本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水母機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著海洋保護(hù)與水下偵查的需要，水下機(jī)器人越來(lái)越受到人們的重視，這些機(jī)器人將在水中偵查，監(jiān)視艦船和潛水艇，探測(cè)化學(xué)溢出物，以及監(jiān)測(cè)魚(yú)類(lèi)遷徙情況等方面大顯身手。水母是一種理想的無(wú)脊椎動(dòng)物，依靠肌肉纖維控制內(nèi)腔的收縮和擴(kuò)張來(lái)吸入和噴出水流，由此產(chǎn)生推力使水母沿身體軸向方向運(yùn)動(dòng)。目前在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)作為仿生對(duì)象受到較高的重視。但是目前的仿水母機(jī)器人游動(dòng)穩(wěn)定性差、方向不易控制。因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種游動(dòng)速度快、穩(wěn)定性好、運(yùn)行姿態(tài)控制簡(jiǎn)單方便的水母機(jī)器人。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

本發(fā)明提供一種水母機(jī)器人，其包括：

上腔室，包括外殼體、內(nèi)殼體和封板，所述內(nèi)殼體設(shè)置在所述外殼體的內(nèi)部，所述外殼體和內(nèi)殼體的底部通過(guò)所述封板密封連接，且所述外殼體、內(nèi)殼體和封板之間圍合成第一封閉腔，所述內(nèi)殼體的內(nèi)部與封板之間圍合成第二封閉腔，其中，所述外殼體上設(shè)有第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)，所述第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)用于將外部的水周期性地輸入到所述第一封閉腔中，所述內(nèi)殼體上還設(shè)有第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)，所述第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)用于將所述第一封閉腔中的水輸入到第二封閉腔中；

下腔室，包括筒體，所述筒體的頂部與所述封板的下表面密封連接，所述筒體內(nèi)左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的設(shè)有左增壓腔和右增壓腔，所述左增壓腔和右增壓腔內(nèi)設(shè)有增壓器，且所述左增壓腔和右增壓腔均與所述第二封閉腔相連通；

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在所述下腔室中心位置處，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)相連接，并用于驅(qū)動(dòng)所述第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)往復(fù)動(dòng)作；

左噴水機(jī)構(gòu)和右噴水機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述下腔室的底部，所述左噴水機(jī)構(gòu)和右噴水機(jī)構(gòu)分別與所述左增壓腔和右增壓腔相連接，并分別用于將左增壓腔和右增壓腔中的壓力水噴出至外部。

進(jìn)一步地，所述第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)板和多個(gè)第一進(jìn)水口，所述第一進(jìn)水口開(kāi)設(shè)在所述外殼體上，所述運(yùn)動(dòng)板與所述第一進(jìn)水口一一對(duì)應(yīng)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)板打開(kāi)或關(guān)閉所述第一進(jìn)水口。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力源、豎桿、多個(gè)連桿和圓盤(pán)，所述圓盤(pán)的上表面設(shè)有多個(gè)鉸接座，所述連桿與所述鉸接座一一對(duì)應(yīng)，且所述連桿的一端與所述鉸接座相鉸接，其另一端與所述運(yùn)動(dòng)板相連接，所述豎桿的底部與所述動(dòng)力源相連接，所述豎桿的頂部穿過(guò)所述封板后伸入到所述第二封閉腔中，并與所述圓盤(pán)的下表面相連接，其中，所述動(dòng)力源用于驅(qū)動(dòng)所述豎桿上下往復(fù)移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述封板和圓盤(pán)的下表面之間還設(shè)有一彈簧，所述彈簧穿設(shè)在所述豎桿上。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)力源包括蓄電池、電機(jī)、基座和凸輪，所述凸輪設(shè)置在所述基座上，并與所述基座旋轉(zhuǎn)連接，所述蓄電池與所述電機(jī)相連接，所述電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述凸輪旋轉(zhuǎn)，其中，所述凸輪的外圓周上還設(shè)有一滑槽，所述豎桿的底部與所述滑槽的底部相接觸。

進(jìn)一步地，所述筒體的內(nèi)部設(shè)有一隔板，所述隔板將所述筒體的內(nèi)部分割成左增壓腔、右增壓腔、前蓄電池放置室、后蓄電池放置室和中心位置處的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝室，所述蓄電池分別放置在所述前蓄電池放置室和后蓄電池放置室中，所述基座和電機(jī)均固定在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝室內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)包括多個(gè)第二進(jìn)水口，所述第二進(jìn)水口間隔地開(kāi)設(shè)在所述內(nèi)殼體的圓周方向上，所述連桿的另一端穿過(guò)所述第二進(jìn)水口后與所述運(yùn)動(dòng)板相連接。

