CN105947125B - 一种水面环境监测巡航机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水面环境监测巡航机器人，包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、Stewart并联机构和拍摄装置，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，Stewart并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且Stewart并联机构下端与升降装置相连接，Stewart并联机构上端与拍摄装置相连接。本发明具有陆地行走、水面行走、方位角度调节、相机固定和拍摄作业的功能，且智能化程度高、方位角度调节方便灵活、相机固定方便稳定和拍摄快速质量高，解决了现有的人工乘船拍摄监测难度大、危险性大和拍摄质量差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及水域作业机械领域，具体的说是一种水面环境监测巡航机器人。
背景技术
水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境，是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总体；也有的指相对稳定的、以陆地为边界的天然水域所处空间的环境，在地球表面，水体面积约占地球表面积的71％，水是由海洋水和陆地水二部分组成，分别与总水量的97.28％和2.72％。后者所占总量比例很小，且所处空间的环境十分复杂。水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成，地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等，水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域。
水是人们赖以生存的丰富资源，人们利用水环境可以进行多种事务，比如渔业水产养殖、水上水路交通、水资源发电等等，随着人们对水资源利用的逐步加大，随之的水上作业也越来越多，比如水面环境监测观察、水面交通巡航、水域拍摄回传、水质观测、水上搜救救援等等，目前对于以上工作的进行都离不开的一方面就是拍摄作业，先对水环境表体进行照片采集后在进行数据及画面分析，找出有用的信息，目前对于水上拍摄作业多为人工乘船手持相机拍摄，但是人工在水域作业存在人身风险，也有少量进行无人机航拍，但是无人机由于续航问题不能大面积长时间作业，因此受到相应的限制；除此之外，现在的拍摄作业多采用三脚架，但是调节方位角度有限，而且调节时灵活性差，稳定差，导致拍摄时由于运动载体的波动导致拍摄画面抖动性大，影响拍摄的质量。鉴于以上情况，本发明提供了一种水面环境监测巡航机器人。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种水面环境监测巡航机器人。
本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。
一种水面环境监测巡航机器人，包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、Stewart并联机构和拍摄装置；所述的水面行走装置数量为二，且水面行走装置分别位于陆地行走装置的左右两侧，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，Stewart并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且Stewart并联机构下端与升降装置相连接，Stewart并联机构上端与拍摄装置相连接。
作为本发明的进一步改进，所述的陆地行走装置包括底盘、驱动电机、驱动轴、行走带轮、锁紧扣和行走履带，且驱动电机、锁紧扣和行走履带的数量均为二，驱动轴和行走带轮数量为四；所述的底盘呈矩形结构，底盘左右两侧分别开设有U型槽，底盘前后两端分别开设有安装槽，驱动电机分别固定在底盘前后两侧的安装槽内，且驱动电机采用双轴同步输出电机，驱动轴一端与驱动电机输出轴相连接，驱动轴另一端与行走带轮相连接，且驱动轴与行走带轮之间通过锁紧扣进行固定，行走履带两端分别绕套在行走带轮上，且行走履带外侧均匀设置有半圆形防滑条；通过驱动电机的转动带动行走带轮的旋转，从而带动行走履带的运动，陆地行走装置主要用于本发明的行走、移动和转向，且陆地行走装置通过采用履带式结构更加便于坑洼地势地况的行走，使得本发明的适用性更强。
