可适应多介质环境的多模态机器人
知识产权简介
本发明公开了一种可适应极地多介质环境的多模态机器人，属于多模态机器人技术领域。现有的极地探索机器人无法同时兼顾冰上与冰下的考察任务，而已有的两栖机器人为兼顾不同环境下的运动功能，运动性能低下。本发明提供一种可适应极地多介质环境的多模态机器人结构，包括机身组件、三自由度鳍状腿部组件与单自由度脊椎组件；三自由度鳍状腿部组件包括依次连接的第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、大腿组件、小腿组件与鳍板；单自由度脊椎组件设于机器人腰部，驱动后两组三自由度鳍状腿部组件相对于机身组件上下摆动，配合后两组三自由度鳍状腿部组件完成尾鳍摆动。本发明组合了单自由度脊椎与后腿的运动自由度完成尾鳍推进的水下运动，同时借助前腿自由度作为胸鳍控制游动方向，其足式构型可满足在极地冰面上方与冰下的行走功能。本发明的单自由度脊椎在陆地上可使机器人的速度与机动性得到显著提升。本发明的机器人关节自由度布局兼顾了陆上与水下的高性能运动，同时有效避免了机器人的动力浪费。
转化前景
本发明提供一种可适应极地多介质环境的多模态机器人结构，包括机身组件、三自由度鳍状腿部组件与单自由度脊椎组件。本发明组合了单自由度脊椎与后腿的运动自由度完成尾鳍推进的水下运动，同时借助前腿自由度作为胸鳍控制游动方向，其足式构型可满足在极地冰面上方与冰下的行走功能。本发明在实现机器人的多介质高效移动功能的同时，满足了机器人的执行器复用，避免了特定环境中运动导致的专用执行器浪费与运动效率下降。参考鱼类的尾鳍游动方式，加入的单自由度与后腿的自由度组合后可完成鱼类摆动尾鳍的运动模式，而前腿自由度可作为胸鳍控制方向。新构型在水陆环境下都充分利用了其执行器，不会出现执行器浪费导致运动效率降低。本发明整合了多种仿生推进功能，通过灵活组合尾鳍推进、胸鳍推进与侧鳍方向控制，本发明所提及的机器人可在不同的运动状态下兼顾运动速度与机动性。