申请/专利权人：清华大学

申请日：2022-08-01

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN115107960B

主分类号：B63C11/52

分类号：B63C11/52;B63G8/14;B63G8/18;B63H1/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2022.10.18#实质审查的生效;2022.09.27#公开

摘要：本发明公开了一种仿生机器企鹅，具有企鹅仿生学特性，包括身体、两个鳍肢和尾翼。所述身体内部设有封闭空腔，所述封闭空腔中设有重心调节机构、电子器件模块，所述重心调节机构用于改变所述仿生机器企鹅的重心位置，使所述仿生机器企鹅做俯仰运动；两个所述鳍肢对称地设置在所述身体的左右两侧，两个所述鳍肢具有双自由度，使所述仿生机器企鹅能做前进、转弯和后退运动；所述尾翼与所述身体相连，所述尾翼能在所述身体的对称面内转动，以辅助所述仿生机器企鹅向前推进；所述电子器件模块用于分别控制所述重心调节机构、两个所述鳍肢以及所述尾翼的运行。本发明的仿生机器企鹅能够模拟真实企鹅稳定灵活高效地游动，应用前景广。

主权项：1.一种仿生机器企鹅，其特征在于，具有企鹅仿生学特性，包括：身体，所述身体内部设有封闭空腔，所述封闭空腔中设有重心调节机构、电子器件模块，所述重心调节机构用于改变所述仿生机器企鹅的重心位置，使所述仿生机器企鹅做俯仰运动；两个鳍肢，两个所述鳍肢对称地设置在所述身体的左右两侧，两个所述鳍肢具有双自由度，使所述仿生机器企鹅能做前进、转弯和后退运动；尾翼，所述尾翼与所述身体相连，所述尾翼能在所述身体的对称面内转动，以辅助所述仿生机器企鹅向前推进；所述电子器件模块用于分别控制所述重心调节机构、两个所述鳍肢以及所述尾翼的运行；所述身体包括从前向后依次密封相连的头部、胸部、腹部和尾部，且所述胸部的前端和所述腹部的后端均封闭，使得所述胸部的内部和所述腹部的内部共同形成所述封闭空腔；每个所述鳍肢包括内侧舵机机构、外侧舵机机构和鳍肢翼面；所述内侧舵机机构安装在所述胸部处，所述内侧舵机机构用于带动所述外侧舵机机构在所述身体的竖直对称面内转动；所述外侧舵机机构驱动所述鳍肢翼面拍动；所述内侧舵机机构包括内盘、内侧舵机和轴承，所述内盘固定在所述胸部上，所述内侧舵机安装在所述内盘上，所述内侧舵机的转盘安装于所述轴承上；所述外侧舵机机构包括外盘、外侧舵机固定架、外侧舵机和外侧舵机连接架，所述外盘位于所述内盘的外侧并安装于所述胸部上，所述轴承设置在所述外盘上，所述外侧舵机固定架与所述轴承固定，所述外侧舵机固定在所述固定架上，所述外侧舵机的转盘与所述外侧舵机连接架固定，所述外侧舵机连接架与所述鳍肢翼面固定；两个所述鳍肢通过不同动作及不同相位差的运动，实现所述仿生机器企鹅的前进、后退、转弯和俯仰动作；对所述仿生机器企鹅的控制采用离散控制方法；所述鳍肢翼面的每个摆动周期内，所述外侧舵机通过1°次不断改变其写入角度，通过改变每写入1°后的延长时间改变运动周期，调节运动频率；当拍动频率较小时，所述仿生机器企鹅的游速随着频率的增加而增加，当拍动频率过高时，所述外侧舵机达不到指定摆角，不能提供足够动力；所述仿生机器企鹅在转弯时两侧所述鳍肢为差动运动，所述仿生机器企鹅的两个所述鳍肢共有四个自由度，可通过控制两个所述鳍肢实现反向差动运动，进而获得旋转力矩，转弯半径趋近于0，实现原地转弯；当所述仿生机器企鹅两侧所述鳍肢相位差为0时，即可实现前进；后退运动模式中，所述鳍肢相对前进模式反转，所述鳍肢向前拍水以获得向后的推进力，所述尾翼停止运动，从而实现后退。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 仿生机器企鹅

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