足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人及运动方法与流程

本发明属于水陆两栖仿生机器技术领域，涉及一种足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人及运动方法。

背景技术：

众所周知，海洋面积占地球总面积的71%，而海洋正是人类赖以生存和发展的四大战略空间一陆、海、空、天中继陆地之后的第二大空间，是能源、生物资源和金属资源的战略性开发基地，是目前最现实、最具发展潜力的空间。作为蓝色国土的海洋密切关系到人类的生存和发展，进入21世纪后，人类更加强烈的感受到陆地资源日趋紧张的压力。海洋即将成为人类可持续发展的重要基地，是人类未来的希望。水下机器人从20世纪后半叶诞生起，就伴随着人类认识海洋、开发海洋和保护海洋的进程不断发展，专为在普通潜水技术较难到达的区域和深度执行各种任务而生的水下机器人，现有大多数水下机器人在外形上更像一艘微小型潜艇，都是针对深海环境的水下作业，在浅水、碎浪带和海滩区域作业能力较弱，甚至无法作业；而陆上应用的机器人对极浅水和碎浪带区域更是束手无策。水陆两栖机器人是一种集陆地和水中特定运动于一体的特种移动机器人，但现有的水下机器人无论是多足式、波动式、轮式、履带式等，都很难实现机器人在水中可自由调节沉浮的同时满足在陆地上的速度、越障能力、机动性、稳定性等方面的要求，尤其在水生物繁茂的区域连续旋转的驱动方式极易发生缠绕，无法有效的作业。发明一种新型的混合驱动式水下机器人、研究新型运动方式成为近年来两栖机器人的重要研究方向和发展趋势之一。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下缺点：申请号200920266709.0的中国专利，通过对驱动机构的设计，使机器人在不同环境下通过驱动轮或者螺旋桨推动机身运动；其缺点是，机器人在爬行过程中越障能力较差，且轮子或桨叶与地面刚性碰撞极易发生塑性变形，而且机器人本身不具备水中上浮下潜的能力，需要搭载三个浮筒调节自己在水中的深度，机器人系统较为复杂且机器人重量较大；另一方面在水生物繁茂的地区，螺旋桨高速旋转极易发生缠绕，使机器人在该区域陷住难以摆脱。申请号201710155344.3的中国专利，通过轮桨转向机构的设计实现了机器人在水中的上浮下潜，但其机构过于复杂，仍未解决在陆地上越障能力弱，运动不平稳，在水生物繁茂的地区轮桨驱动系统极易与水生物发生缠绕的问题。申请号201720946173.1的中国专利，提出了在水生物繁茂的环境下工作的驱动形式，其缺点在于由一个电机驱动两个尾翼，运动灵活性较差，虽能在水中直线运动，通过弹簧恢复力实现桨叶的往复运动，输出力矩较小，只能推动体积很小的机器人在水中运动，而且该专利的目的是通过一种新型的机构实现一个电机驱动两个桨的拍动，实际的运动方式极其单一，水下作业能力极其有限。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人，具有爬行和浮游运动模式，能够在水中任意深度工作，且不需要通过浮力调节装置，依靠较少的电机具有较强的不规则地面和不同水域环境的适应能力，提高了机器人爬行的稳定性和越障能力，简化了调节过程，结构简单，灵活性高，重量轻，综合运动性能强，解决了现有技术中的问题。

本发明的另一目的是，提供一种足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人的运动方法。

本发明所采用的技术方案是，一种足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人，包括机体，机体的两侧对称安装有至少四组独立控制回转运动的足桨驱动模块，所有足桨驱动模块均向下倾斜，且倾斜角度相同；机体的尾部对称安装有至少两组独立控制上下摆动的尾翼驱动模块。

进一步的，所述四组足桨驱动模块的结构相同，每组足桨驱动模块均包括足桨混合推进装置和一号驱动关节，每个足桨混合推进装置分别通过一号驱动关节与对应回转驱动装置的输出端连接，一号驱动关节安装在足桨驱动框架内，足桨驱动框架与机体连接。

进一步的，所述足桨混合推进装置包括轮毂、轮缘及桨叶，轮毂与一号驱动关节的输出轴连接，轮毂外圆周面上沿周向均匀固结有多个桨叶，每个桨叶的外缘分别连接有弧形的轮缘，轮缘一端与桨叶连接，轮缘另一端为自由端，自由端与桨叶之间存在间隙，所有轮缘位于同一圆周上，且圆心在轮毂的轴线上。

