本發(fā)明涉及足式機(jī)器人，尤其涉及一種可水陸兩棲作業(yè)的人形機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、水下機(jī)器人是一種集海底搜索、調(diào)查、識(shí)別和打撈作業(yè)于一體的工具。目前，應(yīng)用于水下的機(jī)器人大多為多足機(jī)器人(以六足機(jī)器人居多)，多足機(jī)器人憑借著極強(qiáng)的地形適應(yīng)能力和抗擾動(dòng)能力，在海底及近邊壁狹窄空間作業(yè)任務(wù)中表現(xiàn)出色。相較于多足機(jī)器人，人形機(jī)器人憑借著軀干加四肢的卓越配置，可以依靠腿部移動(dòng)時(shí)，上半身同時(shí)執(zhí)行其他動(dòng)作，完成更為復(fù)雜的水下作業(yè)，并適用于水陸兩棲不同的復(fù)雜場景。但是，人形機(jī)器人如何能適應(yīng)水下大擾動(dòng)以及在復(fù)雜地形下完成快捷的移動(dòng)，成為限制人形機(jī)器人在水下作業(yè)的重要因素，畢竟隨著水深的不斷增加，其水壓與流速也呈幾何式增長，不可控的因素也遠(yuǎn)比陸地上的多，因此，人形機(jī)器人如何能更好的適應(yīng)水下環(huán)境，并在水下順暢作業(yè)，仍是該行業(yè)所面臨的瓶頸問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種可水陸兩棲作業(yè)的人形機(jī)器人，它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊且合理，上半身通過視覺、聽覺進(jìn)行信息的收集，并通過控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行命令，進(jìn)行相關(guān)作業(yè)的處理任務(wù)，浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以控制機(jī)器人在水下的浮沉，而矢量推進(jìn)器則可以控制機(jī)器人在水下游動(dòng)，方便機(jī)器人快速進(jìn)入工作位置；下半身則采用五自由度的驅(qū)動(dòng)方式，有效解決了人形機(jī)器人在水下便捷移動(dòng)的問題，可以使人形機(jī)器人在水下任意調(diào)整角度，以便于其上半身執(zhí)行命令，同時(shí)，機(jī)器人可適用于水陸兩棲的工作場景，提高其通用性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種可水陸兩棲作業(yè)的人形機(jī)器人，包括上半身結(jié)構(gòu)與下半身結(jié)構(gòu)，上半身結(jié)構(gòu)通過腰部組件與下半身結(jié)構(gòu)相連，所述上半身結(jié)構(gòu)包括與腰部組件相連的胸部組件，在胸部組件左右兩側(cè)分別設(shè)有手臂組件，各個(gè)手臂組件均通過肩部組件與胸部組件相連，在各個(gè)手臂組件前端均設(shè)有手部組件，在胸部組件上方設(shè)有頭部組件，頭部組件通過頸部組件與胸部組件相連，在胸部組件后側(cè)設(shè)有浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述下半身組件包括分別對稱設(shè)置在腰部組件底部左右兩側(cè)的髖部組件，在兩個(gè)髖部組件上均設(shè)有大腿組件，在兩個(gè)大腿組件上均設(shè)有與之配合的小腿組件，在兩個(gè)小腿組件上均設(shè)有足部組件；

4、所述腰部組件包括梯形框體，在梯形框體的頂板中央設(shè)有連接座，在梯形框體前后兩側(cè)側(cè)壁中部對稱設(shè)有卡孔，在卡孔內(nèi)固定卡接腰部密封艙，在梯形框體的底板左右兩側(cè)分別對稱設(shè)有腰部電機(jī)，兩個(gè)腰部電機(jī)分別固連在梯形框體的底板上；

5、所述胸部組件包括設(shè)置在連接座上的胸部框架，所述胸部框架包括胸部前蓋、胸部后蓋、胸部左蓋、胸部右蓋、胸部上蓋與胸部底座，在胸部框架內(nèi)固定卡設(shè)胸部密封艙，在胸部密封艙內(nèi)設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，在胸部左蓋與胸部右蓋外側(cè)均設(shè)有若干個(gè)矢量推進(jìn)器；

6、所述肩部組件包括設(shè)置在胸部框架頂部一側(cè)的肩部電機(jī)支架，在肩部電機(jī)支架外側(cè)固連肩部電機(jī)基座，一肩部電機(jī)通過肩部電機(jī)固定端與肩部電機(jī)基座相連；

