CN108528668A - 一种多动力源水下机器人 - Google Patents

一种多动力源水下机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN108528668A
CN108528668A CN201810569994.7A CN201810569994A CN108528668A CN 108528668 A CN108528668 A CN 108528668A CN 201810569994 A CN201810569994 A CN 201810569994A CN 108528668 A CN108528668 A CN 108528668A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot body
robot
shaft
bevel gear
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810569994.7A
Other languages
English (en)
Inventor
陈延礼
占银
沙永柏
秦靖淳
桑枝月
商艺琢
胡易
赵楠
李继财
许世坤
朱少秋
罗森
穆特
罗松松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN201810569994.7A priority Critical patent/CN108528668A/zh
Publication of CN108528668A publication Critical patent/CN108528668A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/52—Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/20—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by combinations of different types of propulsion units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/20—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by combinations of different types of propulsion units
    • B63H2021/202—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by combinations of different types of propulsion units of hybrid electric type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

一种多动力源水下机器人属于水下航行器技术领域，目的在于解决现有技术存在的电池容量小导致的续航能力差以及机器人打捞繁琐的问题。本发明包括：机器人主体；设置在机器人主体前端的云台；设置在机器人主体上的360度回转矢量推进器；设置在机器人主体末端的尾部矢量推进器；设置在机器人主体下端面的机械手；设置在机器人主体上的发电装置，发电装置包括波浪能发电装置、潮汐能发电装置、海洋温差能发电装置、太阳能发电装置以及燃油发电装置；以及设置在机器人主体上的主控制器和蓄电池组；蓄电池组和发电装置连接充电并为机器人整体供电，主控制器控制整体动作。

Description

一种多动力源水下机器人
技术领域
本发明属于水下航行器技术领域，具体涉及一种多动力源水下机器人。
