处包裹有形成内部封闭空间用的防水膜，两个胸鳍对称设置于前身板上并位于第三铰链处；驱动机构包括第一sma弹簧、第二sma弹簧、第三sma弹簧和两个sma扭簧，控制机构包括电池和控制板；该专利能同时实现水下游动和跳出水域，并具备重量极轻的优点。

3、但是该装置还存在不足之处：该装置实现游动与跳跃效果，但是机器人单纯依靠底部推力在水中实现跳跃，但是水底存在碎石以及水槽等复杂情况难以在水底实现触底跳跃，从而导致机器人的水下活动范围缩小，对水中的监测探索范围缩小从而降低机器人的实用价值。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人，包括装置主体，所述装置主体外壁斜面设置有摄录组件，所述装置主体内壁顶部固定安装有固定板，所述固定板右侧转动安装有电动转盘，所述电动转盘右侧边缘处固定安装有t形套环，所述t形套环右侧内部滑动且套接有回形组件，且回形组件顶部转动安装在装置主体内壁顶部，所述回形组件右侧固定安装有尾板，且尾板右侧位于装置主体外部，所述尾板正面与背面分别设置有用于避免鱼群干扰机器人正常工作的防干扰装置，当机器人在水中进行探测工作时，通过摄录组件进行实景传播；启动电动转盘沿着固定板一侧转动，电动转盘转动时带动t形套环沿着电动转盘边缘转动，t形套环沿着回形组件外壁上下滑动，回形组件通过t形套环拉扯力进行左右小范围转动。

3、根据上述技术方案，所述电动转盘左侧固定安装有弧槽柱，且弧槽柱右侧贯穿固定板，所述弧槽柱弧槽内部滑动安装有t形板，且t形板顶部滑动安装在固定板底部，所述t形板底部四角处固定安装有伸缩支板，所述伸缩支板与伸缩支板伸缩端外壁之间固定安装有阻尼片，电动转盘带动弧槽柱转动，弧槽柱旋转时通过弧槽对t形板的限制，促使t形板能够沿着固定板底部左右运动，t形板带动伸缩支板同步运动；伸缩支板触底时伸缩端向上收缩，伸缩支板伸缩端抵触阻尼片同步形变形成反推力，阻尼片促使装置主体产生上浮力进行跃起运动。

4、根据上述技术方案，所述防干扰装置包括弧形片、空心柱和防护网板，所述弧形片背面固定安装在尾板正面，所述空心柱正面固定安装在弧形片凹面处，且尾板竖面位于空心柱运动轨迹上，所述防护网板顶部固定安装在弧形片底部，且防护网板以弧形片轴心对称分布，所述防护网板靠近尾板一侧设置有用于避免水中腐蚀物质侵蚀尾板的防腐蚀装置，尾板摆动时带动弧形片同步摆动；弧形片通过与水流接触的阻力发生形变，当阻力减小时弧形片通过自身弹性复位；弧形片带动防护网板左右运动，防护网板对水中浮游生物以及杂物进行拦截。

5、根据上述技术方案，所述防干扰装置还包括滑动板、动能片、转轮和疏导板，所述滑动板外壁滑动安装在防护网板内部，所述动能片背面固定安装在防护网板正面边缘处与滑动板正面之间，所述转轮右侧转动安装在滑动板左侧，且转轮外壁与防护网板内壁接触，所述疏导板底部固定安装在滑动板顶部，防护网板带动滑动板同步运动，滑动板带动动能片同步运动，动能片通过防护网板以及水流阻力发生形变，当尾板摆动速率减缓时动能片通过自身弹性复位；滑动板带动转轮同步运动，转轮与防护网板内壁接触产生摩擦力开始转动；滑动板带动疏导板上下运动。

6、根据上述技术方案，所述防腐蚀装置包括双杆板、束流板和防腐囊，所述双杆板左右两侧内部铰接在滑动板左右两侧，且双杆板背面与尾板正面滑动连接，所述束流板左侧铰接在双杆板内壁处，所述防腐囊固定安装在尾板正面与双杆板底部之间，且防腐囊与双杆板连通，所述伸缩支板外壁边缘处设置有用于防止水中水草缠绕伸缩支板的防缠绕装置，滑动板带动双杆板沿着尾板竖面上下刮动；双杆板带动束流板上下运动，束流板通过水流阻力向双杆板运动的相反方向摆动；双杆板向下运动时抵触防腐囊形变将防护剂排入双杆板内部。

7、根据上述技术方案，所述防腐蚀装置还包括竖板、圆杆、软刷片和弹片，所述竖板顶部固定安装在双杆板底部，所述圆杆左侧转动安装在竖板右侧，所述软刷片背面固定安装在圆杆外壁表面，且软刷片外壁与尾板竖面接触，所述弹片背面固定安装在软刷片弧面夹角处，双杆板带动竖板同步运动，竖板带动圆杆上下运动，圆杆带动软刷片同步运动，通过束流板涌动水流的冲击力促使软刷片产生旋转力开始转动；软刷片带动弹片转动，软刷片抵触尾板发生形变时促使弹片形变。

