本發(fā)明涉及水下機器人技術領域，具體為一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人及其控制方法。

背景技術：

隨著我國海洋強國戰(zhàn)略的實施，海洋經(jīng)濟和海洋軍事都對水下作業(yè)機器人提出了迫切的要求。在海洋經(jīng)濟方面，我國正在大力開展水產(chǎn)養(yǎng)殖、海底資源開采、海底設施建設等活動，同時我國是一個海洋運輸和水利設施建設的大國，大量的船舶需要定期清洗或進行安全性能檢查，也需要定期對水利大壩進行安全性能檢測；在海洋安全方面，我國正在不斷提升水下港口的預警、水下獵雷、水下排爆等能力，同時隨著我國航母、大型軍艦、潛艇的不斷服役，都需要水下機器人完成清洗和安全檢測。這些任務若采用傳統(tǒng)人工作業(yè)的方式進行，不僅風險大，而且作業(yè)成本高，因此水下作業(yè)機器人應運而生。

目前，常見的水下作業(yè)機器人是純粹游動型的作業(yè)機器人，這種機器人在作業(yè)時由于自身的狀態(tài)處于浮動狀態(tài)，水下位置固定性能差，容易受海流和自身動作反作用力影響而發(fā)生漂移。因此，這類作業(yè)水下機器人在作業(yè)時，通常需要兩個以上的機械手配合才能完成作業(yè)，其中一個機械手用于機器人位置的固定，另一個機械手用于對作業(yè)目標實施作業(yè)，這就增加了作業(yè)難度。

近年來，國內(nèi)外出現(xiàn)了少量基于履帶式或萬向輪式的游走混合的水下作業(yè)機器人，這類機器人通過大范圍游動來尋找作業(yè)目標，尋找到目標后，通過在作業(yè)面上的行走來接近目標。再通過聲/光對作業(yè)目標準確定位后，由作業(yè)擴展模塊對作業(yè)目標實施作業(yè)。這種機器人在作業(yè)時其自身的狀態(tài)處于保持狀態(tài)，具有位置固定性能好，不易受海流和自身動作反作用力影響而發(fā)生漂移的缺陷，降低了作業(yè)難度。

但是，由于對水下作業(yè)機器人的需求不同，導致水下作業(yè)機器人的作業(yè)面也存在著千差萬別，既有像水庫大壩、船舶側(cè)舷等這樣平坦的工作面，也有像海底、船舶底部等這樣非平坦的工作面。這就要求水下作業(yè)機器人不僅能適應不同類別、不同姿態(tài)工作面的作業(yè)需求，而且能適應在不同工作面上的全向機動和越障能力的需求，目前的水下作業(yè)機器人不能很好地滿足這樣的需求。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提出了一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人及其控制方法，使水下作業(yè)機器人能夠適應不同類別、不同姿態(tài)工作面的作業(yè)需求，而且能夠適應在不同工作面上的全向機動和越障能力的需求，從而可以為水下作業(yè)機器人完成各種水下作業(yè)任務提供技術支持。

本發(fā)明的技術方案為：

所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：包括框架、浮體模塊、吊架、控制密封艙、運動組件、傳感探測組件、視覺定位裝置和作業(yè)擴展模塊；浮體模塊、吊架、控制密封艙、運動組件、傳感探測組件、視覺定位裝置以及作業(yè)擴展模塊均安裝在框架上，且水下作業(yè)機器人的重心位于浮心正下方；

所述浮體模塊用于提供浮力；

所述吊架用于水下作業(yè)機器人的起吊；

所述控制密封艙內(nèi)部安裝水下作業(yè)機器人控制和信息傳輸所需的非防水設備，并采用水密接插件作為外部接線口；

所述運動組件包括游動驅(qū)動裝置和行走與驅(qū)動裝置；

所述游動驅(qū)動裝置包括不少于四個垂直推進器和不少于兩個水平推進器；垂直推進器至少能夠受控實現(xiàn)水下作業(yè)機器人游動過程的沉浮、俯仰和滾轉(zhuǎn)運動以及提供水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上工作所需附著力功能；水平推進器至少能夠受控實現(xiàn)水下作業(yè)機器人游動過程的前后和偏航運動；