7、所述手臂組件包括與肩部電機(jī)輸出軸相連的手臂支架，所述手臂支架包括兩塊平行設(shè)置的手臂固定板，兩個(gè)手臂固定板分別通過設(shè)置在其前后兩側(cè)的手臂連接板相連，其頂端則通過手臂弧形板相連，在手臂支架下方設(shè)有前臂，前臂的內(nèi)端通過設(shè)置在其端部左右兩側(cè)的手臂卡軸活動(dòng)卡接在手臂支架的底部，在其中一個(gè)手臂固定板外側(cè)底部設(shè)有手臂舵機(jī)，手臂舵機(jī)的輸出軸活動(dòng)穿過該側(cè)手臂固定板與手臂卡軸相連；

8、所述手部組件包括設(shè)置在前臂端部的手部支管，在手部支管外端設(shè)有手部外殼，在手部外殼上設(shè)有手部底板，在手部外殼內(nèi)固設(shè)手部舵機(jī)，手部舵機(jī)的輸出軸依次向外活動(dòng)穿出手部外殼與手部底板與手部絲杠相連，在手部底板外側(cè)設(shè)有與手部絲杠螺紋相連的手部滑動(dòng)板，在手部底板外側(cè)壁沿其圓周方向均勻設(shè)有若干個(gè)外鉸接座，在各個(gè)外鉸接座上均活動(dòng)鉸接指爪，在對應(yīng)各個(gè)外鉸接座位置的手部滑動(dòng)板外側(cè)壁上均設(shè)有內(nèi)鉸接座，指爪的內(nèi)端分別與相應(yīng)一側(cè)的內(nèi)鉸接座活動(dòng)鉸接；

9、所述頸部組件包括設(shè)置在胸部上蓋表面中央的頸部下托盤，在頸部下托盤中央設(shè)有頸部滾珠軸承，一頸部轉(zhuǎn)軸的下端向下穿過頸部滾珠軸承與設(shè)置在胸部上蓋下方的頸部下舵機(jī)輸出軸相連，其上端則通過頸部上托盤與頸部上舵機(jī)外殼相連，在頸部上舵機(jī)外殼內(nèi)設(shè)有頸部上舵機(jī)，頸部上舵機(jī)的輸出軸水平穿出頸部上舵機(jī)外殼與頸部固定板相連；

10、所述頭部組件包括頭部框架，所述頭部框架包括頭部前蓋、頭部后蓋、頭部左蓋、頭部右蓋、頭部上蓋與頭部底座，在頭部底座上設(shè)有觀測外部的雙目防水相機(jī)，在頭部上蓋上設(shè)有避障聲納，在頭部底座底部設(shè)有頭部翻轉(zhuǎn)框，所述頸部舵機(jī)外殼活動(dòng)卡接在頭部翻轉(zhuǎn)框內(nèi)，頸部舵機(jī)的輸出軸水平穿出頭部翻轉(zhuǎn)框，并通過頸部固定板與頭部翻轉(zhuǎn)框相連；

11、所述髖部組件包括與腰部電機(jī)輸出端相連的水平轉(zhuǎn)動(dòng)板，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)板前后兩側(cè)分別對稱設(shè)有與之相連的髖部夾板，在兩個(gè)髖部夾板之間設(shè)有髖部翻轉(zhuǎn)架，在后側(cè)的髖部夾板上設(shè)有髖部電機(jī)，髖部電機(jī)的輸出端穿過該側(cè)髖部夾板固連在髖部翻轉(zhuǎn)架上，在髖部翻轉(zhuǎn)架前側(cè)設(shè)有活動(dòng)卡接在前側(cè)髖部夾板上的髖部卡軸；

12、所述大腿組件包括固連在髖部翻轉(zhuǎn)架上的大腿電機(jī)，大腿電機(jī)的輸出端與豎直設(shè)置在髖部組件外側(cè)的大腿支架相連，所述大腿支架包括兩塊平行設(shè)置的大腿固定板，兩個(gè)大腿固定板的上部則通過弧形連接板相連，其下部則通過大腿固定軸相連；

13、所述小腿組件包括設(shè)置在大腿支架上部外壁上的小腿電機(jī)，小腿電機(jī)的輸出端穿過外側(cè)的大腿固定板與設(shè)置在大腿支架內(nèi)的驅(qū)動(dòng)齒輪相連，一小腿支架活動(dòng)鉸接在大腿支架的大腿固定軸上，所述小腿支架包括兩塊平行設(shè)置的小腿固定板，兩個(gè)小腿固定板的上部活動(dòng)鉸接在大腿固定軸上，其中部則通過小腿連接板相連，其下部則通過小腿固定軸相連，在兩個(gè)小腿固定板之間的大腿固定軸上活動(dòng)套設(shè)傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪的左右兩側(cè)分別與相應(yīng)一側(cè)的小腿固定板相連，一傳動(dòng)帶繞設(shè)在驅(qū)動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒輪上；

