一种喷气式水蛇机器人的喷气模块

摘要

本发明公开了一种喷气式水蛇机器人的喷气模块，包括用于与机器人结合的机身结合底座和设置在机身结合底座上的喷嘴，所述喷嘴为侧面直喷喷嘴或侧面45°偏执喷嘴；所述喷嘴包括用于连接气管的接口气道、与接口气道连通的直喷气道以及与直喷气道连通的扩张气道。本发明结构简单，通过简单的更换喷气模块以及快速插拔改变喷口的位置来调整喷口布局，以便快速地调整喷气口布局来满足实验要求。

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种喷气式水蛇机器人的喷气模块。

背景技术

蛇形机器人以其优异的适应能力，在连续操作、复杂环境监测探测等众多领域具有广阔的应用前景。水下蛇形机器人尤其适用于以空间节约、节能、轻质、灵活、环保为特殊要求的水下探测作业。现有的水蛇设计一般是通过电动或者气动元件驱动以实现水下蛇形机器人的水下运动。

公开号为CN112518726A的专利说明书公开了一种多模块柔性水蛇机器人，包括柔性躯干、柔性关节及柔性摆蛇尾，其中柔性躯干及柔性关节均为多个，相邻两所述柔性躯干之间通过柔性关节连接，位于最后的柔性躯干与所述柔性摆动蛇尾相连；所述柔性躯干为介电弹性体，包括丁腈橡胶及弹簧，该丁腈橡胶的两端分别通过所述柔性关节与相邻柔性躯干连接，所述弹簧容置于丁腈橡胶内；所述丁腈橡胶通电产生弯曲变形，断电后的丁腈橡胶通过所述弹簧恢复原状，各所述柔性躯干通电弯曲变形产生的摆动最终传递至所述柔性摆动蛇尾而拍击水，通过水的反作用力推动柔性水蛇机器人在水下游动。

公告号为CN207432237U的专利说明书公开了一种蛇形机器人，包括安装基座，以及连接于所述安装基座上的、串接在一起的多个蛇形机器人关节模块，相邻所述蛇形机器人关节模块间的所述壳体连接部与所述连接块连接部相连，并在最外端的所述蛇形机器人关节模块的所述关节连接块上连接有执行模块；还包括固定于所述安装基座上的、与各所述蛇形机器人关节模块相联接的中央控制模块。

在研究喷气式水蛇机器人的喷气口布局时，对不同布局的水蛇机器人进行实验以及微调喷气口位置需要制作新的结构。该过程将会较多的时间浪费和材料消耗。由于当前机器人的喷气口布局方式仍在实验阶段尚未确定，故需要设计一种结构简单可快速拆装的结构来满足快速测试不同喷气口布局的要求。

考虑到喷气口可能需要布置在机器人周身的所有方向和轴向不同位置上，并且需要在同个位置先后设置不同方向的喷气口，故需要至少两种类型的模块化喷气口来满足实验测试的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷气式水蛇机器人的喷气模块，结构简单，通过简单的更换喷气模块以及快速插拔改变喷口的位置来调整喷口布局，以便快速地调整喷气口布局来满足实验要求。

一种喷气式水蛇机器人的喷气模块，包括用于与机器人结合的机身结合底座和设置在机身结合底座上的喷嘴，所述喷嘴为侧面直喷喷嘴或侧面45°偏执喷嘴；

所述喷嘴包括用于连接气管的接口气道、与接口气道连通的直喷气道以及与直喷气道连通的扩张气道。

本方案中，通过直喷喷嘴的喷气模块与45°偏执喷嘴的喷气模块进行组合，可以满足水蛇机器人不同喷气口布局测试的要求。

同时，喷嘴内通过直喷气道过渡到扩张气道，可以使气流在增大过程中得到缓冲。

作为优选，所述接口气道内设置有对待接气管进行限位的凸台，用以确保气管接入到合适的位置，接口气道的接口内径略小于气管外径，从而可以保证气管有效地卡入接口内，同时气管的内径等于直喷气道的直径，保证气流能顺利通过。

作为优选，所述喷嘴的轮廓采用流线型设计。

作为优选，所述喷嘴与机身结合底座之间平滑过渡连接，所述机身结合底座的侧壁平滑过渡。

流线型设计及平滑过渡设计，降低了喷气模块在水中运动时的阻力。

作为优选，所述机身结合底座的底部设置有用于与机器人配合固定的卡销。

作为优选，所述卡销包括设置于机身结合底座底部对角位置的两个，对应机器人周向上分布的两个对角预留轴孔位置。

作为优选，所述卡销为轴型结构，且远离机身结合底座的端部设置有十字切槽，在卡入过程中卡销发生弹性形变卡入轴孔内，在完全进入轴孔后恢复形变。

作为优选，所述卡销设置有十字切槽的端部的直径大于另一端部的直径，且卡销设置有十字切槽的端部上设置有凸台，保证喷气模块紧密结合不脱出。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，通过简单的更换喷气模块以及快速插拔改变喷口的位置来调整喷口布局，以便快速地调整喷气口布局来满足实验要求。

附图说明

图1为带有直喷喷嘴喷气模块的结构示意图；

图2为图1的主视剖视图；

图3为带有45°偏执喷嘴喷气模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种喷气式水蛇机器人的喷气模块，包括用于与机器人结合的机身结合底座1和设置在机身结合底座上1的喷嘴2，为了水蛇机器人不同喷气口布局测试的要求，喷嘴2为侧面直喷喷嘴或侧面45°偏执喷嘴，通过组合使用这两种类型喷嘴，可以满足上述要求。

喷嘴2内具体设置有用于连接气管的接口气道21、与接口气道21连通的直喷气道22以及与直喷气道22连通的扩张气道23，其中，扩张气道23的直径大于直喷气道22的直径，接口气道21的接口内径略小于气管外径，从而可以保证气管有效地卡入接口内，同时气管的内径等于直喷气道22的直径，保证气流能顺利通过。

本实施例中，接口气道21内设置有对待接气管进行限位的凸台211，用以确保气管接入到合适的位置。

为了降低了喷气模块在水中运动时的阻力，本实施例中，喷嘴2的轮廓采用流线型设计，同时，喷嘴2与机身结合底座1之间平滑过渡连接，机身结合底座1的侧壁平滑过渡。

为了方便喷气模块的拆装，本实施例中，机身结合底座1底部对角位置设置两个卡销3，两个卡销3对应机器人周向上分布的两个对角预留轴孔位置。

卡销3具体为轴型结构，且远离机身结合底座1的端部设置有十字切槽31，在卡入过程中卡销3发生弹性形变卡入轴孔内，在完全进入轴孔后恢复形变。

为了保证喷气模块紧密结合不脱出，本实施例中，卡销3设置有十字切槽31的端部的直径大于另一端部的直径，且卡销3设置有十字切槽31的端部上设置有凸台32。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。