背景技术
由于地形和交通状况的多样性及复杂性，功能单一的交通工具已经无法满足人们的需求，功能单一的交通工具也造成了严重的资源浪费；随着世界各国对海洋资源的不断深入研究，不论是近海还是深海都是各国探究争夺的区域。潜航器是实现海洋开发利用的重要工程装备。它通过搭载各种电子设备、机械装置，快速地潜浮于深海复杂环境中，实现对海洋的勘探、科考、开发、作业等。
目前，水下机器人、水下滑翔机等是人们研究和探测海洋资源的重要工具。水下机器人通常要通过其内部的电池为其提供能量，受水下机器人整体体积和重量的限制，水下机器人中的电池容量较小，导致水下机器人的航行能力较低，并且水下机器人的打捞过程比较繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多动力源水下机器人，解决现有技术存在的电池容量小导致的续航能力差以及机器人打捞繁琐的问题。
为实现上述目的，本发明的一种多动力源水下机器人包括：
机器人主体；
设置在所述机器人主体前端的云台；
设置在所述机器人主体上的360度回转矢量推进器，所述360度回转矢量推进器包括设置在所述机器人主体上的回转机构以及对称设置在所述机器人主体两侧的两个推进器，所述回转机构带动两个所述推进器转动；
设置在所述机器人主体末端的尾部矢量推进器；
设置在所述机器人主体下端面的机械手；
设置在所述机器人主体上的发电装置，所述发电装置包括波浪能发电装置、潮汐能发电装置、海洋温差能发电装置、太阳能发电装置以及燃油发电装置；
以及设置在所述机器人主体上的主控制器和蓄电池组；所述蓄电池组和所述发电装置连接充电并为所述机器人整体供电，所述主控制器控制整体动作。
所述机器人还包括设置在所述机器人主体的一个容纳腔内的安全气囊，所述安全气囊的开关和所述主控制器连接。
所述波浪能发电装置包括通过第一滚动轴承和所述机器人主体连接的摆动轴以及和所述摆动轴两端固定连接的两个波浪能发电系统，每个所述波浪能发电系统包括：
和所述摆动轴连接的外浮管；
和所述外浮管固定连接的永磁铁；
设置在所述永磁铁外部的发电管和线圈组，所述永磁铁相对线圈组切割磁场线运动；
以及和所述线圈组连接的整理电路板，所述整理电路板和所述蓄电池组连接。
所述潮汐能发电装置包括第二发电机、旋转轮、传动轴和第一逆变器，所述旋转轮和固定在所述机器人主体上的第二发电机输出轴通过传动轴连接，所述第二发电机和所述第一逆变器连接，所述第一逆变器和所述蓄电池组连接。
所述海洋温差能发电装置包括蒸发器、冷凝器、第三发电机、液氨、氨泵、温水泵、冷水泵和第二逆变器；所述温水泵和蒸发器连接，所述冷水泵和所述冷凝器连接，所述蒸发器出口和所述冷凝器入口通过连管连通，并连接有第三发电机，所述冷凝器出口和所述蒸发器入口通过氨泵连接，所述液氨设置在所述蒸发器中，所述第三发电机通过第二逆变器和所述蓄电池组连接。
所述太阳能发电装置包括：
左右对称设置在所述机器人主体上的两个太阳能电池板，所述太阳能电池板位于外侧的一侧面和所述机器人主体铰接；
以及固定设置在所述机器人主体上的两个液压缸，两个液压缸分别和两个太阳能电池板的铰接，推动两个所述太阳能电池板张开或闭合，所述液压缸和一个液压泵站连接，所述液压泵站和所述主控制器电连接。
所述360度回转矢量推进器包括：
固定在所述机器人主体的驱动电机；
通过联轴器和所述驱动电机输出轴连接的蜗杆轴，所述蜗杆轴另一端和第二滚动轴承过盈配合；
和所述蜗杆轴啮合的蜗轮；
以及通过平键与所述蜗轮过盈配合的回转轴，所述回转轴两端分别和两个推进器通过螺栓固定连接。
所述尾部矢量推进器包括推进单元和带动推进单元摆动的摆动单元；
所述推进单元包括：
主电机；
通过联轴器和所述主电机输出轴连接的主传动轴；
通过平键和所述主传动轴过盈配合的锥齿轮Ⅳ；
和所述锥齿轮Ⅳ啮合的锥齿轮Ⅲ；
和所述锥齿轮Ⅲ啮合的锥齿轮Ⅱ；
以及螺旋桨，所述螺旋桨的输入轴通过平键和所述锥齿轮Ⅱ过盈配合；