作为本发明的进一步改进，所述的水面行走装置包括行走板、行走铰链、角度调节机构、行走转盘、行走伸缩杆、固定支架、喷气筒、输气管和气压泵；所述的行走板呈条形板状结构，行走板内侧端通过行走铰链与底盘的U型槽内侧壁相连接，角度调节机构数量为二，且角度调节机构沿行走板的横向中心轴线分别对称布置，角度调节机构下端与行走板相固定，行走转盘位于行走板外侧壁中心位置处，行走伸缩杆一端与行走转盘相连接，行走伸缩杆另一端与固定支架相连接，且行走伸缩杆为空心圆柱壳体结构，固定支架后端设置有固定杆，固定支架前端设置有Ω型架，且Ω型架沿固定杆呈直线等间距布置，喷气筒安装在固定支架的Ω型架内，喷气筒前端为圆锥状结构，喷气筒后端开设有喷气口，输气管一端穿过行走伸缩杆与喷气筒相连接，输气管另一端与气压泵相连接，气压泵固定在底盘上端面的中心位置处；所述的角度调节机构包括调节耳座、第一调节轴、调节拉杆、第二调节轴和调节支架；所述的调节耳座呈U型结构，调节耳座固定在行走板上，调节拉杆下端通过第一调节轴与调节耳座相连接，调节拉杆上端与调节支架之间通过第二调节轴相连接，调节拉杆为电动可伸缩式结构，调节支架呈倒立的Y型结构，调节支架下端固定在底盘上。通过行走转盘可带动喷气筒在XZ垂直面上的旋转运动，从而调节喷气筒的水面行走倾角，便于本发明在不同流速的水面上的行走移动；通过行走伸缩杆可以带动喷气筒在XY水平面上的左右运动，从而控制喷气筒在水面上行走移动时的伸出长度；通过角度调节机构可以控制行走板以行走铰链为旋转轴进行转动，从而带动喷气筒在YZ垂直面上的旋转，进而调节喷气筒吃水的倾角，即本发明的吃水量，便于本发明在不同深度的水域中行走移动；通过气压泵可以控制喷气筒喷出气体的流速，从而调节本发明的行进速度；水面行走装置可进行一平移两转动共三自由度的空间运动，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移动，且行走速度和吃水量均可调，调节方便快速。
作为本发明的进一步改进，所述的升降装置包括升降推杆、升降圆台和电动转盘；所述的升降推杆数量为四，升降推杆位于升降圆台下方，且升降推杆上端与升降圆台下端面相连接，电动转盘固定在升降圆台上端面中心位置处。
作为本发明的进一步改进，所述的Stewart并联机构包括定平台、动平台、连接座、上球铰链、电动推杆、挡盘座、下球铰链、三角座和限位弹簧；所述的连接座和三角座数量为三，上球铰链、电动推杆、挡盘座和下球铰链的数量均为六，所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，动平台位于定平台正上方，连接座安装在定平台的上端面上，且连接座在定平台上呈正三角形位置布置，三角座安装在动平台下端面上，且连接座和三角座之间的安装位置两两交错，且三角座呈正三角形柱体结构，三角座沿其垂直中心线分别对称设置有倾斜面，倾斜面上开设有与下球铰链上端外螺纹相配合的安装螺纹孔，电动推杆底端通过上球铰链与连接座相连接，电动推杆顶端与挡盘座下端相连接，挡盘座上端与下球铰链一端相连接，下球铰链另一端安装在三角座上，限位弹簧绕套在电动推杆上，且限位弹簧一端与电动推杆相连接，限位弹簧另一端与挡盘座相连接。通过电动推杆的上下伸缩运动，从而带动动平台的上下往复运动，且通过限位弹簧增加了动平台的平稳性，本发明采用6-SPS的Stewart并联机构，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，Stewart并联机构在空间内可进行三平移三转动共六个自由度方向的运动，且运动柔性好、运动空间小、运动速度快、运动灵活性好，将Stewart并联机构应用到本发明中，一方面起到了对拍摄装置整体方位角度的调节，使得本发明可在各种姿态下进行全角度全方位无死角进行拍摄作业；另一方面通过Stewart并联机构提高了本发明的减震性能，本发明在陆地上或者水中行走时，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，拍摄装置始终处于水平平稳状态，防止拍摄装置在拍摄作业时因抖动性或者倾斜性过大导致拍摄画面差的问题，进一步提高了本发明拍摄作业时的稳定性和安全性。
作为本发明的进一步改进，所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，刻度标记对拍摄装置在水平面上的整体旋转角度的调节起到了参考作用，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料，采用螺纹安装连接的方式便于防护外罩的安装与拆卸，防护外罩对拍摄装置起到了防水和防坠落物的作用，同时由于防护外罩的材质为透明，不影响拍摄作业的进行。
