本技術(shù)涉及水下機器人，具體而言，尤其涉及一種變徑式蛇形水下機器人。

背景技術(shù)：

1、蛇形水下機器人為水下機器人與蛇形機器人的結(jié)合。與水下機器人相比，蛇形水下機器人能夠?qū)崿F(xiàn)水下多姿態(tài)調(diào)整，進而能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的水下環(huán)境，具有更廣闊的應(yīng)用前景，可以執(zhí)行如水下搜救、軍事偵察、海洋礦藏調(diào)查、輸油管道檢查、鉆井平臺水下結(jié)構(gòu)檢修和江河水庫大壩檢查等任務(wù)。

2、現(xiàn)有的蛇形水下機器人的徑向尺寸通常是固定的，這在實際應(yīng)用中存在明顯的局限性。例如，在水下管道檢查任務(wù)中，若徑向尺寸過大，機器人無法進入狹窄的管道內(nèi)部，導致無法完成檢查任務(wù)；而在水下復(fù)雜地形的探測中，若徑向尺寸過小，機器人在水流稍強的環(huán)境中容易失去穩(wěn)定性，甚至被水流沖走，嚴重影響任務(wù)的執(zhí)行效果。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)中蛇形水下機器人徑向尺寸固定的問題亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種變徑式蛇形水下機器人。

2、本實用新型采用的技術(shù)手段如下：

3、一種變徑式蛇形水下機器人，包括變徑式蛇身機構(gòu)、蛇頭機構(gòu)和蛇尾機構(gòu)；所述變徑式蛇身機構(gòu)包括若干個變徑式蛇身單元，所述若干個變徑式蛇身單元串聯(lián)連接，所述變徑式蛇身單元包括變徑式支撐組件和若干個推進組件，所述變徑式支撐組件包括主支撐柱和若干個分支撐柱，所述若干個分支撐柱沿主支撐柱的周向方向均勻分布且環(huán)繞在主支撐柱外，所述分支撐柱可沿主支撐柱的徑向方向移動，所述若干個推進組件一一對應(yīng)地固定安裝在若干個分支撐柱上；所述蛇頭機構(gòu)可轉(zhuǎn)動地安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的首端上；所述蛇尾機構(gòu)可轉(zhuǎn)動地安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的尾端上。

4、進一步的，所述變徑式支撐組件還包括導向子組件；所述導向子組件包括導向盤、若干個滑槽和若干個滑塊，所述若干個滑槽沿導向盤的周向方向均勻分布且開設(shè)在導向盤上，所述滑槽的長度方向與導向盤的徑向方向一致，所述若干個滑塊一一對應(yīng)地滑動安裝在若干個滑槽內(nèi)，所述滑塊可沿滑槽的長度方向移動；所述導向盤同軸固定安裝在主支撐柱上，所述若干個滑塊一一對應(yīng)地固定安裝在若干個分支撐柱上。

5、進一步的，所述變徑式支撐組件還包括驅(qū)動子組件；所述驅(qū)動子組件包括旋轉(zhuǎn)環(huán)、驅(qū)動電機、第一齒輪、第二齒輪和若干個連桿，所述驅(qū)動電機的機殼固定安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，所述第一齒輪同軸固定安裝在驅(qū)動電機的輸出軸上，所述第二齒輪與第一齒輪嚙合，所述連桿的兩端分別為第一連接端和第二連接端，所述若干個連桿的第一連接端沿旋轉(zhuǎn)環(huán)的周向方向均勻分布且可轉(zhuǎn)動地安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上；所述旋轉(zhuǎn)環(huán)同軸套設(shè)在主支撐柱外且可繞其軸線相對于主支撐柱進行旋轉(zhuǎn)，所述第二齒輪同軸固定安裝在主支撐柱上，所述若干個連桿的第二連接端一一對應(yīng)且可轉(zhuǎn)動地安裝在若干個分支撐柱上。

6、進一步的，所述變徑式蛇身機構(gòu)還包括若干個鉸接單元；所述鉸接單元包括第一鉸接件和第二鉸接件，所述第一鉸接件和第二鉸接件相互鉸接；任意相鄰的兩個變徑式蛇身單元通過鉸接單元連接在一起，所述第一鉸接件和第二鉸接件分別固定安裝在相鄰的兩個變徑式蛇身單元上。

7、進一步的，所述蛇頭機構(gòu)通過第一旋轉(zhuǎn)單元可轉(zhuǎn)動地安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的首端上，所述蛇尾機構(gòu)通過第二旋轉(zhuǎn)單元可轉(zhuǎn)動地安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的尾端上；所述第一旋轉(zhuǎn)單元包括第一旋轉(zhuǎn)電機、第一旋轉(zhuǎn)件和第二旋轉(zhuǎn)件，所述第一旋轉(zhuǎn)件固定安裝在第一旋轉(zhuǎn)電機的機殼上，所述第二旋轉(zhuǎn)件固定安裝在第一旋轉(zhuǎn)電機的輸出軸上；所述第二旋轉(zhuǎn)單元包括第二旋轉(zhuǎn)電機、第三旋轉(zhuǎn)件和第四旋轉(zhuǎn)件，所述第三旋轉(zhuǎn)件固定安裝在第二旋轉(zhuǎn)電機的機殼上，所述第四旋轉(zhuǎn)件固定安裝在第二旋轉(zhuǎn)電機的輸出軸上；所述第一旋轉(zhuǎn)件固定安裝在蛇頭機構(gòu)上，所述第二旋轉(zhuǎn)件固定安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的首端上，所述第三旋轉(zhuǎn)件固定安裝在蛇尾機構(gòu)上，所述第四旋轉(zhuǎn)件固定安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的尾端上。