所述摆动单元包括：
固定在机器人主体1上的固定支架；
设置在机器人主体1上的辅电机；
通过联轴器和所述辅电机输出轴连接的辅传动轴，所述辅传动轴通过轴承设置在固定支架上；
通过平键和所述辅传动轴过盈配合的直齿轮Ⅰ；
和所述直齿轮Ⅰ啮合的直齿轮Ⅱ；
和所述直齿轮Ⅱ固定在同一空心轴上的锥齿轮Ⅴ；
和所述锥齿轮Ⅴ啮合的锥齿轮Ⅰ；
以及和所述锥齿轮Ⅰ固定连接并和锥齿轮Ⅲ的中心轴通过个滚动轴承连接的摆动支架，所述摆动支架和所述螺旋桨输入轴通过滚动轴承连接。
本发明的有益效果为：本发明的一种多动力源水下机器人包括由波浪能发电装置、潮汐能发电装置、海洋温差能发电装置以及太阳能发电装置组成的发电装置为蓄电池组充电，充分收集机器人工作过程中产生的能量，并存储到蓄电池组中，提高水下机器人的续航时间，同时，还设置有安全气囊，当水下机器人彻底没电时，主控制器控制打开安全气囊的开关，安全气囊弹开，此时水下机器人就可以漂浮于水平面，解决了水下机器人打捞过程繁琐的问题。
附图说明
图1为本发明的一种多动力源水下机器人整体结构俯视图；
图2为本发明的一种多动力源水下机器人在水平面上的轴测图；
图3为本发明的一种多动力源水下机器人在水下的轴测图；
图4为本发明的一种多动力源水下机器人中360度回转矢量推进器结构俯视图；
图5为本发明的一种多动力源水下机器人中尾推矢量推进器内部结构简图；
其中：1、机器人主体，2、云台，3、360度回转矢量推进器，301、推进器，302、回转轴，303、第二滚动轴承，304、蜗轮，305、蜗杆轴，306、驱动电机，4、尾部矢量推进器，401、主电机，402、辅电机，403、直齿轮Ⅰ，404、固定支架，405、锥齿轮Ⅰ，406、锥齿轮Ⅱ，407、螺旋桨，408、摆动支架，409、锥齿轮Ⅲ，410、锥齿轮Ⅳ，411、锥齿轮Ⅴ，412、直齿轮Ⅱ，5、机械手，6、主控制器，7、蓄电池组，8、波浪能发电装置，9、潮汐能发电装置，10、海洋温差能发电装置，11、太阳能发电装置，1101、太阳能电池板，1102、液压缸，12、第一发电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1-附图3，本发明的一种多动力源水下机器人包括：
机器人主体1；
设置在所述机器人主体1前端的云台2；
设置在所述机器人主体1上的360度回转矢量推进器3，所述360度回转矢量推进器3包括设置在所述机器人主体1上的回转机构以及对称设置在所述机器人主体1两侧的两个推进器301，所述回转机构带动两个所述推进器301转动；
设置在所述机器人主体1末端的尾部矢量推进器4；
设置在所述机器人主体1下端面的机械手5；
设置在所述机器人主体1上的发电装置，所述发电装置包括波浪能发电装置8、潮汐能发电装置9、海洋温差能发电装置10、太阳能发电装置11以及燃油发电装置；
以及设置在所述机器人主体1上的主控制器6和蓄电池组7；所述蓄电池组7和所述发电装置连接充电并为所述机器人整体供电，所述主控制器6控制整体动作。蓄电池组7通过电源线与电源调节器相连接，电源调节器分别与各个电机相连接供电。主控制器6通过通讯线和云台2及设置在机器人主体1两侧的传感器连接，主控制器6通过传感器检测两侧的障碍物位置调整机器人运动方向。
所述机器人还包括设置在所述机器人主体1的一个容纳腔内的安全气囊，所述安全气囊的开关和所述主控制器6连接。
所述燃油发电装置包括第一发电机以及和所述第一发电机连接的燃油结构，所述第一发电机和所述蓄电池组7连接。
所述波浪能发电装置8包括通过第一滚动轴承和所述机器人主体1连接的摆动轴以及和所述摆动轴两端固定连接的两个波浪能发电系统，每个所述波浪能发电系统包括：
和所述摆动轴连接的外浮管；
和所述外浮管固定连接的永磁铁；
设置在所述永磁铁外部的发电管和线圈组，所述永磁铁相对线圈组切割磁场线运动；
