一种仿生水母装置

1.本实用新型涉及仿生机械技术领域，尤其涉及一种仿生水母装置。


背景技术：

2.近年来，随着仿生机械的技术逐渐增加，越来越多的仿生机械产品出现在市场上，但是水下仿生机械样式单一，且技术难点较多，但是海洋面积大且未知。因此，设计出一款新型的水下仿生机械的必要性很大，现有水下仿生机械具有样品单一、功能单一等缺点，由此影响水下机器人行业市场。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种仿生水母装置，其目的在于解决现有水下仿生机械具有样品单一、功能单一等问题。为了让水下仿生机械不止具有一个外在形态和具有某一种单一功能，本实用新型设计一种仿生水母，采用水母的外形使得与现有仿生机械具有不同的结构形态，同时也利用控制系统，使该设计功能多样化，能够与外部设备进行交互。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种仿生水母装置，包括水母头壳、水母头底板、滚珠丝杆电机、滚珠丝杆、丝杆螺母、重物块、丝杆底盘、触手、支撑杆、上法兰盘、下法兰盘、线性轴承、旋转底盘电机、y型上连接杆、触手连接板、中间桶、中间桶底板、双输出头电机、曲柄、连杆、水母底板、轴承座、y型下连接杆，其特征在于：所述滚珠丝杆电机、轴承座安装在丝杆底盘上，触手设置在水母头壳上，旋转底盘电机设置在水母头底板下，支撑杆从上到下依次安装有上法兰盘、中间桶、下法兰盘和水母底板，y型上连接杆分别和上法兰盘、触手连接板连接，y型下连接板分别和下法兰盘、触手连接板连接，双输出头电机和曲柄安装在中间桶内部。
5.作为上述技术方案的进一步描述，上法兰盘和下法兰盘在支撑杆上移动。
6.作为上述技术方案的进一步描述，丝杆螺母带动重物块首先实现一根轴上的移动，再通过旋转底盘的旋转完成两根轴的移动。
7.作为上述技术方案的进一步描述，双输出头电机带动曲柄旋转，再通过连杆拉动上法兰盘和下法兰盘移动，最后完成触手的上下挥动。
8.作为上述技术方案的进一步描述，摄像头通过图传系统完成与外部设备的交互。
9.本实用新型具有以下优势：
10.1.本实用新型中，采用水母的外形结构作为机械装置的外形，结构新颖，利用水母结构和运动方式简单等特点，使得该仿生水母在水下结构具有简便、噪音小、阻力小等特点，从而使得该结构续航能力相对较长。
11.2.本实用新型中，该结构的运动动力由一个双输出头电机带动曲柄和连杆运动，从而使得触手上下挥动，结构简单且运动平稳，制作成本相对较低。同时搭配滚珠丝杆带动重物在水母壳内移动搭配底盘选择，调节整个装置的重心以此满足装置在水下转向的问题，整个装置以简单为主，减少装置在水下的阻力，目的为了增加装置在水下的使用时间。
12.3.本实用新型中，可以通过摄像头在水下实时拍摄，并通过图传系统反馈给外部设备，可用于水下拍摄或水下探测等作用，以实现整个装置的功能多样化。
13.附图说明：
14.图1为本实用新型提出的一种仿生水母装置的结构示意图；
15.图2为本实用新型提出的一种仿生水母装置的水母头壳内部结构；
16.图3为本实用新型提出的一种仿生水母装置的中间桶内部结构。
17.图中：1-水母头壳；2-水母头底板；3-滚珠丝杆电机；4-滚珠丝杆；5-丝杆螺母；6-重物块；7-丝杆底盘；8-触手；9-支撑杆；10-上法兰盘；11-下法兰盘；12-线性轴承；13-旋转底盘电机；14-y型上连接杆；15-触手连接板；16-中间桶；17-中间桶底板；18-双输出头电机；19-曲柄；20-连杆；21-水母底板；22-轴承座；23-y型下连接杆；24-摄像头。
18.具体实施方式：
19.参照图1，一种仿生水母装置，包括水母头壳1、水母头底板2、触手8、支撑杆9、上法兰盘10、下法兰盘11、线性轴承12、旋转底盘电机13、y型上连接杆14、触手连接板15、中间桶16、中间桶底板17、连杆20、水母底板21、轴承座22、y型下连接杆23，其特征在于：所述触手8设置在水母头壳1上，旋转底盘电机13设置在水母头底板2下，支撑杆9从上到下依次安装有上法兰盘10、中间桶16、下法兰盘11和水母底板21，y型上连接杆14分别和上法兰盘10、触手8连接板15连接，y型下连接板23分别和下法兰盘11、触手连接板15连接。
20.进一步的，整个头部结构如图2所示，内部有滚珠丝杆电机3、滚珠丝杆4、丝杆螺母5、重物块6、丝杆底盘7、轴承座22、摄像头24，其中滚珠丝杆电机3启动，带动滚珠丝杆4旋转，从而使得丝杆螺母5与滚珠丝杆4相对移动，产生一根轴方向上的移动，重物块6与丝杆螺母连接，相继产生移动，同时搭配旋转底盘电机13带动丝杆底盘7旋转，完成两根轴方向上的移动，最终通过此结构改变整体装置的重心，以此来改变装置的运动方向。
21.进一步的，整个中间桶的结果如图3所示，内部有双输出头电机18、曲柄19，其中动力源为双输出头电机18，采用一个电机使得整体运动更流畅平稳。
22.进一步的，摄像头24安装在水母头壳1内部，通过摄像头实时监控装置的环境，与此同时，图传系统会将摄像头24观察到的环境返还给外部设备，以此达到水下拍摄或者水下检测等功能。
23.工作原理：使用时，首先打开双输出头电机18，由此曲柄19转动，连杆20带动上法兰盘10和下法兰盘11通过线性轴承12在支撑杆9上做上下移动，且由于双输出头电机18两输出头夹角不为0
°
，使得上法兰盘10和下法兰盘11并没有做同步运动，由此达到了一个间歇推水的运动，上法兰盘10和下法兰盘11运动带动着连接在上面的y型上连接杆14和y型下连接板23上下摆动，同时内外收缩，由此通过触手连接板15带着触手上下挥动，达到一个内收外展的扑水运动，当装置遇到障碍物时，控制系统会通过控制滚珠丝杆电机3和旋转底盘电机13的开关，进而控制丝杆螺母5的运动位移和丝杆底盘7的旋转角度，从而控制重物块6的位置，最终达到通过重心调节控制装置的运动方向，在装置的运行过程中，摄像头24会一直记录周围环境，再通过图传系统返还给外部设备，达到视觉的效果。