8、進一步的，所述變徑式蛇身單元還包括觸覺組件；所述觸覺組件包括若干個觸覺傳感器；所述若干個觸覺傳感器一一對應(yīng)地固定安裝在若干個推進組件上遠離主支撐柱的一側(cè)上。

9、進一步的，所述蛇頭機構(gòu)包括蛇頭本體、照明組件、掃描組件、攝像組件和錄音組件；所述照明組件、掃描組件、攝像組件和錄音組件均固定安裝在蛇頭本體的前端上。

10、進一步的，所述蛇尾機構(gòu)包括蛇尾本體和若干個尾翼；所述若干個尾翼沿蛇尾本體的周向方向均勻分布且固定安裝在蛇尾本體上。

11、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

12、1、本實用新型中，當變徑式蛇身單元中全部的分支撐柱均朝遠離主支撐柱的方向移動時，變徑式蛇身單元的徑向尺寸增大，當變徑式蛇身機構(gòu)中全部的變徑式蛇身單元的徑向尺寸均增大時，變徑式蛇身機構(gòu)的徑向尺寸增大，本實用新型提供的一種變徑式蛇形水下機器人的穩(wěn)定性得以提升，降低其受到的水流的影響；除此以外，當變徑式蛇身單元中全部的分支撐柱均朝靠近主支撐柱的方向移動時，變徑式蛇身單元的徑向尺寸減小，當變徑式蛇身機構(gòu)中全部的變徑式蛇身單元的徑向尺寸均減小時，變徑式蛇身機構(gòu)的徑向尺寸減小，本實用新型提供的一種變徑式蛇形水下機器人的靈活性得以提升，使其能夠穿過狹窄的縫隙。

13、2、本實用新型中，分支撐柱上的滑塊滑動安裝在導向盤上對應(yīng)的滑槽內(nèi)且可沿其長度方向移動，由于滑槽的長度方向與導向盤的徑向方向一致，當分支撐柱沿滑槽的長度方向移動時，即是沿導向盤的徑向方向移動，由于導向盤同軸固定安裝在主支撐柱上，當分支撐柱沿導向盤的徑向方向移動時，即是沿主支撐柱的徑向方向移動，本實用新型中的導向子組件起到了對分支撐柱進行導向的作用；除此以外，本實用新型中的導向子組件還起到了限制分支撐柱的移動距離的作用。

14、3、本實用新型中，第一齒輪可在驅(qū)動電機的輸出軸的帶動下繞其軸線旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機的機殼上的旋轉(zhuǎn)環(huán)同軸套設(shè)在主支撐柱外且可繞其軸線相對于主支撐柱進行旋轉(zhuǎn)，由于第一齒輪與主支撐柱上的第二齒輪嚙合，當?shù)谝积X輪在驅(qū)動電機的輸出軸的帶動下繞其軸線旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)環(huán)繞主支撐柱的軸線相對于主支撐柱進行旋轉(zhuǎn)，連桿的第一連接端在旋轉(zhuǎn)環(huán)的帶動下繞主支撐柱的軸線相對于主支撐柱進行旋轉(zhuǎn)，連桿的第二連接端帶動對應(yīng)的分支撐柱沿主支撐柱的徑向方向移動，本實用新型中的驅(qū)動子組件為分支撐柱的移動提供了動力。

15、4、本實用新型中，任意相鄰的兩個變徑式蛇身單元通過相互鉸接的第一鉸接件和第二鉸接件連接在一起，本實用新型中的若干個鉸接單元使變徑式蛇身機構(gòu)能夠進行彎曲。

16、5、本實用新型中，由于第一旋轉(zhuǎn)件固定安裝在蛇頭機構(gòu)上，第二旋轉(zhuǎn)件固定安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的首端上，當?shù)诙D(zhuǎn)件在第一旋轉(zhuǎn)電機的輸出軸的帶動下繞其軸線相對于第一旋轉(zhuǎn)件進行旋轉(zhuǎn)時，蛇頭機構(gòu)相對于變徑式蛇身機構(gòu)的首端進行旋轉(zhuǎn)；由于第三旋轉(zhuǎn)件固定安裝在蛇尾機構(gòu)上，第四旋轉(zhuǎn)件固定安裝在變徑式蛇身機構(gòu)的尾端上，當?shù)谒男D(zhuǎn)件在第二旋轉(zhuǎn)電機的輸出軸的帶動下繞其軸線相對于第三旋轉(zhuǎn)件進行旋轉(zhuǎn)時，蛇尾機構(gòu)相對于變徑式蛇身機構(gòu)的尾端進行旋轉(zhuǎn)；本實用新型中的第一旋轉(zhuǎn)單元和第二旋轉(zhuǎn)單元能夠分別控制蛇頭機構(gòu)和蛇尾機構(gòu)相對于變徑式蛇身機構(gòu)進行旋轉(zhuǎn)。

17、6、本實用新型中，通過在推進組件上遠離主支撐柱的一側(cè)上固定安裝觸覺傳感器，本實用新型提供的一種變徑式蛇形水下機器人能夠感知外界環(huán)境中的物體的形狀、質(zhì)地和硬度等信息。

18、7、本實用新型中，通過在蛇頭本體的前端上固定安裝照明組件、掃描組件、攝像組件和錄音組件，本實用新型提供的一種變徑式蛇形水下機器人能夠?qū)ν饨绛h(huán)境進行照明、掃描、攝像和錄音，并可結(jié)合視覺與聲吶數(shù)據(jù)，補充多模態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)融合方案或者采用優(yōu)先級策略處理不同傳感器的信息。

19、8、本實用新型中，通過在蛇尾本體上固定安裝若干個尾翼，本實用新型提供的一種變徑式蛇形水下機器人的穩(wěn)定性得以進一步提升。