以及和所述线圈组连接的整理电路板，所述整理电路板和所述蓄电池组连接。
两个波浪能发电系统与摆动轴通过六角螺栓固定连接，摆动轴与滚动轴承过盈配合连接，滚动轴承与机器人主体1过盈配合连接。波浪能发电装置8在水平面或水下时，随着水流运动的起伏而在一定范围内上下摆动，外浮管的两端在波浪的作用下会在一定范围内浮动，从而使内部的永磁铁在发电管内来回移动产生切割磁场线运动，线圈组内产生交变电流，该交变电流输入到整理电路板，整理电路板输出的直流电通过线路储存于蓄电池组7内。
所述潮汐能发电装置9包括第二发电机、旋转轮、传动轴和逆变器，所述旋转轮和固定在所述机器人主体1上的第二发电机输出轴通过传动轴连接，所述第二发电机和所述逆变器连接，所述逆变器和所述蓄电池组7连接。
潮汐能发电装置9通过六角螺栓固定连接在机器人主体1上，在水平面或随着机器人的运动时，潮汐能发电装置9的水轮通过水流的变化带动旋转轮旋转，从而带动第二发电机工作，使得产出清洁能源，将第二发电机发出的能量通过逆变器转换成电能，再通过线路储存于蓄电池组7内。
所述海洋温差能发电装置10包括蒸发器、冷凝器、第三发电机、液氨、氨泵、温水泵、冷水泵和第二逆变器；所述温水泵和蒸发器连接，所述冷水泵和所述冷凝器连接，所述蒸发器出口和所述冷凝器入口通过连管连通，并连接有第三发电机，所述冷凝器出口和所述蒸发器入口通过氨泵连接，所述液氨设置在所述蒸发器中，所述第三发电机通过第二逆变器和所述蓄电池组连接。
海洋温差能发电装置10通过六角螺栓固定连接在机器人主体1上，机器人的俯仰运动，会引起水下机器人所处的海洋环境中的温度发生变化，海洋温差能发电装置10利用水下机器人的俯仰运动所产生的温差进行发电，并且通过线路储存在蓄电池组7内。当水下机器人在海平面时，海洋温差能发电装置吸收太阳能和温海水的能量，液氨变成氨气，从而推动第三发电机工作，并且氨气进入冷凝器中，第三发电机产生的能量通过逆变器转换成电能，再通过线路储存于蓄电池组7内，当水下机器人下潜时冷海水又使冷凝器中的氨气冷凝为液氨，液氨再经由氨泵进入蒸发器蒸发，如此反复，系统就会持续发电。
所述太阳能发电装置11包括：
左右对称设置在所述机器人主体1上的两个太阳能电池板1101，所述太阳能电池板1101位于外侧的一侧面和所述机器人主体1铰接；
以及固定设置在所述机器人主体1上的两个液压缸1102，两个液压缸1102分别和两个太阳能电池板1101的铰接，推动两个所述太阳能电池板1101张开或闭合，所述液压缸1102和一个液压泵站连接，所述液压泵站和所述主控制器6电连接。
太阳能电池板1101通过销轴与机器人主体1活动连接，太阳能电池板1101通过销轴与液压缸1102活动连接，水下机器人浮在水面时，主控制器6控制液压缸1102伸长，使太阳能电池板1101最大程度上采集太阳能，同时转化为电能储存在蓄电池组7内。
参见附图4，所述360度回转矢量推进器3包括：
固定在所述机器人主体1的驱动电机306；
通过联轴器和所述驱动电机306输出轴连接的蜗杆轴305，所述蜗杆轴305另一端和第二滚动轴承303过盈配合；
和所述蜗杆轴305啮合的蜗轮304；
以及通过平键与所述蜗轮304过盈配合的回转轴302，所述回转轴302两端分别和两个推进器301通过螺栓固定连接。
驱动电机306驱动蜗杆轴305旋转，再通过蜗轮304蜗杆啮合传动带动回转轴302旋转，从而实现两个推进器301在360度旋转，可实现机器人的俯仰运动，两个推进器301的差速运动可实现机器人的转弯运动，由于是蜗杆带动蜗轮304传动，所以当蜗杆的导程角小于齿轮啮合间当量摩擦角时可实现方向自锁，即控制命令执行结束之后机构就会自锁，可以使得两个推进器301的旋转角度更加精确稳健，驱动电机306停止工作时也不会承受扭矩外载，更不会发生螺杆轴的“滑坡反转”现象。
参见附图5，所述尾部矢量推进器4包括推进单元和带动推进单元摆动的摆动单元；
所述推进单元包括：
