電磁驅(qū)動(dòng)仿水母探測(cè)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型仿生水母機(jī)器人，依靠磁力作為動(dòng)力來(lái)源，巧妙的十字架結(jié)構(gòu)使得機(jī)器人機(jī)動(dòng)性能很強(qiáng)，水下作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)對(duì)仿水母機(jī)器人的研究較少，已有的一些仿水母機(jī)器人也都是厘米級(jí)的，不具備載重能力，更不能安裝一些探測(cè)模塊等，無(wú)法進(jìn)行水下探測(cè)，管道維修，搭載貨物等，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201320274365.4名稱為“仿水母機(jī)器人”的實(shí)用新型專利，通過(guò)控制形狀記憶合金絲的收縮或拉伸來(lái)使半球形柔性外殼收縮或張開(kāi)為機(jī)器人提供動(dòng)力，依靠尾鰭實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，效率很低而且不具備搭載能力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水下作業(yè)。專利號(hào)為CN201310186641.6名稱為“仿水母機(jī)器人及其控制方法”的發(fā)明專利與上述實(shí)用新型專利為同一原理。專利號(hào)CN200710071834.1名稱為“機(jī)器仿生水母”的發(fā)明專利，動(dòng)力系統(tǒng)為四個(gè)磁鐵裝置組成，傳動(dòng)系統(tǒng)由四塊擋板和兩個(gè)復(fù)位彈簧組成，噴水系統(tǒng)由兩個(gè)皮囊、兩個(gè)進(jìn)水管和四個(gè)出水管組成，水下機(jī)動(dòng)性能、可控性差，效率低而且不具備搭載能力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水下作業(yè)。專利號(hào)為CN200810064760.3名稱為“形狀記憶合金絲驅(qū)動(dòng)的仿生機(jī)器水母”的發(fā)明專利，動(dòng)作單元由形狀記憶合金絲、彈性體單元、蒙皮和基體組成，水下機(jī)動(dòng)性能、可控性差，不具備搭載能力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水下作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有較強(qiáng)的搭載能力、低能耗、控制簡(jiǎn)單、可應(yīng)用于水下作業(yè)的新型仿水母機(jī)器人。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:采用磁力作為機(jī)器人的動(dòng)力，通過(guò)控制線圈中電流的大小和方向，實(shí)現(xiàn)滑塊在滑桿上的往復(fù)急回運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿帶動(dòng)機(jī)器人的八個(gè)觸角實(shí)現(xiàn)往復(fù)推水運(yùn)動(dòng)，為水母機(jī)器人提供動(dòng)力，機(jī)器人頭部與滑桿之間安裝有一個(gè)十字架結(jié)構(gòu)，通過(guò)十字架結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)頭部與滑桿之間成任意固定角度，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的任意轉(zhuǎn)向，機(jī)器人頭部為中空的，可為水母機(jī)器人提供浮力，因此，可以在頭部安裝水下作業(yè)所需的模塊，如攝像頭，機(jī)械手臂等，頭部?jī)?nèi)有壓載水倉(cāng)，通過(guò)控制壓載水倉(cāng)的進(jìn)水和排水，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的下潛和上浮，因此，本發(fā)明擁有較高的機(jī)動(dòng)性能，能夠較好地應(yīng)用于水下作業(yè)，運(yùn)載貨物等。
[0005]本發(fā)明的主要特點(diǎn)如下所述。
[0006]1.動(dòng)力來(lái)源為磁力，通過(guò)控制線圈中電流的大小和方向可實(shí)現(xiàn)仿水母機(jī)器人觸角的往復(fù)推水運(yùn)動(dòng)，效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水下作業(yè)時(shí)間更長(zhǎng)。
[0007]2.巧妙的十字架結(jié)構(gòu)使得仿水母機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)在原地任意轉(zhuǎn)向。
[0008]3.通過(guò)控制機(jī)器人頭部?jī)?nèi)的壓載水倉(cāng)的進(jìn)水和排水實(shí)現(xiàn)仿水母機(jī)器人的下潛和上浮。
[0009]4.機(jī)器人頭部為中空的，可以為整個(gè)機(jī)器人提供較大的浮力，因此，仿水母機(jī)器人可以安裝各種水下作業(yè)模塊。
[0010]5.仿水母機(jī)器人可以搭載和運(yùn)輸一定的物資。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為十字架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為仿水母機(jī)器人觸角結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4為滑桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中1是頭部，2是十字架結(jié)構(gòu)，3是觸角，4是滑塊，5是滑桿，6是永磁鐵，7是推桿，8是框架，9是大齒輪，10是小齒輪，11是十字軸，12是小軸。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，機(jī)器人頭部1與滑桿5通過(guò)十字架結(jié)構(gòu)2連接在一起。