进一步的，所述轮缘的尺寸不小于对应桨叶外缘的尺寸。

进一步的，所述轮毂的外端部为圆锥形。

进一步的，所述足桨驱动模块与水平方向的夹角不超过20°。

进一步的，所述所有尾翼驱动模块的结构相同，每组尾翼驱动模块均包括二号驱动关节和尾翼，尾翼固定安装在二号驱动关节的输出轴上，二号驱动关节的输出轴往复旋转带动尾翼实现上下拍动，二号驱动关节安装在尾翼框架内，尾翼框架与机体连接。

进一步的，所述二号驱动关节的旋转关节输出轴与连杆相连，使得连杆做相对回转或摆动，二号驱动关节的电机采用分装式直流力矩电机，电机定子与关节壳体固连，电机转子与分装式谐波减速器的波发生器固连，电机转子通过滚动轴承安装在关节壳体的电机支架上，谐波减速器的柔轮与端盖连接，角度传感器通过短轴与端盖连接，端盖与关节壳体之间动密封连接，柔轮与端盖互相平行，谐波减速器的刚轮与关节壳体连接，关节壳体与尾翼框架连接，角度传感器通过传感器支架固定在关节壳体上，角度传感器的输入端通过短轴与端盖连接。

进一步的，所述机体上安装有密封控制舱，用于安装二号驱动关节、一号驱动关节的驱动控制装置；每个二号驱动关节、一号驱动关节分别独立密封，通过o型圈进行静密封，通过格莱圈进行动密封，二号驱动关节通过内部充油或外部提供压力补偿的方式提高承压能力。

一种足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人的运动方法，包括：

控制足桨混合推进装置正转、反转实现机器人在陆地前进、后退、左转弯，右转弯；

控制机器人左前侧足桨混合推进装置和右后侧足桨混合推进装置正向高速旋转，同时机器人右前侧足桨混合推进装置和左后侧足桨混合推进装置反向高速旋转，实现机器人水中最小转弯半径为0的右转向；

控制机器人右前侧足桨混合推进装置和左后侧足桨混合推进装置正向高速旋转，同时机器人左前侧足桨混合推进装置和右后侧足桨混合推进装置反向高速旋转，实现机器人水中最小转弯半径为0的左转向；

机器人机体处水平位置，控制所有足桨混合推进装置反向旋转，实现机器人水中下潜；

机器人机体处水平位置，控制所有足桨混合推进装置正向旋转，竖直方向的分力能够保持机器人在水中的悬浮姿态或上浮；

控制机器人前面两侧足桨混合推进装置反转，后面两侧足桨混合推进装置正转，实现机器人在水中向前翻滚；

控制机器人前面两侧足桨混合推进装置正转，后面两侧足桨混合推进装置反转，实现机器人在水中向后翻滚；

控制所有尾翼同时拍动，推动机器人水中前进；控制左侧尾翼停止拍动，右侧尾翼拍动，推动机器人水中左转；控制右侧尾翼停止拍动，左侧尾翼拍动，推动机器人水中右转。

本发明的有益效果是，具有以下优点：

1、本发明机器人机体两侧对称安装有与水平方向成一定角度的足桨驱动模块，实现在地面和水底运动；机体尾部设有尾翼驱动模块，通过双尾翼往复拍动的形式实现水中浮游运动，在水生物繁茂地区不会发生缠绕；在水中悬浮运动时，拥有尾翼驱动和足桨驱动两套相互独立的驱动系统，尾翼还可在地面或水底爬行时帮助机器人翻越高地，能够覆盖浅滩水陆交界处的多数典型环境，适应复杂多变的地形地貌，实现四驱车在崎岖不平的路面上有效减震。

2、本发明机器人通过对足桨驱动模块安装角度的改变，通过力与力之间的矢量配合，使机器人在水中运动时可以产生多方向的推进力，完成更多自由度运动的工作；省去了浮力调节装置，结构简单且灵活多变，减少了机器人的尺寸和重量，减少了机器人电机数量，简化了机器人的调节过程。