作为本发明的进一步改进，所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁机构位于限位滑块正上方；所述的横向固锁机构包括横向支撑板、横向导向杆、横向锁紧弹簧、横向连接柱和横向锁紧头；所述的横向支撑板为L型结构，且横向支撑板与限位滑块之间固连，横向导向杆位于横向支撑板和横向锁紧头之间，横向锁紧弹簧位于横向导向杆外侧，且横向锁紧弹簧一端通过横向连接柱与横向支撑板相连接，横向锁紧弹簧另一端通过横向连接柱与横向锁紧头相连接，横向锁紧头呈腰型平板状结构；所述的纵向固锁机构包括纵向支撑板、纵向导向杆、纵向锁紧弹簧、纵向连接柱和纵向锁紧头；所述的纵向支撑板呈倒立的L型结构，且纵向支撑板外侧设置有连接肋板，纵向导向杆位于纵向锁紧弹簧内侧，纵向锁紧弹簧两端通过纵向连接柱分别与纵向支撑板和纵向锁紧头相连接，纵向锁紧头呈钉耙状结构，纵向锁紧头前端均匀设置有锁紧爪，且锁紧爪呈楔形结构，锁紧爪下端面上设置有柔性海绵块。具体操作时，首先根据安装相机的尺寸型号大小，通过移动限位滑块在移动滑轨上的运动来调节相应的匹配尺寸，并用锁紧螺栓进行锁紧固定，同时限位滑块起到了对相机左右位置的固定限位；然后将相机放置到两个横向固锁机构之间，横向固锁机构起到了对相机前后位置的限位固定作用，纵向固锁机构起到了对相机上方位置的限位固定作用，且横向固锁机构和纵向固锁机构调节方便快捷，固锁力度适合，通过固定装置对相机前后、左右和上下的位置均进行了锁紧固定，防止了相机在拍摄作业过程中滑脱的现象，提高了本发明拍摄作业的安全性和稳定性。
作为本发明的进一步改进，所述的点按装置包括点按导轨、封口块、导向轮、点按电机、点按转轴、点按支座、导向滑杆、点按升降柱、第一伸缩连杆、第一电机、第二电机、过渡转轴、第二伸缩连杆和点按头；所述的点按导轨数量为二，点按导轨内侧开设有凹型导槽，点按导轨左右两端分别通过封口块进行限位，导向轮位于点按导轨上的凹型导槽内，点按电机位于导向轮之间，点按电机采用双轴同步输出电机，点按转轴一端与导向轮相连接，点按转轴另一端与点按电机输出轴相连接，点按支座下端设置有电机连接座，点按支座中部设置有移动杆，移动杆前后两端分别设置有移动座，移动座下端设置有滑动轴承，点按支座上端设置有点按平台，且点按平台上设置有点按转台，导向滑杆位于点按导轨正上方，且导向滑杆两端分别设置有点按耳座，点按耳座固定在点按导轨上，滑动轴承安装在导向滑杆上，点按升降柱底端固定在点按转台上，点按升降柱顶端连接有第一伸缩连杆，第一电机主轴与第一伸缩杆一端相连接，第二电机位于第一伸缩连杆另一端上方，且第二电机主轴穿过第一伸缩连杆另一端与过渡转轴上端相连接，过渡转轴下端与第二伸缩连杆一端相固定，第二伸缩连杆另一端下方安装有点按头，且点按头呈圆台状结构。通过点按电机的转动带动点按转轴的旋转，从而实现了导向轮在点按滑轨的凹型导槽内运动的功能，同时通过点按支座和导向滑杆的配合使用，一方面起到了对点按装置的支撑作用，另一方面也起到了对点按装置的导向移动的作用，通过点按升降柱可对点按装置的高度进行调节，通过第一电机的转动可带动第一伸缩连杆的转动，通过第二电机的转动可带动第二伸缩连杆的转动，且第一伸缩连杆和第二伸缩连杆均可进行长度伸缩，点按装置在空间内可进行三平移两转动共五个自由度方向的运动，且运动灵活，调节方便，通过点按装置可对相机拍摄按钮进行调节对位以及触按，且对位精准，点按快速。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明具有陆地行走、水面行走、方位角度调节、相机固定和拍摄作业的功能，通过无人自动化拍摄的方式可实现对水面环境监测作业的功能，且智能化程度高、方位角度调节方便灵活、相机固定方便稳定和拍摄快速质量高，解决了现有的人工乘船拍摄监测难度大、危险性大和拍摄质量差等问题。
(2)本发明的陆地行走装置和水面行走装置配合转换使用，且转换方便快捷，可适应于陆地行走和水面行走，达到了两栖行走的效果，且水面行走装置可进行一平移两转动共三自由度的空间运动，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移动，且行走速度和吃水量均可调，调节方便快速。
(3)本发明采用6-SPS的Stewart并联机构，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，Stewart并联机构在空间内可进行三平移三转动共六个自由度方向的运动，一方面起到了对拍摄装置整体方位角度的调节，使得本发明可在各种姿态下进行全角度全方位无死角进行拍摄作业；另一方面通过Stewart并联机构提高了本发明的减震性能，本发明在陆地上或者水中行走时，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，拍摄装置始终处于水平平稳状态，防止拍摄装置在拍摄作业时因抖动性或者倾斜性过大导致拍摄画面差的问题，进一步提高了本发明拍摄作业时的稳定性和安全性。