所述行走與驅(qū)動裝置包括仿生刀鋒腿行走與驅(qū)動裝置和履帶行走與驅(qū)動裝置；當水下作業(yè)機器人在非平坦的作業(yè)面上工作時，仿生刀鋒腿行走與驅(qū)動裝置工作，履帶不接觸作業(yè)面；當水下作業(yè)機器人在平坦的作業(yè)面上工作時，履帶行走與驅(qū)動裝置工作，仿生刀鋒腿收回并鎖定；

所述傳感探測組件能夠感知水下作業(yè)機器人離海面的航行深度和離海底的高度、感知水下作業(yè)機器人周圍環(huán)境，并將感知信息發(fā)送給水下作業(yè)機器人控制設備；

所述視覺定位裝置能夠在水下作業(yè)機器人作業(yè)時對目標進行定位；

所述作業(yè)擴展模塊能夠?qū)崿F(xiàn)水下作業(yè)機器人作業(yè)任務。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述履帶行走與驅(qū)動裝置安裝在水下作業(yè)機器人兩側(cè)，包括驅(qū)動電機、主動輪、從動輪、張緊輪、履帶板和履帶。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述仿生刀鋒腿行走與驅(qū)動裝置包括安裝在履帶行走與驅(qū)動裝置外側(cè)的仿生刀鋒腿，以及對應每個仿生刀鋒腿的驅(qū)動裝置；所述驅(qū)動裝置能夠驅(qū)動仿生刀鋒腿繞其一端轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；水下作業(yè)機器人一側(cè)的仿生刀鋒腿個數(shù)不少于三個。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述仿生刀鋒腿為半圓形仿生腿，外輪廓表面設有凸起橡膠墊。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述傳感探測組件包括攝像及照明裝置、前視圖像聲吶、深度和高度一體化傳感器和姿態(tài)傳感器；所述深度和高度一體化傳感器感知水下作業(yè)機器人離海面的航行深度和離海底的高度；所述姿態(tài)傳感器感應水下作業(yè)機器人的姿態(tài)；所述攝像及照明裝置由一個穹頂式攝像頭、一個廣角攝像頭、兩個水下LED燈組成；穹頂式攝像頭裝在水下作業(yè)機器人前端的穹頂攝像頭支架上，用于全向觀測水下作業(yè)環(huán)境；廣角攝像頭安裝在機器人后端的廣角攝像頭支架上，用于定向觀測后方水下作業(yè)環(huán)境；兩個照明燈分別安裝在所述穹頂攝像頭支架左右，用于水下照明；所述前視圖像聲吶位于水下作業(yè)機器人前端。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述框架為聚丙烯框架，包括由四塊橫梁組成的橫梁組件、二塊推進器支架板、控制密封倉后擋板、定位裝置支架板和多個攝像頭支架板。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述浮體模塊采用空心玻璃微珠材料，并具有流線型外形結(jié)構，安裝在框架上部，且浮體模塊上開有安放垂直推進器的通孔。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述吊架由兩片鋼架結(jié)構組成，固定在橫梁組件上，下端環(huán)抱控制密封艙，上端從浮體模塊中伸出。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述游動驅(qū)動裝置由四個垂直推進器和兩個水平推進器組成；四個垂直推進器分別置于浮體模塊四個對稱分布的圓形開孔中，并通過固定件對稱固定在橫梁組件上；二個水平推進器分別通過固定件固定二塊推進器支架板外側(cè)。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述視覺定位裝置采用雙目視覺定位裝置。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人，其特征在于：所述仿生刀鋒腿行走與驅(qū)動裝置包括六個仿生刀鋒腿及其相應驅(qū)動電機；一側(cè)履帶板上安裝三個仿生刀鋒腿，對應驅(qū)動電機安裝在履帶行走與驅(qū)動裝置內(nèi)部。