8、根据上述技术方案，所述防缠绕装置包括斜杆、延伸板和铰接板，所述斜杆顶部铰接在阻尼片外壁弧面处，所述延伸板右侧滑动安装在伸缩支板中支板内部，且延伸板顶部铰接在斜杆底部，所述延伸板远离伸缩支板中心一侧开设有滑槽，所述铰接板右侧铰接在延伸板滑槽内部，阻尼片形变复位时促使斜杆向远离伸缩支板中心方向运动，斜杆推动延伸板同步延伸扩大伸缩支板与水底的接触面积；延伸板带动铰接板同步运动，铰接板运动时抵触石块时产生抵触力向延伸板两侧摆动。

9、根据上述技术方案，所述防缠绕装置还包括复位片、丝杆、滑动环和刀片，所述复位片左右两侧固定安装在铰接板外壁圆面处，所述丝杆右侧转动安装在延伸板弧面处，所述滑动环右侧固定安装在复位片左侧弧面，且丝杆位于滑动环内部，所述刀片背面固定安装在丝杆外壁表面，铰接板摆动时拉动复位片同步形变；复位片形变复位时带动滑动环沿着丝杆外壁左右滑动，通过丝杆外壁螺旋槽的限制促使丝杆产生旋转力开始转动；丝杆带动刀片转动，刀片旋转时对水滴矗立的水草进行旋转切割。

10、本发明提供了一种兼具水下游动和跳跃功能的仿生机器人。具备以下有益效果：

11、(1)本发明通过防损坏装置的设置，通过电动转盘、t形套环、回形组件和尾板配合，使得回形组件带动尾板在水中左右摆动提供推力，使得装置主体在水中快速游动，实现指定范围摄录工作；通过弧槽柱、t形板、伸缩支板和阻尼片配合，使得t形板带动伸缩支板动态运作实现对装置主体动态支撑，避免装置主体下落至水中底部时支撑面为固定范围，同时避免局部范围灌水产生摇摆现象，避免装置主体运行速率受阻；通过阻尼片促使装置主体产生上浮力进行跃起运动，同时降低伸缩支板触底时与石块的磕碰力度，避免伸缩支板或装置主体外壁发生磕损现象。

12、(2)本发明通过防干扰装置的设置，通过尾板、弧形片、空心柱和防护网板配合，使得弧形片降低尾板摆动时与水流的阻力，提升装置主体整体游动速率；同时空心柱发出声响，通过声波驱赶水中生物，避免生物侵扰装置主体的工作流程导致装置主体发生摇晃；以及防护网板避免尾板外壁附着过多污染物增加自重减缓摆动频率；通过滑动板、动能片、转轮和疏导板配合，使得动能片拉动滑动板沿着防护网板内部上下滑动，将污染物进行摊动，避免污染物外溢对尾板造成二次附着；同时转轮避免滑动板滑动受阻停顿导致对污染物摊动过程不均；以及疏导板通过波浪面对污染物进行动态疏导分布，加快滑动板对污染的平摊速率。

13、(3)本发明通过防腐蚀装置的设置，通过滑动板、双杆板、束流板和防腐囊配合，通过双杆板对污染物进行去除，减轻尾板自重以及保证表面洁净度；同时束流板将水流进行压缩冲击，将双杆板刮除的污染物向远离尾板方向冲击，避免二次附着现象发生；以及促使双杆板将防腐剂涂抹在尾板竖面，区别传统工作人员手动涂抹；通过竖板、圆杆、软刷片和弹片配合，使得软刷片对防腐剂旋转刷动，避免防腐剂遇水冲击难以及时分解造成浪费现象，提升尾板对防腐剂的吸收效果；同时弹片使得软刷片对防腐剂的涂抹刷动效率更高。

14、(4)本发明通过防缠绕装置的设置，通过阻尼片、斜杆、延伸板和铰接板配合，使得延伸板延伸扩大伸缩支板与水底的接触面积，提升机器人触底稳定性，防止机器人发生倾倒现象，避免发生磕碰；同时铰接板将碎石等不稳定物质向远离延伸板方向推动，防止延伸板延伸受阻以及机器人触底不稳；通过复位片、丝杆、滑动环和刀片配合，使得复位片通过自身弹性复位时拉动铰接板自动复位方便下次使用；同时丝杆转动时搅动铰接板内部水流进行疏散，防止压强过大导致铰接板摆动幅度减小，降低对污染物的推动距离；以及刀片切割防止水草缠绕在阻尼片外壁，避免伸缩支板难以收缩导致机器人难以跳跃。