主电机401；
通过联轴器和所述主电机401输出轴连接的主传动轴；
通过平键和所述主传动轴过盈配合的锥齿轮Ⅳ410；
和所述锥齿轮Ⅳ410啮合的锥齿轮Ⅲ409；
和所述锥齿轮Ⅲ409啮合的锥齿轮Ⅱ406；
以及螺旋桨407，所述螺旋桨407的输入轴通过平键和所述锥齿轮Ⅱ406过盈配合；
所述摆动单元包括：
固定在机器人主体1上的固定支架404；
设置在机器人主体1上的辅电机402；
通过联轴器和所述辅电机402输出轴连接的辅传动轴，所述辅传动轴通过轴承设置在固定支架404上；
通过平键和所述辅传动轴过盈配合的直齿轮Ⅰ403；
和所述直齿轮Ⅰ403啮合的直齿轮Ⅱ412；
和所述直齿轮Ⅱ412固定在同一空心轴上的锥齿轮Ⅴ411；
和所述锥齿轮Ⅴ411啮合的锥齿轮Ⅰ405；
以及和所述锥齿轮Ⅰ405固定连接并和锥齿轮Ⅲ409的中心轴通过个滚动轴承连接的摆动支架408，所述摆动支架408和所述螺旋桨407输入轴通过滚动轴承连接。
主电机401运动通过联轴器带动主传动轴旋转，主传动轴上的锥齿轮Ⅳ410与锥齿轮Ⅲ409啮合传动使锥齿轮Ⅲ409旋转，锥齿轮Ⅲ409与锥齿轮Ⅱ406啮合传动使锥齿轮Ⅱ406旋转，从而带动螺旋桨407持续旋转提供水下机器人前进的动力，辅电机402运动通过联轴器带动辅传动轴旋转，辅传动轴上的直齿轮Ⅰ403与直齿轮Ⅱ412啮合传动使直齿轮Ⅱ412旋转，同时与直齿轮Ⅱ412在同一个空心轴上的锥齿轮Ⅴ411也旋转，锥齿轮Ⅴ411与锥齿轮Ⅰ405啮合传动使锥齿轮Ⅰ405旋转，而锥齿轮Ⅰ405固定在摆动支架408，故此时摆动支架408也会运动，从而实现螺旋桨407的摆动，而摆偏角取决于对辅电机402角度的控制。
本发明的机械手5根据实际工况，可以更换为不同类型的机械手5，扩展水下机器人在水下的功能范围。
本发明的具体工作过程为：主控制器6控制液压站的电控阀，使得液压缸1102缩回，因此太阳能电池板1101也随之闭合，水下机器人下潜过程中，蓄电池组7提供给水下机器人能量，同时波浪能发电装置8随着水流运动的起伏而在一定范围内上下摆动，波浪能发电系统内的滑动永磁铁组在两端来回的滑动，此时滑动永磁铁组切割磁感线，线圈内产生交变电流，该交变电流输入整理电路板，整理电路板输出的直流电通过线路储存于蓄电池组7内；潮汐能发电装置9的水轮通过水流的变化带动旋转轮旋转，从而带动发电机工作，使得产出清洁能源，通过设有蓄电池组7，能够将发电机发出的能量通过逆变器转换成电能，能够安全储存在蓄电池组7内。机器人的俯仰运动，会引起水下机器人所处的海洋环境中的温度发生变化，海洋温差能发电装置10利用水下机器人的俯仰运动所产生的温差进行发电，并且通过线路储存在蓄电池组7内。
在水下机器人体内的蓄电池组7储存电量不多时，水下机器人会上浮于水面，此时主控制器6控制液压站的电控阀，使得液压缸1102伸出，因此太阳能电池板1101也随之张开，使太阳能电池板1101最大程度上采集太阳能，同时转化为电能储存在蓄电池组7内，同样波浪能发电装置8和潮汐能发电装置9正常发电，并储存在蓄电池组7内，并且此时第一发电机12工作给蓄电池组7充电，当电充满时机水下机器人潜入水下继续作业，这种混合动力源的方式省去了拆卸电池充电的过程，只需添加燃油即可且续航能力更强。

Claims (8)

1.一种多动力源水下机器人，其特征在于，包括：
机器人主体(1)；
设置在所述机器人主体(1)前端的云台(2)；
设置在所述机器人主体(1)上的360度回转矢量推进器(3)，所述360度回转矢量推进器(3)包括设置在所述机器人主体(1)上的回转机构以及对称设置在所述机器人主体(1)两侧的两个推进器(301)，所述回转机构带动两个所述推进器(301)转动；
设置在所述机器人主体(1)末端的尾部矢量推进器(4)；
设置在所述机器人主体(1)下端面的机械手(5)；