所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人的控制方法，其特征在于：在水下作業(yè)機器人處于游動狀態(tài)時，控制四個垂直推進器的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)水下作業(yè)機器人沉浮、俯仰和滾轉(zhuǎn)運動，控制兩個水平推進器的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)水下作業(yè)機器人的前后和偏航運動；在水下作業(yè)機器人處于行走狀態(tài)時，根據(jù)作業(yè)面的方向，控制四個垂直推進器提供水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上工作所需附著力，并通過行走與驅(qū)動裝置實現(xiàn)水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上前后以及轉(zhuǎn)向運動。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人的控制方法，其特征在于：在水下作業(yè)機器人處于游動狀態(tài)時，根據(jù)深度和高度一體化傳感器的采集數(shù)據(jù)進行閉環(huán)控制，控制四個垂直推進器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使水下作業(yè)機器人按照設定的離海面深度或離海底高度進行航行。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人的控制方法，其特征在于：在水下作業(yè)機器人處于游動狀態(tài)時，根據(jù)航向姿態(tài)傳感器進行閉環(huán)控制，控制四個垂直推進器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使水下作業(yè)機器人以所需的俯仰角和/或滾轉(zhuǎn)角運動，控制兩個水平推進器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使水下作業(yè)機器人以所需的航向角運動。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人的控制方法，其特征在于：當水下作業(yè)機器人在非平坦的作業(yè)面上工作時，根據(jù)作業(yè)面的方向，控制四個垂直推進器提供水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上工作所需附著力，仿生刀鋒腿行走與驅(qū)動裝置采用三角步態(tài)方式，以三角形支架結(jié)構的形式交替行走。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人的控制方法，其特征在于：當水下作業(yè)機器人在平坦的作業(yè)面上工作時，根據(jù)作業(yè)面的方向，控制四個垂直推進器提供水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上工作所需附著力，控制履帶行走與驅(qū)動裝置中兩組主動輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，控制水下作業(yè)機器人在平坦作業(yè)面上全向行走。

有益效果

本發(fā)明的有益效果主要有四個方面：

首先，將水下游動型機器人和水下行走型機器人的特點進行充分融合，使其具有海域大范圍的航行能力，又具有在水下作業(yè)面上小范圍的行走能力。

其次，該游走混合型水下作業(yè)機器人通過控制四個垂直推進器的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速使水下機器人緊貼在水下作業(yè)面上，同時啟動相應的行走與驅(qū)動裝置進行作業(yè)，相較于傳統(tǒng)的純游動型的水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上作業(yè)時具有水下位置固定性能好，不易受海流和自身動作反作用力影響而發(fā)生漂移的缺陷，降低了水下作業(yè)機器人的作業(yè)難度。

其三，該游走混合型水下作業(yè)機器人采用聚丙烯整體框架、扁平結(jié)構設計，相較于傳統(tǒng)水下機器人，有效地減輕了重量、提高了耐腐蝕性能，并增加了機器人航行穩(wěn)定性能。

其四，該游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合的水下作業(yè)機器人針對水下作業(yè)機器人的不同作業(yè)面，根據(jù)需要控制采用刀鋒腿或履帶行走裝置，能適應水下各種復雜環(huán)境，可實現(xiàn)全方位移動，非常靈活，能夠在狹小空間中實現(xiàn)精確定位，大大提高了水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上的行走能力，從而可以為水下作業(yè)機器人完成各種水下作業(yè)任務提供技術支持。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人的結(jié)構示意圖。

圖2：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人去除浮體模塊的結(jié)構示意圖。

圖3：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人底部結(jié)構示意圖。

圖4：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人履帶行走與驅(qū)動裝置安裝示意圖。

圖5：驅(qū)動電機示意圖。

圖6：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人刀鋒腿1組結(jié)構示意圖。

圖7：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人刀鋒腿2組結(jié)構示意圖。

圖8：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人履帶行走與驅(qū)動裝置結(jié)構示意圖。

圖9：本發(fā)明游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人刀鋒腿轉(zhuǎn)彎步態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外、術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

本發(fā)明提出的游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合的水下作業(yè)機器人針對水下作業(yè)機器人的不同作業(yè)面，根據(jù)需要控制采用刀鋒腿或履帶行走裝置，避免了作業(yè)面不同時，需要更換行走與驅(qū)動裝置的不便。