3、本发明采用仿生物足部缓冲设计，将足桨分别做成轮缘和桨叶，轮缘与桨叶之间存在间隙，相邻两个轮缘之间是分散断开的，提高机器人爬行的稳定性和越障能力，增强对复杂环境的适应性；对于海洋资源开发和利用，具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的轴测示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明实施例中足桨混合推进装置的结构示意图。

图4为机器人攀爬较高地形的状态示意图。

图5为一号驱动关节结构图。

图6为二号驱动关节结构图。

图7为所有驱动关节正转的情况下机器人受力示意图。

图8为机器人零转弯半径右转时受力示意图。

图9为机器人零转弯半径左转时受力示意图。

图10为机器人在水中前翻滚时的受力示例图。

图11为机器人在水中后翻滚时的受力示意图。

图中，1.足桨混合推进装置，1-1.桨叶，1-2.轮缘，2.一号驱动关节，3.足桨驱动框架，4.机体，5.密封控制舱，6.尾翼框架，7.尾翼，8.二号驱动关节，9.高地。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一种足桨－翼混合驱动式水陆两栖作业仿生机器人，如图1-2所示，包括机体4，机体4的两侧对称安装有四组独立控制回转运动的足桨驱动模块，两侧对称的两组足桨驱动模块均向下倾斜，且倾斜角度相同；机体4的尾部对称安装有两组独立控制上下摆动的尾翼驱动模块。

四组足桨驱动模块的结构相同，每组足桨驱动模块均包括足桨混合推进装置1和一号驱动关节2，每个足桨混合推进装置1分别通过一号驱动关节2与对应回转驱动装置的输出端连接，一号驱动关节2安装在足桨驱动框架3内，足桨驱动框架3与机体4连接。

两组尾翼驱动模块的结构相同，每组尾翼驱动模块均包括二号驱动关节8和尾翼7，尾翼7直接固定安装在二号驱动关节8的输出轴上，二号驱动关节8的输出轴往复旋转带动尾翼7实现上下拍动，二号驱动关节8安装在尾翼框架6内，尾翼框架6与机体4连接。

如图3所示，引入仿生物足部缓冲设计，足桨混合推进装置1包括轮毂、轮缘1-2及桨叶1-1，轮毂与一号驱动关节2的输出轴连接，轮毂外圆周面上沿周向均匀固结有多个桨叶1-1，每个桨叶1-1的外缘分别连接有弧形的轮缘1-2，轮缘1-2一端与桨叶1-1连接，轮缘1-2另一端为自由端，使得相邻轮缘1-2之间是独立且断开的，轮缘1-2的长度不超过足桨混合推进装置1周长的三分之一，保证彼此间的间隔，从而保障良好的越障能力；自由端与桨叶1-1之间存在间隙，能够有效减缓机器人在陆地或水底爬行时因行驶平面不平坦而产生的振动，提高机器人爬行的稳定性；所有轮缘1-2位于同一圆周上，且圆心在轮毂的轴线上；轮缘1-2的尺寸不小于对应桨叶1-1外缘的尺寸，保证足够的缓冲效果且桨叶1-1不会因为直接与地面接触而发生磨损；足桨混合推进装置1采用高韧性、高强度的材质制得，比如碳纤维复合材质，既能保证不会在机器人工作过程中产生塑性变形，又能保证相对纤薄的轮缘1-2和桨叶1-1不易发生损坏。轮毂的外端部为圆锥形，其目的是采用流线型设计，减小水下阻力。

机器人需要应对浅滩水陆两栖环境，机器人在陆地爬行时需要关节速度较低但力矩较大，在水中浮游时需要关节转速较高但力矩要求较小，一号驱动关节2能够同时满足陆地和水下运动过程中的技术指标要求。一号驱动关节2由直流无刷无框力矩电机、行星减速器、内置驱动器、传感器和防水壳体组成。电机转子为高速端，经过行星减速器减速后的关节输出轴为低速端，在高速端安装速度传感器，用于实时反馈电机本身的转速；在低速端安装位置传感器，能够实时反馈关节输出端的位置信息，可调节不同足桨与地面的接触顺序和接触时间差，实现机器人运动过程中的步序和步态的控制；电机驱动器能够实时监测电机的转速、电流等工作参数，实现对电机工作状态的控制。在一号驱动关节2的输出端分别安装速度传感器和位置传感器，实时反馈电机的工作状态，实现对关节的位置控制和速度控制，具体控制装置采用本领域现有装置。将电机驱动器、速度传感器和位置传感器全部安装在水密壳体内，依靠水密线缆传输信号和电力供应，实现机器人驱动关节的集成化、模块化。一号驱动关节2具备力矩模式和高速模式两种驱动模式，在低速模式下电机进行低速转动此时转矩能达到4n·m，在高速模式下能达到600rpm的转速，分别能满足机器人爬行过程和浮游过程的性能要求。足桨混合推进装置1通过型面连接安装在一号驱动关节2的输出轴上，能够在一号驱动关节2的输出轴带动下旋转，实现两栖环境下对机器人的推进。