(4)本发明的拍摄装置具有防水防坠落物、相机固定、拍摄按钮控制等功能，通过固定装置对相机前后、左右和上下的位置均进行了锁紧固定，防止了相机在拍摄作业过程中滑脱的现象，提高了本发明拍摄作业的安全性和稳定性；其点按装置在空间内可进行三平移两转动共五个自由度方向的运动，且运动灵活，调节方便，通过点按装置可对相机拍摄按钮进行调节对位以及触按，且对位精准，点按快速。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明陆地行走装置、水面行走装置和升降装置配合时的立体结构示意图；
图3是本发明陆地行走装置和水面行走装置配合时的立体结构示意图；
图4是本发明升降装置、Stewart并联机构和投料装置配合时的立体结构示意图；
图5是本发明Stewart并联机构的立体结构示意图；
图6是本发明拍摄装置的立体结构示意图；
图7是本发明固定装置的立体结构示意图；
图8是本发明点按装置的立体结构示意图；
图9是本发明防护外罩的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1至图9所示，一种水面环境监测巡航机器人，包括陆地行走装置1、水面行走装置2、升降装置3、Stewart并联机构4和拍摄装置5；所述的水面行走装置2数量为二，且水面行走装置2分别位于陆地行走装置1的左右两侧，水面行走装置2与陆地行走装置1相连接，升降装置3位于陆地行走装置1正上方，且升降装置3下端与陆地行走装置1上端相连接，Stewart并联机构4位于升降装置3与拍摄装置5之间，且Stewart并联机构4下端与升降装置3相连接，Stewart并联机构4上端与拍摄装置5相连接。
如图2和图3所示，所述的陆地行走装置1包括底盘11、驱动电机12、驱动轴13、行走带轮14、锁紧扣15和行走履带16，且驱动电机12、锁紧扣15和行走履带16的数量均为二，驱动轴13和行走带轮14数量为四；所述的底盘11呈矩形结构，底盘11前后两端分别开设有安装槽，驱动电机12分别固定在底盘11前后两侧的安装槽内，且驱动电机12采用双轴同步输出电机，驱动轴13一端与驱动电机12输出轴相连接，驱动轴13另一端与行走带轮14相连接，且驱动轴13与行走带轮14之间通过锁紧扣15进行固定，行走履带16两端分别绕套在行走带轮14上，且行走履带16外侧均匀设置有半圆形防滑条；通过驱动电机12的转动带动行走带轮14的旋转，从而带动行走履带16的运动，陆地行走装置1主要用于本发明的行走、移动和转向，且陆地行走装置1通过采用履带式结构更加便于坑洼地势地况的行走，使得本发明的适用性更强。
如图2和图3所示，所述的水面行走装置2包括行走板21、行走铰链22、角度调节机构23、行走转盘24、行走伸缩杆25、固定支架26、喷气筒27、输气管28和气压泵29；所述的行走板21呈条形板状结构，行走板21内侧端通过行走铰链22与底盘11的U型槽内侧壁相连接，角度调节机构23数量为二，且角度调节机构23沿行走板21的横向中心轴线分别对称布置，角度调节机构23下端与行走板21相固定，行走转盘24位于行走板21外侧壁中心位置处，行走伸缩杆25一端与行走转盘24相连接，行走伸缩杆25另一端与固定支架26相连接，且行走伸缩杆25为空心圆柱壳体结构，固定支架26后端设置有固定杆，固定支架26前端设置有Ω型架，且Ω型架沿固定杆呈直线等间距布置，喷气筒27安装在固定支架26的Ω型架内，喷气筒27前端为圆锥状结构，喷气筒27后端开设有喷气口，输气管28一端穿过行走伸缩杆25与喷气筒27相连接，输气管28另一端与气压泵29相连接，气压泵29固定在底盘11上端面的中心位置处；所述的角度调节机构23包括调节耳座231、第一调节轴232、调节拉杆233、第二调节轴234和调节支架235；所述的调节耳座231呈U型结构，调节耳座231固定在行走板21上，调节拉杆233下端通过第一调节轴232与调节耳座231相连接，调节拉杆233上端与调节支架235之间通过第二调节轴234相连接，调节拉杆233为电动可伸缩式结构，调节支架235呈倒立的Y型结构，调节支架235下端固定在底盘11上。通过行走转盘24可带动喷气筒27在XZ垂直面上的旋转运动，从而调节喷气筒27的水面行走倾角，便于本发明在不同流速的水面上的行走移动；通过行走伸缩杆25可以带动喷气筒27在XY水平面上的左右运动，从而控制喷气筒27在水面上行走移动时的伸出长度；通过角度调节机构23可以控制行走板21以行走铰链22为旋转轴进行转动，从而带动喷气筒27在YZ垂直面上的旋转，进而调节喷气筒27吃水的倾角，即本发明的吃水量，便于本发明在不同深度的水域中行走移动；通过气压泵29可以控制喷气筒27喷出气体的流速，从而调节本发明的行进速度；水面行走装置2可进行一平移两转动共三自由度的空间运动，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移动，且行走速度和吃水量均可调，调节方便快速。
