一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人的制作方法

本实用新型属于机械领域，尤其涉及一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人。

背景技术：

爬行机器人是移动机器人的一种，爬行机器人按照仿生学的角度来分，可以分为：螳螂式爬行机器人、蜘蛛式爬行机器人、蛇形爬行机器人、尺蠖式爬行机器人等。

目前对爬行机器人的研究主要集中在对四足机器人的研究，对八足机器人的研究并不多。

但是目前有很多四足机器人在行进过程中重心不稳定，行走时一部分脚支撑，另一部分抬起，由于支撑的脚只有两个，导致主体部分会出现摇摆；而且足数较少，当机械足出现损坏时就不能正常运行；大多机器人的足部是多关节的控制相对复杂。

此外，八足机器人中主要还是以八足两边对称分布居多，对于八足均匀环形分布的机器人研究并不多，而使用单关节的八足环形分布的爬行机器人则几乎没有。此外随着科技的进步和发展，对于能够适应多种环境工作的机器人的研究则更需要进一步地发展，特别是对水底探测的工作有很多发展空间。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型公开了一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人。本实用新型采用八足运动方式，环形均匀布置，提高机器人工作的可靠性和重心稳定性可以在陆地行走；仿噬菌体运动模式，可以在水中游动；采用潜艇的工作原理，可以实现水中沉浮运动。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，包括运动系统1、运动系统1上安装有排放沉浮系统2和探测装置3；所述运动系统1包括底盘基座14，底盘基座14上安装有转向前进装置并铰接有单自由度触肢6，转向前进装置铰接有双自由度触肢7；单自由度触肢6和双自由度触肢7均连接有伸缩装置；所述单自由度触肢6和双自由度触肢7沿底盘基座14交替均匀安装；单自由度触肢6和双自由度触肢7各为四个。

进一步的改进，所述伸缩装置包括伸缩电动机4，伸缩电动机4螺纹连接有螺旋副5，伸缩电动机4与转向前进装置铰接，螺旋副5与双自由度触肢7、单自由度触肢6铰接。

进一步的改进，所述双自由度触肢7和单自由度触肢6均为v形。

进一步的改进，所述双自由度触肢7和单自由度触肢6端部均固连有支撑脚18。

进一步的改进，所述排放沉浮系统2包括内部中空的腹部10，腹部10内安装有内部密封活塞16，内部密封活塞16与腹部10一端围合成为放置产气药剂a的第一腔体19，腹部10另一端连通有水阀门(12)；腹部10连接有颈部11，颈部11内部中空成形有放置产气药剂b的第二腔体20；第一腔体19与第二腔体20之间通过旋转环形阀门a15连通；第一腔体19还连通有旋转环形阀门b17。

进一步的改进，所述水阀门(12)安装在底盘基座14中部。

进一步的改进，所述产气药剂a为盐酸溶液，产气药剂b为碳酸氢钠溶液或产气药剂a为碳酸氢钠溶液，产气药剂b为盐酸溶液。

进一步的改进，转向前进装置为转向电机8。

进一步的改进，所述探测装置3为水下探测器。

进一步的改进，所述水下探测器包括超声波探测仪和红外线探测仪。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用八足运动方式，提高机器人工作的可靠性和重心稳定性。

(2)仿噬菌体运动模式，可以在水中游动。

(3)采用潜艇的工作原理，可以实现水中沉浮运动。

附图说明

图1为本发明总体装置示意图；

图2为本发明底盘结构示意图。

图3为本发明颈部和腹部等部分的剖视图。

图4为本发明颈部和旋转环形阀门a的结构示意图。

其中，1、运动系统，2、排放沉浮系统，3、探测装置，4、伸缩电动机，5、螺旋副，6、单自由度触肢，7、双自由度触肢，8、转向电机，9、底盘部分，10、腹部，11、颈部，12、水阀门，13、流体缓冲壳，14、底盘基座，15、旋转环形阀门a，16、内部密封活塞，17、旋转环形阀门b，支撑脚18，第一腔体19，第二腔体20。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例

如图1-4所示的发明一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人机构，包括运动系统1、排放沉浮系统2、探测装置部分3。运动系统1由伸缩电动机4、螺旋副5、单自由度触肢6、双自由度触肢7、转向电机8组成。每个所述单自由度触肢只能进行抬起和落下的动作，每个所述双自由度触肢7除了进行抬起落下动作外还可以通过所述旋转电机8进行水平旋转，进而完成一系列运动。

