一种水下方便调节自身大小的软体机器人的制作方法

本发明涉及软体机器人技术领域，具体为一种水下方便调节自身大小的软体机器人。

背景技术：

软体机器人属于机器人中的一种，与一般的纯机械动作的机器人不同的是，软体机器人更加具有仿生性能，软体机器人多以气压作为推动后坐力，配置有复杂的气源气路结构，材质多以塑胶等轻质材料制成，软体机器人在机器人领域中占据一个非常明显的重要地位，现代对于软体机器人的开发和应用也在做不断的改进，显著的如水下软体机器人。

然而现有的水下软体机器人往往因为自身结构及材质的影响，导致在水下受到水压的反作用力较大，在水下行驶时，轨迹不够稳定，受水下涡流的影响较大，而且水下环境复杂多变，水下软体机器人的制动方式也应多样化，一方面是为了削弱水下的压力和阻力，另一方面也是为了保证水下软体机器人具有较长的使用寿命。

在中国发明专利申请公开说明书cn106364648a中公开的一种刚度可控的水下仿生推进装置，该刚度可控的水下仿生推进装置，虽然能够使机器人在同一环境下进行不同任务时，能够调整自身刚度，也可在复杂环境下改变自身刚度，同时在一个行进周期内，可各自改变仿生推进装置的关节刚度，以提高推进性能，达到最佳的推进状态，但是，该刚度可控的水下仿生推进装置，是作为机器人的辅助装备来进行工作的，实际上，该推进装置所辅助的机器人在结构上并没有得到改进，机器人本身的水下承压、减压以及大小变化等均未作出明确的解决，而在中国发明专利申请公开说明书cn107097921a中公开的一种新型仿鱼类水下机器人推进系统的柔性多关节结构，虽然采用了关节间柔性连接弹性变形代替传统刚性来接的机械转动，使鱼尾具有自主适应水下复杂工况的反作用力来调节自身的鱼尾摆动幅度，但是该新型仿鱼类水下机器人推进系统的柔性多关节结构仅考虑到水下水流作用力对机器人行进的影响，而并没有直接解决水下机器人如何反抗深水压力的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水下方便调节自身大小的软体机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水下方便调节自身大小的软体机器人，包括骨架、套架和软体，所述骨架的中间底部安置有底板，且骨架的中间顶部固定焊接有撑架，所述撑架的左右两端均套设有绕筒，且绕筒的外壁一体化连接有平衡架，所述套架的中间贯穿设置有辊筒，且套架套设在骨架的边缘外侧，所述辊筒的外壁嵌入安置有扇叶，所述软体分别安装在底板的表面左右两侧，且软体的外壁固定设置有鳍片。

可选的，所述平衡架的表面中间贯穿开设有滑槽，且平衡架的内侧安置有曲面板，所述曲面板的下端一体化连接有嵌杆，且嵌杆与滑槽之间尺寸相互配合，所述曲面板通过嵌杆与平衡架构成滑动结构，且曲面板每两个一组关于绕筒的竖直中心线对称共设置有两组，并且曲面板的内部设置有缓压分水格，同时缓压分水格的内部为网格状结构。

可选的，所述辊筒沿套架的竖直方向等距平行设置，且套架与骨架连接端的内侧面与骨架的外壁面之间相互贴合，所述辊筒的外壁面均匀嵌设有扇叶，且扇叶与辊筒之间相互配合构成转动结构，并且套架分别关于骨架的竖直中心线和水平中心线对称共设置有四个。

可选的，所述底板的侧壁内部嵌入有嵌珠，且嵌珠的外壁一体化连接有平衡翼板，所述平衡翼板每两个一组，且平衡翼板每两个之间通过折叠无纺布上下连接，并且平衡翼板通过嵌珠与底板转动连接。

可选的，所述底板的上表面中心设置有转杆，且转杆的上端外壁一体化连接有爬升旋桨，所述转杆的下端与爬升电机的上部轴端之间为轴连接，所述底板的上表面左右两侧均安置有气箱座，且气箱座的上方设置有安装盘，所述安装盘的外壁等角度焊接有排水旋桨，所述气箱座的外壁上方固定贯穿有气动伸缩杆，且气动伸缩杆关于气箱座的中轴线呈环状均匀设置，并且气动伸缩杆的外端下方一体化设置有卡块。

可选的，所述气箱座的内部安置有微型气泵，且微型气泵的接口处连接有气管，所述气管与气动伸缩杆之间均相连通，所述气箱座的底部轴端与排水电机的上部轴端之间为轴连接，且排水电机的右侧设置有空压箱。