如图2所示，所述的升降装置3包括升降推杆31、升降圆台32和电动转盘33；所述的升降推杆31数量为四，升降推杆31位于升降圆台32下方，且升降推杆31上端与升降圆台32下端面相连接，电动转盘33固定在升降圆台32上端面中心位置处。
如图4和图5所示，所述的Stewart并联机构4包括定平台41、动平台42、连接座43、上球铰链44、电动推杆45、挡盘座46、下球铰链47、三角座48和限位弹簧49；所述的连接座43和三角座48数量为三，上球铰链44、电动推杆45、挡盘座46和下球铰链47的数量均为六，所述的定平台41和动平台42均呈圆形状结构，动平台42位于定平台41正上方，连接座43安装在定平台41的上端面上，且连接座43在定平台41上呈正三角形位置布置，三角座48安装在动平台42下端面上，且连接座43和三角座48之间的安装位置两两交错，且三角座48呈正三角形柱体结构，三角座48沿其垂直中心线分别对称设置有倾斜面，倾斜面上开设有与下球铰链47上端外螺纹相配合的安装螺纹孔，电动推杆45底端通过上球铰链44与连接座43相连接，电动推杆45顶端与挡盘座46下端相连接，挡盘座46上端与下球铰链47一端相连接，下球铰链47另一端安装在三角座48上，限位弹簧49绕套在电动推杆45上，且限位弹簧49一端与电动推杆45相连接，限位弹簧49另一端与挡盘座46相连接；通过电动推杆45的上下伸缩运动，从而带动动平台42的上下往复运动，且通过限位弹簧49增加了动平台42的平稳性，本发明采用6-SPS的Stewart并联机构4，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，Stewart并联机构4在空间内可进行三平移三转动共六个自由度方向的运动，且运动柔性好、运动空间小、运动速度快、运动灵活性好，将Stewart并联机构4应用到本发明中，一方面起到了对拍摄装置5整体方位角度的调节，使得本发明可在各种姿态下进行全角度全方位无死角进行拍摄作业；另一方面通过Stewart并联机构4提高了本发明的减震性能，本发明在陆地上或者水中行走时，即使处于颠簸或者非平衡状态下时，拍摄装置5始终处于水平平稳状态，防止拍摄装置5在拍摄作业时因抖动性或者倾斜性过大导致拍摄画面差的问题，进一步提高了本发明拍摄作业时的稳定性和安全性。
如图6至图9所示，所述的拍摄装置5包括基座51、旋转盘52、滚珠53、固定装置54、点按装置55和防护外罩56；所述的基座51下端设置有基台，基座51上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，刻度标记对拍摄装置5在水平面上的整体旋转角度的调节起到了参考作用，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘52位于基座上端内部，旋转盘52下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘52外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠53安装在基座与旋转盘52之间，且滚珠53一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠53另一侧卡在旋转盘52外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置54数量为二，固定装置54分别对称布置在旋转盘52左右两侧，点按装置55位于固定装置54后侧端，防护外罩56呈半球形壳体结构，防护外罩56下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩56位于基座上方，防护外罩56材质为透明有机玻璃材料，采用螺纹安装连接的方式便于防护外罩56的安装与拆卸，防护外罩56对拍摄装置5起到了防水和防坠落物的作用，同时由于防护外罩56的材质为透明，不影响拍摄作业的进行。