進(jìn)一步地，位于所述第二封閉腔中的封板上還設(shè)有兩個(gè)漏水孔，所述左增壓腔和右增壓腔分別通過(guò)所述漏水孔與所述第二封閉腔相連通，其中，所述漏水孔上還設(shè)有單向閥。

進(jìn)一步地，所述左噴水機(jī)構(gòu)和右噴水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全相同，所述左噴水機(jī)構(gòu)包括噴水管、多個(gè)噴水支管和多個(gè)噴水葉片，所述噴水支管和噴水葉片一一對(duì)應(yīng)，所述噴水管的上端與所述左增壓腔相連通，其下端經(jīng)所述噴水支管與所述噴水葉片的上部相連接，所述噴水葉片的底部設(shè)有多個(gè)噴水口。

進(jìn)一步地，所述外殼體的頂部還設(shè)有一頂球，所述頂球內(nèi)設(shè)有一處理器和一掃描成像聲納，所述處理器分別與所述電機(jī)、增壓器和掃描成像聲納相連接，且所述處理器還與一外部的遠(yuǎn)程控制器相連接。

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)將外部的水周期性地輸入到第一封閉腔中，第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)將第一封閉腔中的水再輸入到第二封閉腔中，接著讓水從第二封閉腔中流入到筒體內(nèi)的左增壓腔和右增壓腔中進(jìn)行加壓，加壓后的水從左噴水機(jī)構(gòu)和右噴水機(jī)構(gòu)中分別噴出，作為水母機(jī)器人前進(jìn)的動(dòng)力，其不僅游動(dòng)速度快，而且穩(wěn)定性好，同時(shí)，通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)左增壓腔或右增壓腔中的水壓，即可改變水母機(jī)器人的前進(jìn)方向和角度，從而使機(jī)器人的運(yùn)行姿態(tài)控制更加簡(jiǎn)單方便。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的水母機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的水母機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)板打開(kāi)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的水母機(jī)器人的剖視圖；

圖4是本發(fā)明的水母機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的水母機(jī)器人的內(nèi)殼體的俯視圖；

圖6是本發(fā)明的水母機(jī)器人的左噴水機(jī)構(gòu)或右噴水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1-3所示，本發(fā)明的水母機(jī)器人，其包括：

上腔室1，包括外殼體11、內(nèi)殼體12和封板13，內(nèi)殼體12設(shè)置在外殼體11的內(nèi)部，外殼體11和內(nèi)殼體12的底部通過(guò)封板13密封連接，且外殼體11、內(nèi)殼體12和封板13之間圍合成第一封閉腔14，內(nèi)殼體12的內(nèi)部與封板13之間圍合成第二封閉腔15，其中，外殼體11上設(shè)有第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16，第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16用于將外部的水周期性地輸入到第一封閉腔14中，內(nèi)殼體12上還設(shè)有第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)17，第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)17用于將第一封閉腔14中的水輸入到第二封閉腔中15；

下腔室2，包括筒體21，筒體21的頂部與封板13的下表面密封連接，筒體21內(nèi)設(shè)有左增壓腔22和右增壓腔23，左增壓腔22和右增壓腔23內(nèi)設(shè)有增壓器24，且左增壓腔22和右增壓腔23均與第二封閉腔15相連通；增壓器24主要用于對(duì)左增壓腔22和右增壓腔23中的水進(jìn)行增壓形成壓力水。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3，安裝在下腔室2的中心位置處，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3與第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16相連接，并用于驅(qū)動(dòng)第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16往復(fù)動(dòng)作；

左噴水機(jī)構(gòu)4和右噴水機(jī)構(gòu)5，設(shè)置在下腔室2的底部，左噴水機(jī)構(gòu)4和右噴水機(jī)構(gòu)5分別與左增壓腔22和右增壓腔23相連接，并分別用于將左增壓腔22和右增壓腔23中的壓力水噴出至外部。

本發(fā)明通過(guò)第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16將外部的水周期性地輸入到第一封閉腔14中，第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)17將第一封閉腔14中的水再輸入到第二封閉腔15中，接著讓水從第二封閉腔15中流入到筒體21內(nèi)的左增壓腔22和右增壓腔23中進(jìn)行加壓，加壓后的水從左噴水機(jī)構(gòu)4和右噴水機(jī)構(gòu)5中分別噴出，作為水母機(jī)器人前進(jìn)的動(dòng)力，其不僅游動(dòng)速度快，而且穩(wěn)定性好，同時(shí)，通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)左增壓腔22或右增壓腔23中的水壓，即可改變水母機(jī)器人的前進(jìn)方向和角度，從而使機(jī)器人的運(yùn)行姿態(tài)控制更加簡(jiǎn)單方便。