左右两个尾翼7分开独立工作，分别连接两个独立工作的二号驱动关节8，二号驱动关节8由无框电机和减速器构成，通过联轴器安装到机体4的尾部，其中可通过程序控制电机主轴的往复转动，从而带动尾翼7进行往复运动；通过改变电机的转速调整尾翼7的往复运动频率，使得尾翼7往复拍动的频率可调。

如图6所示，二号驱动关节8的旋转关节输出轴与连杆相连，使得连杆做相对回转或摆动，二号驱动关节8的驱动装置是旋转运动的动力源，能够产生回转运动和转矩。二号驱动关节8的各关节均为旋转关节的形式，为了使得结构紧凑并具有较大的传动比，采用了分装式直流力矩电机加分装式谐波减速器的传动形式。其中电机定子与关节壳体固连，电机转子直接与谐波减速器的波发生器固连，为了保证运转顺畅并且结构紧凑，电机转子通过滚动轴承安装在关节壳体的电机支架上；柔轮与关节端盖固定连接在一起，端盖与关节壳体之间做动密封处理，能够在柔轮的带动下旋转，作为关节的输出轴，柔轮与端盖互相平行，端盖用于确定转子的轴的空间位置。刚轮与关节壳体连接，角度传感器的固定端通过传感器支架固定在关节壳体上，其输入端通过短轴与端盖连接，能够测量关节端盖的旋转角度，关节壳体与尾翼框架6连接；当刚轮固定不动时，波发生器作为主动件，柔轮作为从动件，波发生器在电机的带动下高速旋转，柔轮带动端盖输出低转速，从而使得关节的l端相对于r端运动。二号驱动关节8采用电驱动方式的控制精度高，响应快，噪声低，能够实现精确的位置控制和过程控制。相较于其他的驱动方式，电驱动的实际能耗功率最低，但是需要对关节内的电机和角度传感器等进行完全密封处理。

机体4上安装有密封控制舱5，用于安装一号驱动关节2、二号驱动关节8的驱动控制装置，对应的驱动控制装置为本领域已知，能够控制足桨驱动模块、尾翼驱动模块的运动，从而实现机器人的不同运动方式；为了提高密封的可靠性，同时也为了增加机器人运动的安全性，每个二号驱动关节8、一号驱动关节2分别独立密封，关节的密封主要包括静密封和动密封，通过o型圈进行静密封，具有结构简单、密封可靠性高、成本低、使用范围广和使用周期长等优点；通过格莱圈进行动密封，当二号驱动关节8在水下环境中工作时，随着水深的增加，关节壳体承受的外压也相应的增加，如果单纯的依靠密封圈对关节进行密封，外压过大时会对关节的密封结构造成破坏，甚至会导致水进入到关节内部，造成关节内零部件的损毁。所以当水深较大时，二号驱动关节8可以采用内部充油以及外部提供压力补偿的办法来提高关节的承压能力。

本发明实施例的工作原理及运动方法：

机体4两侧对称安装有与水平方向成一定角度（即向下倾斜）的足桨混合推进装置1，足桨混合推进装置1转动，利用轮缘1-2与接触面的摩擦力，实现在地面和水底运动；在水中运动时左右对称的足桨混合推进装置1可以抵消水平方向的推力，产生竖直向上的推力，实现机器人在水中的上浮和下潜，使机器人可以在水中任意深度进行工作；进一步通过调整足桨混合推进装置1的旋转方向、转速，调节机器人在水中的姿态。