可选的，所述空压箱的上表面贯穿设置有塑胶管，且塑胶管与软体之间构成连通结构，所述软体的外壁均匀设置有鳍片，且鳍片之间面积均相等。

可选的，所述软体的内部设置有橡胶囊，且橡胶囊沿软体的方向等距设置，所述橡胶囊之间通过连通管相连通，所述软体整体呈螺旋线状结构，且软体的外表面与气动伸缩杆的外表面之间相互接触。

可选的，所述软体的外壁等距设置有加固钢圈，且加固钢圈与软体的外壁之间为固定连接，所述鳍片的表面一体化设置有仿生胶条，且仿生胶条在鳍片的表面均匀分布。

本发明提供了一种水下方便调节自身大小的软体机器人，具备以下有益效果：

1．该水下方便调节自身大小的软体机器人，通过骨架、底板和撑架的设置，构造整个软体机器人的主架结构，绕筒用于支撑平衡架，在平衡架上，利用嵌杆与滑槽之间的尺寸配合，可以在滑槽中对曲面板进行位置滑动，同样的，利用嵌杆在滑槽内部的贯穿结构，使曲面板能够在水流推力作用下，进行角度上的偏转，以缓解水流冲压作用，缓压分水格的网格状结构，一方面有利于保证曲面板的结构强度，一方面则有利于曲面板疏水，同时曲面板的曲面结构设计，更有利于缓解水下压力作用，平衡架的设置，目的就是为了保证软体机器人在水下行进时，机体左右两侧保持平衡稳定。

2．该水下方便调节自身大小的软体机器人，通过平衡翼板的设置，平衡底板位置上的水流受力，同时平衡翼板在底板上具有可转动角度的能力，因此能够缓解水流作用力，而两个平衡翼板的组合式设置，有助于增大缓流面积，两个平衡翼板之间设置的折叠无纺布对水流具有阻隔作用，能够阻断水流冲力，缓解机器人受水下涡流冲撞导致的机体晃动，辊筒能够随水流作用在套架上进行旋转，而扇叶则能够在水流作用下，在辊筒上进行摆动，同时套架亦能够在骨架的基础上进行角度转动，由此缓解了软体机器人前后方向上的水流冲力作用。

3.该水下方便调节自身大小的软体机器人，通过爬升电机带动爬升旋桨旋转，实现该软体机器人快速爬升的目的，通过排水电机控制气箱座旋转，继而使气箱座上的安装盘、气动伸缩杆以及软体旋转，排水旋桨跟随安装盘旋转而旋转，能够对软体附近的水流进行快速拨出，缓解水流对软体的压力，并为机器人提供平向移动的动力，气动伸缩杆用于限制软体的盘面大小，气动伸缩杆通过气管与微型气泵相连，因此在微型气泵启动的作用下，气动伸缩杆内部的气压能够随之变大或变小，继而实现了气动伸缩杆的伸长或缩短目的，卡块用于限制软体。

4．该水下方便调节自身大小的软体机器人，通过软体的设置，使机器人上具有可以变化大小的主体部位，软体采用橡胶材料，内部空腔通过塑胶管与空压箱内部的真空泵机相连，借助真空泵机的工作作用，改变软体内腔的气压大小，当软体内部气压减小时，软体按螺旋线状缩聚，而当软体内部气压增大时，则软体向外撑开，从而实现了对软体盘面大小进行改变的目的，利用软体盘面大小的改变，调节该软体机器人在水下的旋水面大小，更有利于缓解水流压力，并保证自身行动平稳。

5.该水下方便调节自身大小的软体机器人，通过鳍片的设置，使软体具有仿生特性，鳍片采用塑胶材料，具有良好的柔性，结合其上均匀设置的仿生胶条达到类似于鱼尾的作用，能够在软体旋转的过程中，缓解软体所受的水流压力，并能够借助类鱼尾的作用，提高软体机器人的行动平衡性能，橡胶囊内部充气，有利于保证软体自身的结构弹性和结构强度，避免软体机器人入水后，水流直接对软体造成形变损伤而影响到软体自身盘面大小的调节效率，橡胶囊之间通过连通管连接，方便一次注气，加固钢圈的设置更是为了提高软体的结构强度，使之具有对抗水下压力的基础能力。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明平衡架结构示意图；