如图6和图7所示，所述的固定装置54包括移动滑轨541、限位滑块542、锁紧螺栓543、横向固锁机构544和纵向固锁机构545；所述的移动滑轨541上均匀开设有限位孔，限位滑块542安装在移动滑轨541上，且限位滑块542与移动滑轨541之间通过锁紧螺栓543进行锁紧固定，限位滑块542呈T型结构，横向固锁机构544数量为二，横向固锁机构544分别位于限位滑块542前后两侧，纵向固锁机构545位于限位滑块542正上方；所述的横向固锁机构544包括横向支撑板5441、横向导向杆5442、横向锁紧弹簧5443、横向连接柱5444和横向锁紧头5445；所述的横向支撑板5441为L型结构，且横向支撑板5441与限位滑块542之间固连，横向导向杆5442位于横向支撑板5441和横向锁紧头5445之间，横向锁紧弹簧5443位于横向导向杆5442外侧，且横向锁紧弹簧5443一端通过横向连接柱5444与横向支撑板5441相连接，横向锁紧弹簧5443另一端通过横向连接柱5444与横向锁紧头5445相连接，横向锁紧头5445呈腰型平板状结构；所述的纵向固锁机构545包括纵向支撑板5451、纵向导向杆5452、纵向锁紧弹簧5453、纵向连接柱5454和纵向锁紧头5455；所述的纵向支撑板5451呈倒立的L型结构，且纵向支撑板5451外侧设置有连接肋板，纵向导向杆5452位于纵向锁紧弹簧5453内侧，纵向锁紧弹簧5453两端通过纵向连接柱5454分别与纵向支撑板5451和纵向锁紧头5455相连接，纵向锁紧头5455呈钉耙状结构，纵向锁紧头5455前端均匀设置有锁紧爪，且锁紧爪呈楔形结构，锁紧爪下端面上设置有柔性海绵块。具体操作时，首先根据安装相机的尺寸型号大小，通过移动限位滑块542在移动滑轨541上的运动来调节相应的匹配尺寸，并用锁紧螺栓543进行锁紧固定，同时限位滑块542起到了对相机左右位置的固定限位；然后将相机放置到两个横向固锁机构544之间，横向固锁机构544起到了对相机前后位置的限位固定作用，纵向固锁机构545起到了对相机上方位置的限位固定作用，且横向固锁机构544和纵向固锁机构545调节方便快捷，固锁力度适合，通过固定装置54对相机前后、左右和上下的位置均进行了锁紧固定，防止了相机在拍摄作业过程中滑脱的现象，提高了本发明拍摄作业的安全性和稳定性。
如图6和图8所示，所述的点按装置55包括点按导轨551、封口块552、导向轮553、点按电机554、点按转轴555、点按支座556、导向滑杆557、点按升降柱558、第一伸缩连杆559、第一电机5510、第二电机5511、过渡转轴5512、第二伸缩连杆5513和点按头5514；所述的点按导轨551数量为二，点按导轨551内侧开设有凹型导槽，点按导轨551左右两端分别通过封口块552进行限位，导向轮553位于点按导轨551上的凹型导槽内，点按电机554位于导向轮553之间，点按电机554采用双轴同步输出电机，点按转轴555一端与导向轮553相连接，点按转轴555另一端与点按电机554输出轴相连接，点按支座556下端设置有电机连接座，点按支座556中部设置有移动杆，移动杆前后两端分别设置有移动座，移动座下端设置有滑动轴承，点按支座556上端设置有点按平台，且点按平台上设置有点按转台，导向滑杆557位于点按导轨551正上方，且导向滑杆557两端分别设置有点按耳座，点按耳座固定在点按导轨551上，滑动轴承安装在导向滑杆551上，点按升降柱558底端固定在点按转台上，点按升降柱558顶端连接有第一伸缩连杆559，第一电机5510主轴与第一伸缩杆559一端相连接，第二电机5511位于第一伸缩连杆559另一端上方，且第二电机5511主轴穿过第一伸缩连杆559另一端与过渡转轴5512上端相连接，过渡转轴5512下端与第二伸缩连杆5513一端相固定，第二伸缩连杆5513另一端下方安装有点按头5514，且点按头5514呈圆台状结构。通过点按电机554的转动带动点按转轴555的旋转，从而实现了导向轮553在点按滑轨551的凹型导槽内运动的功能，同时通过点按支座556和导向滑杆557的配合使用，一方面起到了对点按装置55的支撑作用，另一方面也起到了对点按装置55的导向移动的作用，通过点按升降柱558可对点按装置55的高度进行调节，通过第一电机5510的转动可带动第一伸缩连杆559的转动，通过第二电机5511的转动可带动第二伸缩连杆5513的转动，且第一伸缩连杆559和第二伸缩连杆5513均可进行长度伸缩，点按装置55在空间内可进行三平移两转动共五个自由度方向的运动，且运动灵活，调节方便，通过点按装置55可对相机拍摄按钮进行调节对位以及触按，且对位精准，点按快速。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种水面环境监测巡航机器人，其特征在于：包括陆地行走装置、水面行走装置、升降装置、Stewart并联机构和拍摄装置；所述的水面行走装置数量为二，且水面行走装置分别位于陆地行走装置的左右两侧，水面行走装置与陆地行走装置相连接，升降装置位于陆地行走装置正上方，且升降装置下端与陆地行走装置上端相连接，Stewart并联机构位于升降装置与拍摄装置之间，且Stewart并联机构下端与升降装置相连接，Stewart并联机构上端与拍摄装置相连接；其中：