在地面运动时，通过驱动所有足桨混合推进装置1正向旋转，推动机器人前进；通过驱动左侧足桨混合推进装置1正转，右侧足桨混合推进装置1反转，实现机器人的右转向；反之，通过驱动右侧足桨混合推进装置1正转，左侧足桨混合推进装置1反转，实现机器人的左转向；与传统的阿克曼转向机构相比，转弯半径更小，最小转弯半径为0，更适合狭小空间内的运动。

在水中悬浮运动时，拥有尾翼驱动和足桨驱动，两套相互独立的驱动系统，使得机器人可以根据其所处环境水域、生物繁茂情况，选择特定的驱动方法，通过足桨与尾翼7之间的相互配合提高机器人运动过程中的稳定性和可操纵性。同时在水生物繁茂，地形复杂的两栖环境下，保障了其工作的稳定性能和安全性。

若水生物繁茂，连续高速旋转机构极易发生缠绕，如传统的螺旋桨等水下推进机构很难持续工作，此时可利用尾翼7实现前行和转向。通过尾翼7以不同的频率和幅度拍动，能够产生不同大小和方向的推进力，通过两个尾翼7的相互配合，推动机器人前进、左转弯、右转弯。向左转弯时，左侧尾翼停止拍动，右侧尾翼拍动，推动机器人左转；向右侧转弯时，右侧尾翼停止拍动，左侧尾翼拍动，推动机器人右转。

通过调整机器人尾翼7的上下摆动幅度，可实现机器人在水中的低头和抬头，例如，通过增加尾翼7向上摆动的幅度，减小向下摆动的幅度，通过力之间的相互作用，可以使机器人尾部受到向下的作用力，从而使机器人实现在水中抬头的动作；通过增加尾翼7向下摆动的幅度，减小向上摆动的幅度，通过力之间的相互作用，可以使机器人尾部受到向上的作用力，从而使机器人实现在水中低头的动作。

在水生物相对较少的地区，机器人可以利用足桨混合推进装置1实现在水中的诸多动作；如图8所示，通过左前侧足桨混合推进装置1和右后侧足桨混合推进装置1正向高速旋转，机器人左前右后两侧受到沿一号驱动关节2向上的力f2、f4，右前侧足桨混合推进装置1和左后侧足桨混合推进装置1反向高速旋转，机器人右前左后两侧受到沿一号驱动关节2向下的力f1、f3，由于一号驱动关节2向下倾斜，左前侧足桨混合推进装置1和右前侧足桨混合推进装置1产生的竖直方向分力fy3、fy4互相平衡，水平向右的力fx3、fx4互相叠加，左后侧足桨混合推进装置1和右后侧足桨混合推进装置1产生的竖直方向分力fy1、fy2互相平衡，水平向左的力fx1、fx2互相叠加，使得机器人前端受到向右的推力，后端受到向左的推力，实现机器人最小转弯半径为0的右转向；反之如图9所示，fy3与fy4、fy1与fy2在竖直方向上相互平衡。fx3与fx4在机器人前端合成向左的合力，fx1与fx2在机器人尾部形成向右的合力，则可以实现机器人最小转弯半径为0的左转向。当机器人在水中处于如图7所示的水平位置时，由于一号驱动关节2向下倾斜，当四组足桨混合推进装置1正向旋转时，两侧对称的足桨混合推进装置1分别受到沿一号驱动关节2斜向上的作用力f1、f2，由于结构的对称性，机器人两侧在水平方向受到的分力fx1与fx2互相平衡，在竖直方向上的分力fy1与fy2互相叠加，实现机器人的上浮；同理，当四个足桨混合推进装置1反转，实现机器人的下潜。当机器人前面两个足桨混合推进装置1反转，后面两个足桨混合推进装置1正转，机器人前端水平方向上fx3、fx4相互平衡，竖直方向的fy3、fy4相互叠加受到向下的合力，后端水平方向fx1、fx2相互平行，竖直方向fy1、fy2相互叠加受到向上的合力，如图10所示，机器人实现在水中的向前翻滚。当机器人前面两个足桨混合推进装置1正转，后面两个足桨混合推进装置1反转，机器人前端水平方向上fx3、fx4相互平衡，竖直方向fy3、fy4相互叠加受到向上的合力，机器人后端水平方向fx1、fx2相互平行，竖直方向fy1、fy2相互叠加受到向下的合力，如图11所示，机器人实现在水中的向后翻滚。当机器人需要在水中前进时通过调整尾翼7的上下摆动幅度或改变前后足桨的正反转配合，使机器人机身和水平线形成夹角，夹角的具体数据需根据机器人在水中重量计算得知，机器人在水下的不同重量对应不同的角度，此时四个足桨混合推进装置1正转，使机器人在水中受到垂直于机身的作用力，其竖直方向的分力用于保持机器人在水中的悬浮姿态，水平方向的分力用于推动机器人前进。同时无论是在水生物丰富地区还是水生物较少地区，尾翼7都正常摆动，可作为机器人向前推进的动力。