具體地，第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)板161和多個(gè)第一進(jìn)水口162，第一進(jìn)水口162開(kāi)設(shè)在外殼體11上，運(yùn)動(dòng)板161與第一進(jìn)水口162一一對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3用于驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)板161打開(kāi)或關(guān)閉第一進(jìn)水口162。本發(fā)明中，為了在進(jìn)水過(guò)程中，能使水母機(jī)器人受到水的壓力保持均衡，避免對(duì)運(yùn)行方向和角度產(chǎn)生影響，多個(gè)運(yùn)動(dòng)板161沿外殼體11的外圓周方向上等間隔分布。而為了減小水的阻力和均衡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力狀態(tài)，本實(shí)施例中的外殼體11和內(nèi)殼體12的形狀優(yōu)選為半球體，當(dāng)然，在其他應(yīng)用場(chǎng)合下，外殼體11和內(nèi)殼體12的形狀也可以為圓錐型等其他形狀。

參閱圖3和4所示，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括動(dòng)力源31、豎桿32、多個(gè)連桿33和圓盤(pán)34，圓盤(pán)34的上表面設(shè)有多個(gè)鉸接座35，連桿33與鉸接座35一一對(duì)應(yīng)，且連桿33的一端與鉸接座35相鉸接，其另一端與運(yùn)動(dòng)板161相連接，豎桿32的底部與動(dòng)力源31相連接，豎桿32的頂部穿過(guò)封板13后伸入到第二封閉腔15中，并與圓盤(pán)34的下表面相連接，其中，動(dòng)力源31用于驅(qū)動(dòng)豎桿32上下往復(fù)移動(dòng)。本發(fā)明中，豎桿32穿過(guò)封板13，使封板13對(duì)豎桿32的移動(dòng)方向起到一定的導(dǎo)向和限位作用。具體地，通過(guò)動(dòng)力源31驅(qū)動(dòng)豎桿32上下往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)豎桿32和圓盤(pán)34上下移動(dòng)，從而使連桿33帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)板161伸出(或縮回)，打開(kāi)(或關(guān)閉)第一進(jìn)水口162，實(shí)現(xiàn)周期性的將外部的水輸入到第一封閉腔14中。

較佳的，封板13和圓盤(pán)34的下表面之間還設(shè)有一彈簧36，彈簧36穿設(shè)在豎桿32上。在圓盤(pán)34上下移動(dòng)的過(guò)程中，彈簧36可以起到有效的緩沖作用，從而對(duì)連桿33和運(yùn)動(dòng)板161進(jìn)行緩沖保護(hù)，提高連桿33和運(yùn)動(dòng)板161的使用壽命。

本發(fā)明實(shí)施例中的動(dòng)力源31包括蓄電池311、電機(jī)312、基座313和凸輪314，凸輪314設(shè)置在基座313上，并與基座313旋轉(zhuǎn)連接，蓄電池311與電機(jī)312相連接，電機(jī)312用于驅(qū)動(dòng)凸輪314旋轉(zhuǎn)，蓄電池311主要用于給電機(jī)312進(jìn)行供電，電機(jī)312旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)凸輪314旋轉(zhuǎn)，從而使豎桿32沿著凸輪314的外形軌跡進(jìn)行周期性的上下往復(fù)移動(dòng)。其中，為了防止豎桿32滑落到凸輪314的外部，凸輪314的外圓周上還設(shè)有一滑槽315，豎桿32的底部與滑槽315的底部相接觸。

參閱圖3-5所示，第二進(jìn)水機(jī)構(gòu)17包括多個(gè)第二進(jìn)水口171，第二進(jìn)水口171間隔地開(kāi)設(shè)在內(nèi)殼體12的圓周方向上，連桿33的另一端穿過(guò)第二進(jìn)水口171后與運(yùn)動(dòng)板161相連接。第二進(jìn)水口171不僅用于將第一封閉腔14中的水輸入到第二封閉腔15中，而且還可以對(duì)連桿33的位置進(jìn)行限位。

具體地，筒體21的內(nèi)部設(shè)有一隔板25，隔板25將筒體21的內(nèi)部分割成左增壓腔22、右增壓腔23、前蓄電池放置室26、后蓄電池放置室27和中心位置處的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝室28，蓄電池311分別放置在前蓄電池放置室26和后蓄電池放置室27中，蓄電池311可以起到配重的作用，調(diào)節(jié)水母的前后平衡?；?13和電機(jī)312均固定在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝室28內(nèi)。