所述的水面行走装置包括行走板、行走铰链、角度调节机构、行走转盘、行走伸缩杆、固定支架、喷气筒、输气管和气压泵；所述的行走板呈条形板状结构，行走板内侧端通过行走铰链与底盘的U型槽内侧壁相连接，角度调节机构数量为二，且角度调节机构沿行走板的横向中心轴线分别对称布置，角度调节机构下端与行走板相固定，行走转盘位于行走板外侧壁中心位置处，行走伸缩杆一端与行走转盘相连接，行走伸缩杆另一端与固定支架相连接，且行走伸缩杆为空心圆柱壳体结构，固定支架后端设置有固定杆，固定支架前端设置有Ω型架，且Ω型架沿固定杆呈直线等间距布置，喷气筒安装在固定支架的Ω型架内，喷气筒前端为圆锥状结构，喷气筒后端开设有喷气口，输气管一端穿过行走伸缩杆与喷气筒相连接，输气管另一端与气压泵相连接，气压泵固定在底盘上端面的中心位置处；
所述的Stewart并联机构包括定平台、动平台、连接座、上球铰链、电动推杆、挡盘座、下球铰链、三角座和限位弹簧；所述的连接座和三角座数量为三，上球铰链、电动推杆、挡盘座和下球铰链的数量均为六，所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，动平台位于定平台正上方，连接座安装在定平台的上端面上，且连接座在定平台上呈正三角形位置布置，三角座安装在动平台下端面上，且连接座和三角座之间的安装位置两两交错，且三角座呈正三角形柱体结构，三角座沿其垂直中心线分别对称设置有倾斜面，倾斜面上开设有与下球铰链上端外螺纹相配合的安装螺纹孔，电动推杆底端通过上球铰链与连接座相连接，电动推杆顶端与挡盘座下端相连接，挡盘座上端与下球铰链一端相连接，下球铰链另一端安装在三角座上，限位弹簧绕套在电动推杆上，且限位弹簧一端与电动推杆相连接，限位弹簧另一端与挡盘座相连接；
所述的拍摄装置包括基座、旋转盘、滚珠、固定装置、点按装置和防护外罩；所述的基座下端设置有基台，基座上端设置有环圈，环圈下半段外侧沿其圆周方向均匀设置有刻度标记，环圈上半段外侧设置有外螺纹，环圈内侧设置有环形凹腔，旋转盘位于基座上端内部，旋转盘下端设置有旋转电机，且旋转电机与基座下端的基台相连接固定，旋转盘外侧壁上设置有半圆形凹槽，滚珠安装在基座与旋转盘之间，且滚珠一侧卡在环圈内侧的环形凹腔内，滚珠另一侧卡在旋转盘外侧壁上的半圆形凹槽；所述的固定装置数量为二，固定装置分别对称布置在旋转盘左右两侧，点按装置位于固定装置后侧端，防护外罩呈半球形壳体结构，防护外罩下端内侧设置有与基座的环圈上半段外侧外螺纹相配合的内螺纹，防护外罩位于基座上方，防护外罩材质为透明有机玻璃材料；
所述的固定装置包括移动滑轨、限位滑块、锁紧螺栓、横向固锁机构和纵向固锁机构；所述的移动滑轨上均匀开设有限位孔，限位滑块安装在移动滑轨上，且限位滑块与移动滑轨之间通过锁紧螺栓进行锁紧固定，限位滑块呈T型结构，横向固锁机构数量为二，横向固锁机构分别位于限位滑块前后两侧，纵向固锁机构位于限位滑块正上方；
所述的横向固锁机构包括横向支撑板、横向导向杆、横向锁紧弹簧、横向连接柱和横向锁紧头；所述的横向支撑板为L型结构，且横向支撑板与限位滑块之间固连，横向导向杆位于横向支撑板和横向锁紧头之间，横向锁紧弹簧位于横向导向杆外侧，且横向锁紧弹簧一端通过横向连接柱与横向支撑板相连接，横向锁紧弹簧另一端通过横向连接柱与横向锁紧头相连接，横向锁紧头呈腰型平板状结构；
所述的点按装置包括点按导轨、封口块、导向轮、点按电机、点按转轴、点按支座、导向滑杆、点按升降柱、第一伸缩连杆、第一电机、第二电机、过渡转轴、第二伸缩连杆和点按头；所述的点按导轨数量为二，点按导轨内侧开设有凹型导槽，点按导轨左右两端分别通过封口块进行限位，导向轮位于点按导轨上的凹型导槽内，点按电机位于导向轮之间，点按电机采用双轴同步输出电机，点按转轴一端与导向轮相连接，点按转轴另一端与点按电机输出轴相连接，点按支座下端设置有电机连接座，点按支座中部设置有移动杆，移动杆前后两端分别设置有移动座，移动座下端设置有滑动轴承，点按支座上端设置有点按平台，且点按平台上设置有点按转台，导向滑杆位于点按导轨正上方，且导向滑杆两端分别设置有点按耳座，点按耳座固定在点按导轨上，滑动轴承安装在导向滑杆上，点按升降柱底端固定在点按转台上，点按升降柱顶端连接有第一伸缩连杆，第一电机主轴与第一伸缩杆一端相连接，第二电机位于第一伸缩连杆另一端上方，且第二电机主轴穿过第一伸缩连杆另一端与过渡转轴上端相连接，过渡转轴下端与第二伸缩连杆一端相固定，第二伸缩连杆另一端下方安装有点按头，且点按头呈圆台状结构。