如圖1所示，該一種游走混合的仿生刀鋒腿與履帶組合行走水下機器人包括聚丙烯框架(1)、浮體模塊(2)、鋼制吊架(3)、攝像及照明裝置、前視圖像聲吶(5)、深度和高度一體化傳感器(6)、控制密封艙(7)、游動驅(qū)動裝置(8)、雙目視覺定位裝置(9)、行走與驅(qū)動裝置(10)以及作業(yè)擴展模塊(11)等。

參照附圖2和3，所述聚丙烯框架(1)為聚丙烯材料，主體由四塊橫梁(111、112、113、114)、二塊推進器支架板(121、122)、控制密封倉后擋板、定位裝置支架(151)和攝像頭支架(153、154、155)等部分。所述四塊橫梁(111、112、113、114)通過底下三塊連板(161、162、163)采用螺栓或其他方式固定連接；所述二塊推進器支架(121、122)左右對稱采用螺栓或其他方式固定在所述第二橫梁(112)、第三橫梁(113)上；所述控制密封艙后擋板采用螺栓或其他方式固定在第四橫梁(114)上。

參照附圖1，所述浮體模塊(2)材料為空心玻璃微珠，并采用流線型外形結(jié)構，可以有效減少在水下運動的阻力，其四個對稱分布的圓形開孔安放四個垂直推進器。

參照附圖1和2，所述鋼制吊架(3)為兩片鋼架結(jié)構組成，用螺栓固定在第二橫梁(112)、第三橫梁(113)上面，環(huán)抱著控制密封艙(7)，用于水下機器人的起吊。

參照附圖1、2和3，所述攝像及照明裝置由一個穹頂式攝像頭(41)、一個廣角攝像頭(42)、兩個水下LED燈(43、44)組成。所述穹頂式攝像頭(41)裝在機器人前端中間穹頂式攝像頭頂支架(153)上，用于機器人的水下作業(yè)環(huán)境的全向觀測；一個廣角攝像頭(42)安裝在機器人后端廣角攝像頭支架上，用于機器人的水下作業(yè)環(huán)境的后方定向觀測；兩個LED燈(43、44)分別安裝在所述穹頂攝像頭左支架(154)、穹頂攝像頭右支架(155)上，用于水下照明；所述穹頂式攝像頭頂支架(153)由螺栓固定在穹頂攝像頭左支架(154)和穹頂攝像頭右支架(155)上；所述穹頂攝像頭左支架(154)和穹頂攝像頭右支架(155)采用螺栓固定在聚丙烯框架的第一橫梁(111)上；所述廣角攝像頭支架固定在聚丙烯框架(1)的第四橫梁(114)上。

參照附圖2，所述前視圖像聲吶(5)位于穹頂式攝像頭(41)前端，采用螺栓或其他方式固定安裝在穹頂攝像頭左支架(154)和穹頂攝像頭右支架(155)上，用于機器人的水下避障。

參照附圖2，所述深度和高度一體化傳感器(6)位于聚丙烯框架(1)的中間，采用螺栓或其他方式固定安裝在聚丙烯框架的第三橫梁(113)上，用于水下機器人離海面的航行深度和離海底的高度測量。

參照附圖1和2，所述控制密封艙(7)為密封結(jié)構，固定在四塊橫梁(111、112、113、114)和控制密封艙后擋板上，內(nèi)部安裝航向姿態(tài)傳感器、驅(qū)動控制模塊、光纖多路復用器等非防水設備，其外部接線口都為水密接插件，用于水下機器人的控制和信息傳輸。

參照附圖2，所述游動驅(qū)動裝置(8)由四個垂直推進器(81、82、83、84)和兩個水平推進器(85、86)組成。所述四個垂直推進器(81、82、83、84)分別位于浮體模塊(2)四個對稱分布的圓形開孔中，通過固定件對稱固定在第二橫梁(112)、第三橫梁(113)上，所述固定件與所述第二橫梁(112)、第三橫梁(113)通過螺栓螺母或其他方式固定連接；所述二個水平推進器(85、86)分別位于聚丙烯框架(1)兩側(cè)靠后位置，通過固定件對稱固定在二塊推進器支架板(121、122)上，所述固定件與所述推進器支架板(121、122)通過螺栓螺母或其他方式固定連接。