图3为本发明平衡翼板结构示意图；

图4为本发明爬升电机和排水电机安装结构示意图；

图5为本发明软体盘面结构示意图；

图6为本发明软体侧面局部结构示意图。

图中：1、骨架；2、底板；3、撑架；4、绕筒；5、平衡架；6、滑槽；7、曲面板；8、嵌杆；9、缓压分水格；10、套架；11、辊筒；12、扇叶；13、嵌珠；14、平衡翼板；15、折叠无纺布；16、转杆；17、爬升旋桨；18、爬升电机；19、气箱座；20、安装盘；21、排水旋桨；22、气动伸缩杆；23、卡块；24、微型气泵；25、气管；26、排水电机；27、空压箱；28、塑胶管；29、软体；30、鳍片；31、橡胶囊；32、连通管；33、加固钢圈；34、仿生胶条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种水下方便调节自身大小的软体机器人，包括骨架1、套架10和软体29，骨架1的中间底部安置有底板2，且骨架1的中间顶部固定焊接有撑架3，撑架3的左右两端均套设有绕筒4，且绕筒4的外壁一体化连接有平衡架5，平衡架5的表面中间贯穿开设有滑槽6，且平衡架5的内侧安置有曲面板7，曲面板7的下端一体化连接有嵌杆8，且嵌杆8与滑槽6之间尺寸相互配合，曲面板7通过嵌杆8与平衡架5构成滑动结构，且曲面板7每两个一组关于绕筒4的竖直中心线对称共设置有两组，并且曲面板7的内部设置有缓压分水格9，同时缓压分水格9的内部为网格状结构，利用嵌杆8与滑槽6之间的尺寸配合，可以对曲面板7进行位置滑动，同样的，利用嵌杆8在滑槽6内部的贯穿结构，使曲面板7能够在水流推力作用下，进行角度上的偏转，以缓解水流冲压作用，缓压分水格9的网格状结构，一方面有利于保证曲面板7的结构强度，一方面则有利于曲面板7疏水，平衡架5的设置，目的就是为了保证软体机器人在水下行进时，机体左右两侧保持平衡稳定；

套架10的中间贯穿设置有辊筒11，且套架10套设在骨架1的边缘外侧，辊筒11的外壁嵌入安置有扇叶12，辊筒11沿套架10的竖直方向等距平行设置，且套架10与骨架1连接端的内侧面与骨架1的外壁面之间相互贴合，辊筒11的外壁面均匀嵌设有扇叶12，且扇叶12与辊筒11之间相互配合构成转动结构，并且套架10分别关于骨架1的竖直中心线和水平中心线对称共设置有四个，辊筒11能够随水流作用在套架10上进行旋转，而扇叶12则能够在水流作用下，在辊筒11上进行摆动，同时套架10亦能够在骨架1的基础上进行角度转动，由此缓解了软体机器人前后方向上的水流冲力作用，底板2的侧壁内部嵌入有嵌珠13，且嵌珠13的外壁一体化连接有平衡翼板14，平衡翼板14每两个一组，且平衡翼板14每两个之间通过折叠无纺布15上下连接，并且平衡翼板14通过嵌珠13与底板2转动连接，平衡翼板14在底板2上具有可转动角度的能力，因此能够缓解水流作用力，而两个平衡翼板14的组合式设置，有助于增大缓流面积，两个平衡翼板14之间设置的折叠无纺布15对水流具有阻隔作用，能够阻断水流冲力，缓解机器人受水下涡流冲撞导致的机体晃动；

软体29分别安装在底板2的表面左右两侧，且软体29的外壁固定设置有鳍片30，底板2的上表面中心设置有转杆16，且转杆16的上端外壁一体化连接有爬升旋桨17，转杆16的下端与爬升电机18的上部轴端之间为轴连接，底板2的上表面左右两侧均安置有气箱座19，且气箱座19的上方设置有安装盘20，安装盘20的外壁等角度焊接有排水旋桨21，气箱座19的外壁上方固定贯穿有气动伸缩杆22，且气动伸缩杆22关于气箱座19的中轴线呈环状均匀设置，并且气动伸缩杆22的外端下方一体化设置有卡块23，通过爬升电机18带动爬升旋桨17旋转，实现该软体机器人快速爬升的目的，通过排水电机26控制气箱座19旋转，继而使气箱座19上的安装盘20、气动伸缩杆22以及软体29旋转，排水旋桨21跟随安装盘20旋转而旋转，能够对软体29附近的水流进行快速拨出，缓解水流对软体29的压力，并为机器人提供平向移动的动力，气箱座19的内部安置有微型气泵24，且微型气泵24的接口处连接有气管25，气管25与气动伸缩杆22之间均相连通，气箱座19的底部轴端与排水电机26的上部轴端之间为轴连接，且排水电机26的右侧设置有空压箱27，气动伸缩杆22用于限制软体29的盘面大小，气动伸缩杆22通过气管25与微型气泵24相连，因此在微型气泵24启动的作用下，气动伸缩杆22内部的气压能够随之变大或变小，继而实现了气动伸缩杆22的伸长或缩短目的，卡块23用于限制软体29；