2.根据权利要求1所述的一种水面环境监测巡航机器人，其特征在于：所述的陆地行走装置包括底盘、驱动电机、驱动轴、行走带轮、锁紧扣和行走履带，且驱动电机、锁紧扣和行走履带的数量均为二，驱动轴和行走带轮数量为四；所述的底盘呈矩形结构，底盘左右两侧分别开设有U型槽，底盘前后两端分别开设有安装槽，驱动电机分别固定在底盘前后两侧的安装槽内，且驱动电机采用双轴同步输出电机，驱动轴一端与驱动电机输出轴相连接，驱动轴另一端与行走带轮相连接，且驱动轴与行走带轮之间通过锁紧扣进行固定，行走履带两端分别绕套在行走带轮上，且行走履带外侧均匀设置有半圆形防滑条。
3.根据权利要求1所述的一种水面环境监测巡航机器人，其特征在于：所述的升降装置包括升降推杆、升降圆台和电动转盘；所述的升降推杆数量为四，升降推杆位于升降圆台下方，且升降推杆上端与升降圆台下端面相连接，电动转盘固定在升降圆台上端面中心位置处。
4.根据权利要求1所述的一种水面环境监测巡航机器人，其特征在于：所述的角度调节机构包括调节耳座、第一调节轴、调节拉杆、第二调节轴和调节支架；所述的调节耳座呈U型结构，调节耳座固定在行走板上，调节拉杆下端通过第一调节轴与调节耳座相连接，调节拉杆上端与调节支架之间通过第二调节轴相连接，调节拉杆为电动可伸缩式结构，调节支架呈倒立的Y型结构，调节支架下端固定在底盘上。
5.根据权利要求1所述的一种水面环境监测巡航机器人，其特征在于：所述的纵向固锁机构包括纵向支撑板、纵向导向杆、纵向锁紧弹簧、纵向连接柱和纵向锁紧头；所述的纵向支撑板呈倒立的L型结构，且纵向支撑板外侧设置有连接肋板，纵向导向杆位于纵向锁紧弹簧内侧，纵向锁紧弹簧两端通过纵向连接柱分别与纵向支撑板和纵向锁紧头相连接，纵向锁紧头呈钉耙状结构，纵向锁紧头前端均匀设置有锁紧爪，且锁紧爪呈楔形结构，锁紧爪下端面上设置有柔性海绵块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhu Lixiang Inventor before: He Cheng |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20171024 Address after: 236800, 3, 207 crystal mansion, Qiaocheng District, Anhui, Bozhou Applicant after: Bozhou Woye Intellectual Property Service Co. Ltd. Address before: The central North West Anhui province 246001 Anqing City Yingjiang District No. 7 Lane 2 Building 2 unit 203 room Applicant before: He Cheng |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20190710 Address after: 402360 No. 174, Shuangta Road, Longgang Street, Dazu District, Chongqing, 2-18-18 Patentee after: Chongqing Huicheng Hengya Biotechnology Co., Ltd. Address before: 236800 3 building 207, Hai Jing building, Qiaocheng District, Bozhou, Anhui Patentee before: Bozhou Woye Intellectual Property Service Co. Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200821 Address after: Room 4, 11 / F, unit 1, building 5, zhangtai City, north of Wei'Er Road, Lingui Town, Guilin City, Guangxi Zhuang Autonomous Region, 541199 Patentee after: Guangxi Honggui Environmental Protection Technology Co., Ltd Address before: 402360 No. 174, Shuangta Road, Longgang Street, Dazu District, Chongqing, 2-18-18 Patentee before: Chongqing Huicheng Hengya Biotechnology Co.,Ltd. |