排放沉浮系统2由底盘9、腹部10、颈部11、旋转环形阀门a15、内部密封活塞16、旋转环形阀门b17组成。

如图2所示，底盘9包括水阀门12、流体缓冲壳13、底盘基座14。

本发明进行前进动作、转向运动、沉浮运动和水中游动时的控制方法如下所示：

前进运动：所述双自由度触肢抬起，所述单自由度触肢支撑；所述双自由度触肢向前旋转；所述双自由度触肢落下；所述单自由度触肢抬起；所述双自由度触肢旋转；所述单自由度触肢落下。依次循环。

转向运动：所述双自由度触肢抬起，所述单自由度触肢支撑；所述双自由度触肢旋转同一角度；所述双自由度触肢落下；所述单自由度触肢抬起；所述双自由度触肢旋转；所述单自由度触肢落下。

沉浮运动：所述水阀门打开，所述旋转环形阀门a旋转，使旋转环形阀门a与颈部孔相对，所述颈部存储的稀盐酸落入所述腹部上方容器内并与其中的碳酸氢钠溶液反应，产生大量二氧化碳气体，并通过腹部上方的通向所述内部活塞的孔道，排空所述腹部中的液体，机器人上浮；所述水阀门打开，所述旋转环形阀门b旋转，使旋转环形阀门b与腹部上方孔相对(与所述环形阀a和所述颈部工作原理相同)，使气体排出，机器人下沉。

水中游动：八个触肢同时收缩；八个触肢同时扩张，依次循环。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

技术特征：

1.一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，包括运动系统(1)、运动系统(1)上安装有排放沉浮系统(2)和探测装置(3)；所述运动系统(1)包括底盘基座(14)，底盘基座(14)上安装有转向前进装置并铰接有单自由度触肢(6)，转向前进装置铰接有双自由度触肢(7)；单自由度触肢(6)和双自由度触肢(7)均连接有伸缩装置；所述单自由度触肢(6)和双自由度触肢(7)沿底盘基座(14)交替均匀安装；单自由度触肢(6)和双自由度触肢(7)各为四个。

2.如权利要求1所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述伸缩装置包括伸缩电动机(4)，伸缩电动机(4)螺纹连接有螺旋副(5)，伸缩电动机(4)与转向前进装置铰接，螺旋副(5)与双自由度触肢(7)、单自由度触肢(6)铰接。

3.如权利要求1所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述双自由度触肢(7)和单自由度触肢(6)均为v形。

4.如权利要求1所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述双自由度触肢(7)和单自由度触肢(6)端部均固连有支撑脚(18)。

5.如权利要求1所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述排放沉浮系统(2)包括内部中空的腹部(10)，腹部(10)内安装有内部密封活塞(16)，内部密封活塞(16)与腹部(10)一端围合成为放置产气药剂a的第一腔体(19)，腹部(10)另一端连通有水阀门(12)；腹部(10)连接有颈部(11)，颈部(11)内部中空成形有放置产气药剂b的第二腔体(20)；第一腔体(19)与第二腔体(20)之间通过旋转环形阀门a(15)连通；第一腔体(19)还连通有旋转环形阀门b(17)。

6.如权利要求5所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述水阀门(12)安装在底盘基座(14)中部。

7.如权利要求5所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述产气药剂a为盐酸溶液，产气药剂b为碳酸氢钠溶液或产气药剂a为碳酸氢钠溶液，产气药剂b为盐酸溶液。

8.如权利要求1所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，转向前进装置为转向电机(8)。

9.如权利要求1所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述探测装置(3)为水下探测器。

10.如权利要求9所述的仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，其特征在于，所述水下探测器包括超声波探测仪和红外线探测仪。

技术总结
本实用新型公开了一种仿大肠杆菌噬菌体进行水陆两栖探测的机器人，包括运动系统、运动系统上安装有排放沉浮系统和探测装置；所述运动系统包括底盘基座，底盘基座上安装有转向前进装置并铰接有单自由度触肢，转向前进装置铰接有双自由度触肢；单自由度触肢和双自由度触肢均连接有伸缩装置；所述单自由度触肢和双自由度触肢沿底盘基座交替均匀安装；单自由度触肢和双自由度触肢各为四个。本实用新型采用八足运动方式，环形均匀布置，提高机器人工作的可靠性和重心稳定性可以在陆地行走；仿噬菌体运动模式，可以在水中游动；采用潜艇的工作原理，可以实现水中沉浮运动。

技术研发人员：朱新凯;唐乐为
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：2019.12.11
技术公布日：2020.08.04