參照附圖1，所述雙目視覺定位裝置(9)位于聚丙烯框架(1)前端左側(cè)，通過定位裝置支架板(151)采用螺栓或其他方式固定在第一橫梁(111)上，用于機器人作業(yè)時對目標的準確定位。

參照附圖2，游動驅(qū)動裝置的四個垂直推進器(81、82、83、84)都做同向和同速旋轉(zhuǎn)時，這四個垂直推進器(81、82、83、84)將產(chǎn)生四個相同的向上或向下的力，使水下作業(yè)機器人沿z軸上下沉浮運動；當四個垂直推進器(81、82、83、84)中的前端兩個推進器(81、82)和后端兩個推進器(83、84)在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向不同時，就會產(chǎn)生俯仰力矩，使水下作業(yè)機器人繞y軸做俯仰運動；當四個垂直推進器(81、82、83、84)中的右端兩個推進器(82、83)和左端兩個推進器(81、84)在轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向不同時，就會產(chǎn)生橫滾力矩，使水下機器人繞x軸橫滾運動；當水下機器人采用深度和高度一體化傳感器進行閉環(huán)控制時，通過控制四個垂直推進器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使水下機器人按照設定的離海面深度或離海底高度進行航行；當水下機器人采用姿態(tài)傳感器進行閉環(huán)控制時，通過控制四個垂直推進器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，就可以使水下作業(yè)機器人以任意的俯仰角(0～±90°)或滾轉(zhuǎn)角(0～±180°)運動。

參照附圖2，當兩個水平推進器(85、86)都做同向和同速旋轉(zhuǎn)時，將產(chǎn)生兩個相同的向前或向后的力，使水下作業(yè)機器人沿x軸做前后平移運動；當兩個水平推進器(85、86)在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向不同時，就會產(chǎn)生偏航力矩，使水下作業(yè)機器人沿z軸做偏航運動；當水下作業(yè)機器人采用航向傳感器進行控制時，通過控制兩個水平推進器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，就可以使水下作業(yè)機器人以任意的航向角(0～±180°)運動。

參照附圖2，通過控制六個推進器(81、82、83、84、85、86)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，就可以使水下作業(yè)機器人到達作業(yè)面。水下作業(yè)機器人到達作業(yè)面上后，根據(jù)作業(yè)面的方向，控制四個垂直推進器(81、82、83、84)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速使水下作業(yè)機器人緊貼在作業(yè)面上。

參照附圖8，水下作業(yè)機器人需要在平坦作業(yè)面上工作時，，游走混合的水下作業(yè)機器人采用履帶式行走裝置。履帶式行走裝置包括驅(qū)動電機(1053)、主動輪(1054)、從動輪(1055)、張緊輪(1056)、履帶板(135、136、137、138)和履帶。履帶是水下作業(yè)機器人和作業(yè)面直接接觸的部件,足夠的接觸面積附著作業(yè)面來保證水下作業(yè)機器人行駛。水下作業(yè)機器人到達附著在作業(yè)面工作時，驅(qū)動履帶的主動輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動履帶移動，在從動輪的支撐下進行轉(zhuǎn)動，履帶運動時與作業(yè)面產(chǎn)生摩擦力，在作業(yè)面的反作用下水下作業(yè)機器人向前駛進。履帶有較大的接地面積，有凹凸不平的花紋，因而履帶與作業(yè)面之間有良好的相互作用，不容易打滑，能夠平穩(wěn)、迅速、安全地通過各種復雜作業(yè)面。采用履帶行走的主要優(yōu)點就是擴大了水下作業(yè)機器人的接地面積，由于接地面積大，所以增大了水下作業(yè)機器人在粘滑的微生物海藻附著面上及海底泥沙面上的通過能力，降低了下陷量，所以采用履帶式行走方式增加了游走混合機器人越野性能。能爬具有一定傾斜角的縱向坡及側(cè)傾坡。