在陆地上，如图4所示，当机器人需要攀爬高地9时，通过二号驱动关节8控制尾翼7与地面接触，辅助足桨混合推进装置1越障；当机器人前端已经爬上高地9，但后端未能爬上高地9，此时机器人会被卡在半空，通过二号驱动关节8控制尾翼7向下摆动，依靠尾翼7与地面间的反作用力将机器人尾部抬起，使机器人爬上高地9。尾翼7是由弹性和韧性较好的材料制成，如光敏树脂类材料制作的3d打印尾翼或利用碳纤维材料制作的尾翼，都可以满足要求，防止在机器人攀爬较高的地形时触碰到较坚硬的东西而产生塑性形变，影响后续使用。

本发明具有以下优势：

1、本发明机体4两侧对称安装有与水平方向成一定角度的足桨混合推进装置1，足桨混合推进装置1转动，利用轮缘1-2与接触面的摩擦力，实现在地面和水底爬行，实现四驱车在崎岖不平的路面上有效减震，使重心的运动轨迹呈现一条相对平稳曲线。足桨驱动模块向下倾斜，与水平方向的夹角不超过20°，保证当机器人在水中，因为技术需要或环境干扰而发生翻转，仍然可以正常运行足桨与地面接触，从而驱动机器人行走，继续完成工作。机器人在水中悬浮运动时，通过分别控制尾翼7的摆动频率和角度，机器人不同位置足桨的转速和配合，使机器人具备了两套相对独立的驱动系统，可以针对不同的水域环境，水生物繁茂情况，选择适合的驱动系统，使机器人在不同的环境下均能维持其工作姿态，增强了其对环境的适应能力。当机器人在水中悬浮状态下运动时，通过利用对机器人机身结构的对称设计，和轮轴在水中高速转动受到作用力的矢量配合，实现了机器人在水下高自由度的灵活运动。机体4的尾部设有双尾翼，通过双尾翼往复拍动的形式实现水中浮游运动，实现前行和转弯，在水生物繁茂地区不会发生缠绕，机器人即使发生侧翻，依旧能以背部向下的姿态运动；不仅用于水中运动，还可在地面或水底爬行时帮助机器人翻越高地，提高机器人的越障能力。克服了轮式机器人越障能力、地形适应能力差、转弯效率低、转弯半径大、越障能力差等问题，以及履带式机器人速度低与效率低和足式机器人重心易偏移和侧翻的缺点。

2、本发明通过对足桨驱动模块安装角度的改变，通过力与力之间的矢量配合，使机器人在水中运动时可以产生多方向的推进力，可在水中不改变自身浮力的前提下，完成更多多自由度运动的工作；本发明不需要通过浮力调节装置完成上浮、下潜且在水下具有高自由度，依靠最少的电机使具有较强的不规则地面和不同水域环境的适应能力；与现有需要搭载浮力调节装置实现上浮下潜的机器人相比，本发明结构简单且灵活多变，减少了机器人的尺寸和重量，减少了机器人电机数量，简化了机器人的调节过程，使机器人在水中更容易完成自由运动的工作。

3、通过足桨机构的创新设计，使机器人具备了两栖工作的能力。轮缘1-2为机器人在不规则地貌运动时提供足够的缓冲效果且叶片不会因为直接与地面接触而发生磨损，有效提高了机器人爬行时的越障能力，保障机器人良好的越障能力；足桨混合推进装置1本身采用韧性和强度较好的材质制作，既能保证不会在机器人工作过程中产生塑性变形，又能保证相对纤薄的轮缘1-2和桨叶1-1不易发生损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。