空压箱27的上表面贯穿设置有塑胶管28，且塑胶管28与软体29之间构成连通结构，软体29的外壁均匀设置有鳍片30，且鳍片30之间面积均相等，软体29采用橡胶材料，内部空腔通过塑胶管28与空压箱27内部的真空泵机相连，借助真空泵机的工作作用，改变软体29内腔的气压大小，当软体29内部气压减小时，软体29按螺旋线状缩聚，而当软体29内部气压增大时，则软体29向外撑开，软体29的内部设置有橡胶囊31，且橡胶囊31沿软体29的方向等距设置，橡胶囊31之间通过连通管32相连通，软体29整体呈螺旋线状结构，且软体29的外表面与气动伸缩杆22的外表面之间相互接触，通过鳍片30的设置，使软体29具有仿生特性，橡胶囊31内部充气，有利于保证软体29自身的结构弹性和结构强度，避免软体机器人入水后，水流直接对软体29造成形变损伤而影响到软体29自身盘面大小的调节效率，橡胶囊31之间通过连通管32连接，方便一次注气，软体29的外壁等距设置有加固钢圈33，且加固钢圈33与软体29的外壁之间为固定连接，鳍片30的表面一体化设置有仿生胶条34，且仿生胶条34在鳍片30的表面均匀分布，鳍片30采用塑胶材料，具有良好的柔性，结合其上均匀设置的仿生胶条34达到类似于鱼尾的作用，能够在软体29旋转的过程中，缓解软体29所受的水流压力，并能够借助类鱼尾的作用，提高软体机器人的行动平衡性能，加固钢圈33的设置更是为了提高软体29的结构强度，使之具有对抗水下压力的基础能力。

综上，该水下方便调节自身大小的软体机器人，使用时，将软体机器人释放到水下，型号为5ik90a-cf的排水电机26启动后，会带动气箱座19完成旋转，气箱座19旋转后，其上的安装盘20、气动伸缩杆22以及软体29相继旋转，排水旋桨21随安装盘20的旋转而旋转，借助排水旋桨21的排水作用，使软体机器人获得水平推进的动力，软体29旋转后，其外部均匀设置的鳍片30会在水流中进行摆动，以一种类似于鱼尾的形式完成动作，鳍片30采用塑胶材料，具有良好的柔性，结合其上均匀设置的仿生胶条34达到类似于鱼尾的作用，能够在软体29旋转的过程中，缓解软体29所受的水流压力，并能够借助类鱼尾的作用，提高软体机器人的行动平衡性能，当软体机器人需要在水下快速爬升时，可以启动型号为5ik120gua-cf的爬升电机18，使爬升旋桨17快速旋转，利用爬升旋桨17的螺旋排水作用，带动软体机器人从一个水深高度上升到另一个水深高度，该软体机器人具有多面排水扇叶结构，在机器人前后方均设置的套架10可以在骨架1的基础上进行旋转，利用扇叶12与水流之间的接触而产生的摆动作用，可以缓解水流从前后方向上对软体机器人造成的压力损伤，在软体机器人的左右两侧方向上设置的平衡架5，能够在绕筒4套设在撑架3端部的结构基础上，进行旋转，利用嵌杆8在滑槽6内部的贯穿结构，使曲面板7能够在水流推力作用下，进行角度上的偏转，以缓解水流冲压作用，缓压分水格9的网格状结构，一方面有利于保证曲面板7的结构强度，一方面则有利于曲面板7疏分水流，缓解水压，通过嵌珠13的嵌入式结构，使得平衡翼板14在底板2上具有可转动角度的能力，借此缓解水流作用力，而两个平衡翼板14的组合式设置，有助于增大缓流面积，两个平衡翼板14之间设置的折叠无纺布15对水流具有阻隔作用，能够阻断水流冲力，有效避免机器人受水下涡流冲撞导致的机体晃动，该水下软体机器人主体部分的大小可以进行调节，做法是，启动气箱座19内部的型号为4v12a83r48b的微型气泵24，通过泵压作用，利用气管25向各气动伸缩杆22中泵入空气，增加气动伸缩杆22内部气压，使气动伸缩杆22长度拉长，此时卡块23与最外圈的软体29脱开，软体29处于松散的状态，再开启空压箱27内部的型号为vby7506的真空泵机，利用塑胶管28向软体29中泵入空气，增大软体29内部的气压，使软体29向外依然呈螺旋线状外扩放大，借此调节了软体29的盘面大小，从而调节了该软体机器人在水下的旋水面大小，更有利于缓解水流压力，并保证自身行动平稳。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。