本發(fā)明中，位于第二封閉腔15中的封板13上還設(shè)有兩個(gè)漏水孔18，左增壓腔22和右增壓腔23分別通過(guò)漏水孔18與第二封閉腔15相連通，其中，漏水孔18上還設(shè)有單向閥19。在左增壓腔22和右增壓腔23進(jìn)行增壓時(shí)，通過(guò)設(shè)置單向閥19防止水反流至第二密封腔15中，從而保證了增壓過(guò)程的順利進(jìn)行。

參閱圖6所示，左噴水機(jī)構(gòu)4和右噴水機(jī)構(gòu)5的結(jié)構(gòu)完全相同，左噴水機(jī)構(gòu)4包括噴水管41、多個(gè)噴水支管42和多個(gè)噴水葉片43，噴水支管42和噴水葉片43一一對(duì)應(yīng)，噴水管41的上端與左增壓腔22相連通，其下端經(jīng)噴水支管42與噴水葉片43的上部相連接，噴水葉片43的底部設(shè)有多個(gè)噴水口44。左增壓腔22中的壓力水依次經(jīng)噴水管41和噴水支管42進(jìn)入到噴水葉片43中，通過(guò)噴水葉片43底部的噴水口44將壓力水排出到外部，從而產(chǎn)生水母機(jī)器人前進(jìn)的動(dòng)力。通過(guò)設(shè)置噴水葉片43，不僅可以使壓力水的排出更加均勻，提高水母機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，而且仿行設(shè)計(jì)的噴水葉片43還能起到穩(wěn)流作用，防止水母機(jī)器人的側(cè)翻和偏向。而右噴水機(jī)構(gòu)5的作業(yè)原理與之相同，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例中，為了方便操作人員進(jìn)行外部的遠(yuǎn)程控制，外殼體11的頂部還設(shè)有一頂球110，頂球110內(nèi)設(shè)有一處理器111和一掃描成像聲納112，處理器111分別與電機(jī)312、增壓器24和掃描成像聲納112相連接，且處理器111還與一外部的遠(yuǎn)程控制器相連接。處理器111主要用于控制電機(jī)312轉(zhuǎn)速來(lái)改變第一進(jìn)水機(jī)構(gòu)16的進(jìn)水速度，處理器111還用于控制增壓腔24調(diào)節(jié)水壓來(lái)改變水母機(jī)器人的前進(jìn)速度或進(jìn)行轉(zhuǎn)彎操作，以及處理器111還用于控制掃描成像聲納12采集高清視頻、圖片的拍攝和相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸，本發(fā)明中頂球110還可以設(shè)置其他的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如：壓力檢測(cè)設(shè)備、光線檢測(cè)設(shè)備等，方便進(jìn)行水下偵查。

本發(fā)明的工作原理為：

將水母機(jī)器人放到水面上，蓄電池311提供電能帶動(dòng)電機(jī)312運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)312再帶動(dòng)凸輪314轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪314通過(guò)豎桿32將力傳遞給了圓盤(pán)34，圓盤(pán)34的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了連桿33的上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)了運(yùn)動(dòng)板161的伸出或縮回運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而開(kāi)啟或閉合第一進(jìn)水口162，而在第一進(jìn)水口162開(kāi)啟時(shí)便可將水?dāng)D進(jìn)第一封閉腔14，然后經(jīng)第二進(jìn)水口171進(jìn)入到第二封閉腔15，第二封閉腔15中的水經(jīng)漏水孔18進(jìn)入到左增壓腔22和右增壓腔23中，最終通過(guò)增壓器24將左增壓腔22和右增壓腔23中的水加壓后擠進(jìn)左噴水機(jī)構(gòu)4和右噴水機(jī)構(gòu)5的噴水管41中，通過(guò)噴水葉片43的噴水口44噴水來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)，通過(guò)掃描成像聲納112對(duì)水下進(jìn)行視頻和圖片的拍攝。岸上的操作人員還可以通過(guò)掃描成像聲納112傳輸回來(lái)的視頻、圖片等對(duì)所需信息進(jìn)行篩選，并通過(guò)遠(yuǎn)程控制器來(lái)控制處理器110，從而對(duì)機(jī)器人的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整(當(dāng)左增壓腔22和右增壓腔23的水壓同時(shí)增大時(shí)便可加速，同時(shí)減小時(shí)便可減速；而當(dāng)左增壓腔22的水壓大于右增壓腔23的水壓，便可實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎；反之則可實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎)。

以上，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。