參照附圖4，水下作業(yè)機器人需要在非平坦作業(yè)面上工作時，游走混合的水下作業(yè)機器人采用仿生刀鋒腿行走裝置。六個刀鋒腿(1011、1012、1013、1014、1015、1016)由六個驅(qū)動電機(1021、1022、1023、1024、1025、1026)單獨控制，可以使水下作業(yè)機器人在作業(yè)面上完成步行、跑步、攀爬等避障動作。仿生刀鋒腿材料為陽極氧化鋁，為半圓形仿生腿，外輪廓表面設有六角凸起形狀橡膠墊，以此來增大與作業(yè)面上摩擦力。

參照附圖2、3和4，所述的刀鋒腿行走裝置，位于兩塊外側(cè)履帶板(135、138)之上，所述的驅(qū)動電機(1021、1022、1023、1024、1025、1026)位于履帶板(135、136、137、138)之間的主體內(nèi)部。該游走混合的水下作業(yè)機器人六條腿的行走機構，參照附圖4、6、7，前腿1(1011)、前腿4(1014)、中腿2(1012)、中腿5(1015)和后腿3(1013)、后腿6(1016)共計六條腿的機械結(jié)構完全相同，均勻分列于機器人機體的兩側(cè)。三對腿分成兩組，身體左側(cè)的前腿1(1011)、后腿3(1013)及右側(cè)中腿5(1015)為一組，右側(cè)的前腿4(1014)、后腿6(1016)和左側(cè)的中腿2(1012)為二組，分別組成兩個三角形支架。參照附圖6，當一組三角形支架中所有腿同時提起，二組三角形的腿原地不動，支撐身體并以中腿為支點，然后二組所有腿同時提起，一組所有腿向下收回，將機器人向前推，同時重心落在一組三角形支架的三腿上，實現(xiàn)向前位移的效果。然后重復兩組間的動作，互相輪換達到行走效果，并且因為重心總在三角形支架內(nèi)部，可以隨時停止運動。腿部運動方式為完全旋轉(zhuǎn)，從而防止在運動時當前階段的足部殘留碰撞問題。通過控制六個刀鋒腿機構可在惡劣水底環(huán)境里完成步行，跑步，跳躍，攀爬等避障動作。

參照附圖9，六足步行機器人轉(zhuǎn)彎過程中一組腿作為支撐腿時為轉(zhuǎn)彎階段a。該階段一組腿作為支撐腿支撐六足步行機器人進行轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎角度為A1，此過程機器人機體平移軌跡為B1B2，旋轉(zhuǎn)角度為A1；同時，二組腿提起，為下一步轉(zhuǎn)彎中作為支撐腿作準備，當二組腿下落時落足點的前向跨步距離較大。六足步行機器人二組腿作為支撐腿時轉(zhuǎn)彎階段b。此階段二組腿作為支撐腿支撐六足步行機器人進行轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎角度為A2，此過程中機器人機體平移軌跡為B3B4，旋轉(zhuǎn)角度為A2；同時，一組腿提起，為下一步轉(zhuǎn)彎中作為支撐腿作準備，當一組腿下落時落足點的前向跨步距離較小。六足步行機器人不斷循環(huán)進行a，b過程就可以完成六足步行機器人定半徑轉(zhuǎn)彎。

仿生刀鋒腿與履帶式行走裝置之間的切換，是通過帶制動器的驅(qū)動電機來實現(xiàn)的。在結(jié)構設計時，合理的設計了仿生刀鋒腿及驅(qū)動結(jié)構的安裝位置，使得仿生刀鋒腿以三角形支架結(jié)構形式交替前進時，履帶不會接觸地面。需要采用履帶行走時，將刀鋒腿姿態(tài)調(diào)至向上位置，由于電機帶制動器，因此即使不上電，刀鋒退也保持收回的姿態(tài)。

參照附圖1，所述作業(yè)擴展模塊可以根據(jù)不同作業(yè)任務裝配不同設備，比如可以在聚丙烯框架的前端橫梁上安裝機械臂(11)。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。