圖2為十字架結(jié)構(gòu)2的示意圖，小齒輪10安裝在十字軸11上，大齒輪8安裝在小軸12上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)大齒輪8實(shí)現(xiàn)十字架結(jié)構(gòu)2的任意旋轉(zhuǎn)。頭部1內(nèi)有壓載水倉(cāng)，可以進(jìn)水和排水。圖3為仿生水母機(jī)器人觸角結(jié)構(gòu)示意圖?；瑝K4內(nèi)部有線圈，滑塊4可以在滑桿5上往復(fù)滑動(dòng)?；瑮U上下各有一個(gè)永磁鐵6，線圈中有電流時(shí)，在永磁鐵6的作用下，滑塊4在滑桿5上滑動(dòng)，如圖1?；瑝K5往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，推桿7帶動(dòng)觸角3推水運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的電力系統(tǒng)，控制系統(tǒng)等都安裝于頭部1。
[0018]本發(fā)明具體工作過(guò)程如下:通過(guò)控制安裝于滑塊4內(nèi)部的線圈中的電流大小和方向，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在永磁鐵6的作用下，滑塊4在滑桿5上做往復(fù)急回運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿7的作用，帶動(dòng)觸角3往復(fù)推水，為仿生水母機(jī)器人提供動(dòng)力。
機(jī)器人轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)十字架結(jié)構(gòu)2的作用，頭部1與滑桿5成某一固定角度，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的任意轉(zhuǎn)向。
[0019]頭部1中的壓載水倉(cāng)進(jìn)水和排水實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的下潛和上浮。
[0020]頭部1為中空的，可以提供較大的浮力和空間，因此，可以安裝各種水下作業(yè)模塊，如攝像頭，機(jī)械臂等，也可用于搭載一些物品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電磁驅(qū)動(dòng)仿水母探測(cè)機(jī)器人，其特征在于:主要由頭部、觸角、推桿、永磁鐵、線圈、滑塊、滑桿、單片機(jī)、電池、十字架結(jié)構(gòu)等組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁驅(qū)動(dòng)仿水母機(jī)器人，其特征在于??以磁力為動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)芯片控制線圈中電流的大小和方向，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)；線圈安裝于滑塊內(nèi)，通過(guò)永磁鐵的作用，實(shí)現(xiàn)滑塊在滑桿上的往復(fù)急回運(yùn)動(dòng)；滑塊通過(guò)連桿帶動(dòng)觸角推水運(yùn)動(dòng)，為機(jī)器人提供動(dòng)力；在頭部與滑桿之間安裝有一個(gè)十字架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在三維空間里的任意旋轉(zhuǎn)；機(jī)器人轉(zhuǎn)向時(shí)，十字架結(jié)構(gòu)使頭部與滑桿成某一固定角度，機(jī)器人完成任意方向的轉(zhuǎn)向；機(jī)器人頭部裝有壓載水倉(cāng)，通過(guò)壓載水倉(cāng)進(jìn)水和排水實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的下潛和上浮。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電磁驅(qū)動(dòng)仿水母探測(cè)機(jī)器人，該機(jī)器人主要由頭部、觸角、推桿、永磁鐵、線圈、滑塊、滑桿、單片機(jī)、電池、十字架結(jié)構(gòu)等組成。通過(guò)單片機(jī)控制線圈里電流的大小和方向，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，通過(guò)永磁鐵的作用，實(shí)現(xiàn)滑塊在滑道上的往復(fù)急回運(yùn)動(dòng)，滑塊通過(guò)推桿使得機(jī)器人的八個(gè)觸角做往復(fù)推水運(yùn)動(dòng)，為整個(gè)機(jī)器人提供動(dòng)力，十字架結(jié)構(gòu)可使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)三維空間里的任意旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向時(shí)，頭部與滑桿成某一角度，機(jī)器人即可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)向，通過(guò)控制頭部壓載水倉(cāng)的進(jìn)水和排水，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的上浮、下潛，機(jī)器人機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)，水下滯留時(shí)間長(zhǎng)。本機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，在水下有較高的機(jī)動(dòng)性，可以連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，適用于水下探測(cè)，管道檢修等，在軍民用方面都有很大的潛力。
【IPC分類】B63H21/00, B63H1/30
【公開(kāi)號(hào)】CN105366018
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510700791
【發(fā)明人】馮億坤, 蘇玉民, 王海嬌
【申請(qǐng)人】馮億坤
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月26日