技术特征：
1.一种仿生水母装置，包括水母头壳（1）、水母头底板（2）、滚珠丝杆电机（3）、滚珠丝杆（4）、丝杆螺母（5）、重物块（6）、丝杆底盘（7）、触手（8）、支撑杆（9）、上法兰盘（10）、下法兰盘（11）、线性轴承（12）、旋转底盘电机（13）、y型上连接杆（14）、触手连接板（15）、中间桶（16）、中间桶底板（17）、双输出头电机（18）、曲柄（19）、连杆（20）、水母底板（21）、轴承座（22）、y型下连接杆（23）、摄像头（24），其特征在于：所述滚珠丝杆电机（3）、轴承座（22）安装在丝杆底盘（7）上，触手（8）设置在水母头壳（1）上，旋转底盘电机（13）设置在水母头底板（2）下，支撑杆（9）从上到下依次安装有上法兰盘（10）、中间桶（16）、下法兰盘（11）和水母底板（21），y型上连接杆（14）分别和上法兰盘（10）、触手连接板（15）连接，y型下连接杆（23）分别和下法兰盘（11）、触手连接板（15）连接，双输出头电机（18）和曲柄（19）安装在中间桶（16）内部，摄像头（24）安装水母头壳（1）内部。2.根据权利要求1所述的一种仿生水母装置，其特征在于：所述上法兰盘（10）和下法兰盘（11）经线性轴承（12）安装在支撑杆（9）上通过双输出头电机（18）配合曲柄（19）和连杆（20）进行竖直方向移动。3.根据权利要求1所述的一种仿生水母装置，其特征在于：所述y型上连接杆（14）和y型下连接杆（23）通过转动副连接安装在上法兰盘（10）和下法兰盘（11）上，通过上法兰盘（10）和下法兰盘（11）的竖直方向的移动从而带动触手连接板（15）运动，然后触手（8）摆动。4.根据权利要求1所述的一种仿生水母装置，其特征在于：所述重物块（6）与丝杆螺母（5）连接，通过滚珠丝杆电机（3）启动，与滚珠丝杆（4）产生相对运动进而左右移动。5.根据权利要求1所述的一种仿生水母装置，其特征在于：所述丝杆底盘（7）由旋转底盘电机（13）带动旋转，从而使得滚珠丝杆（4）、丝杆螺母（5）、重物块（6）共同旋转。

技术总结
本实用新型涉及仿生机械邻域，尤其涉及一种仿生水母装置，包括仿生水母整体、滚珠丝杆转向机构、水母桶运动机构，本实用新型中，滚珠丝杆转向机构设置在水母头部结构内部，采用滚珠丝杆带动重物块移动的方式改变整体重心完成转向，同时水母桶运动机构设置在支撑杆的中间，采用一个双输出头电机作为动力源提供装置的动力。该装置在水母头部结构中还设置了摄像头，用以观察装置在水中运行时的环境，增加装置的功能多样性。置的功能多样性。置的功能多样性。


技术研发人员：胡波 邹婷 龙方 徐维威 罗仁杰 黄海文
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/6/2