14、所述足部組件包括足部底板，在足部底板表面設(shè)有活動(dòng)鉸接在小腿固定軸上的足部支撐板，在小腿支架中部設(shè)有足部電機(jī)，足部電機(jī)的輸出端與驅(qū)動(dòng)桿相連，在朝向驅(qū)動(dòng)桿一側(cè)的足部支撐板側(cè)壁上設(shè)有足部支撐柱，一聯(lián)動(dòng)桿的上端活動(dòng)鉸接在驅(qū)動(dòng)桿的外端，其下端則活動(dòng)鉸接在足部支撐柱上。

15、可選地，所述浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在腰部組件后側(cè)的油囊，油囊通過設(shè)置在梯形框體頂板左右兩側(cè)的支撐架與腰部組件相連，在胸部組件后側(cè)壁上設(shè)有套筒，一密封筒底座密封連接在套筒外端端部，在套筒內(nèi)的密封筒底座上設(shè)有浮力舵機(jī)，浮力舵機(jī)的輸出軸穿出密封筒底座與調(diào)節(jié)絲杠相連，在密封筒底座外側(cè)壁邊緣分別設(shè)有若干個(gè)卡接座，在密封筒底座外側(cè)設(shè)有密封筒，密封筒的開口端抵接在密封筒底座外側(cè)壁上，在密封筒上設(shè)有鎖緊卡箍，在對應(yīng)各個(gè)卡接座位置的鎖緊卡箍上分別設(shè)有與之相配合的卡頭，在密封筒內(nèi)設(shè)有與調(diào)節(jié)絲杠螺紋相連的活塞盤，一輸油管的一端連通設(shè)置在密封筒的外端端部，另一端則與油囊連通設(shè)置。

16、可選地，所述控制機(jī)構(gòu)包括對稱設(shè)置在胸部密封艙內(nèi)左右兩側(cè)的支架固定板，在兩個(gè)支架固定板之間自上而下依次水平間隔設(shè)有三層支架隔板，在下層的支架隔板上設(shè)有工控主板，在中層的支架隔板上分別設(shè)有光線慣導(dǎo)、變壓器與繼電器，在上層的支架隔板上分別設(shè)有擴(kuò)展口與路由器。

17、可選地，在對應(yīng)髖部卡軸一側(cè)的髖部夾板上設(shè)有活動(dòng)套接在髖部卡軸上的髖部軸承。

18、可選地，在大腿電機(jī)左右兩側(cè)分別設(shè)有卡接在髖部翻轉(zhuǎn)架內(nèi)的限位圓板。

19、可選地，所述連接座包括連接套筒，連接套筒連通設(shè)置在梯形框體的頂板上，在連接套筒上設(shè)有法蘭盤。

20、可選地，在兩個(gè)大腿固定板之間設(shè)有漲緊柱，在對應(yīng)漲緊柱位置的兩個(gè)大腿固定板上分別沿水平方向設(shè)有滑槽，漲緊柱的兩個(gè)軸端分別活動(dòng)卡接在對應(yīng)一側(cè)的滑槽內(nèi)，傳動(dòng)帶繞設(shè)在漲緊柱上。

21、可選地，在腰部電機(jī)、髖部電機(jī)、大腿電機(jī)、小腿電機(jī)及足部電機(jī)上均設(shè)有密封機(jī)構(gòu)，所述密封機(jī)構(gòu)套接在腰部電機(jī)、髖部電機(jī)、大腿電機(jī)、小腿電機(jī)或足部電機(jī)外側(cè)的密封套筒，在密封套筒的一端設(shè)有外端蓋，在外端蓋上設(shè)有穿線螺絲，在密封套筒的另一端設(shè)有內(nèi)端蓋，腰部電機(jī)、髖部電機(jī)、大腿電機(jī)、小腿電機(jī)或足部電機(jī)的輸出端活動(dòng)穿出內(nèi)端蓋與連接法蘭相連。

22、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，所具有的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊且合理，上半身通過視覺、聽覺進(jìn)行信息的收集，并通過控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行命令，進(jìn)行相關(guān)作業(yè)的處理任務(wù)，浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以控制機(jī)器人在水下的浮沉，而矢量推進(jìn)器則可以控制機(jī)器人在水下游動(dòng)，方便機(jī)器人快速進(jìn)入工作位置；下半身則采用五自由度的驅(qū)動(dòng)方式，有效解決了人形機(jī)器人在水下便捷移動(dòng)的問題，可以使人形機(jī)器人在水下任意調(diào)整角度，以便于其上半身執(zhí)行命令，同時(shí)，機(jī)器人可適用于水陸兩棲的工作場景，提高其通用性。