设置在所述机器人主体(1)上的发电装置，所述发电装置包括波浪能发电装置(8)、潮汐能发电装置(9)、海洋温差能发电装置(10)、太阳能发电装置(11)以及燃油发电装置；
以及设置在所述机器人主体(1)上的主控制器(6)和蓄电池组(7)；所述蓄电池组(7)和所述发电装置连接充电并为所述机器人整体供电，所述主控制器(6)控制整体动作。
2.根据权利要求1所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述机器人还包括设置在所述机器人主体(1)的一个容纳腔内的安全气囊，所述安全气囊的开关和所述主控制器(6)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述波浪能发电装置(8)包括通过第一滚动轴承和所述机器人主体(1)连接的摆动轴以及和所述摆动轴两端固定连接的两个波浪能发电系统，每个所述波浪能发电系统包括：
和所述摆动轴连接的外浮管；
和所述外浮管固定连接的永磁铁；
设置在所述永磁铁外部的发电管和线圈组，所述永磁铁相对线圈组切割磁场线运动；
以及和所述线圈组连接的整理电路板，所述整理电路板和所述蓄电池组(7)连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述潮汐能发电装置(9)包括第二发电机、旋转轮、传动轴和第一逆变器，所述旋转轮和固定在所述机器人主体(1)上的第二发电机输出轴通过传动轴连接，所述第二发电机和所述第一逆变器连接，所述第一逆变器和所述蓄电池组连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述海洋温差能发电装置(10)包括蒸发器、冷凝器、第三发电机、液氨、氨泵、温水泵、冷水泵和第二逆变器；所述温水泵和蒸发器连接，所述冷水泵和所述冷凝器连接，所述蒸发器出口和所述冷凝器入口通过连管连通，并连接有第三发电机，所述冷凝器出口和所述蒸发器入口通过氨泵连接，所述液氨设置在所述蒸发器中，所述第三发电机通过第二逆变器和所述蓄电池组(7)连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述太阳能发电装置(11)包括：
左右对称设置在所述机器人主体(1)上的两个太阳能电池板(1101)，所述太阳能电池板(1101)位于外侧的一侧面和所述机器人主体(1)铰接；
以及固定设置在所述机器人主体(1)上的两个液压缸(1102)，两个液压缸(1102)分别和两个太阳能电池板(1101)的铰接，推动两个所述太阳能电池板(1101)张开或闭合，所述液压缸(1102)和一个液压泵站连接，所述液压泵站和所述主控制器(6)电连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述360度回转矢量推进器(3)包括：
固定在所述机器人主体(1)的驱动电机(306)；
通过联轴器和所述驱动电机(306)输出轴连接的蜗杆轴(305)，所述蜗杆轴(305)另一端和第二滚动轴承(303)过盈配合；
和所述蜗杆轴(305)啮合的蜗轮(304)；
以及通过平键与所述蜗轮(304)过盈配合的回转轴(302)，所述回转轴(302)两端分别和两个推进器(301)通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求1或2所述的一种多动力源水下机器人，其特征在于，所述尾部矢量推进器(4)包括推进单元和带动推进单元摆动的摆动单元；
所述推进单元包括：
主电机(401)；
通过联轴器和所述主电机(401)输出轴连接的主传动轴；
通过平键和所述主传动轴过盈配合的锥齿轮Ⅳ(410)；
和所述锥齿轮Ⅳ(410)啮合的锥齿轮Ⅲ(409)；
和所述锥齿轮Ⅲ(409)啮合的锥齿轮Ⅱ(406)；
以及螺旋桨(407)，所述螺旋桨(407)的输入轴通过平键和所述锥齿轮Ⅱ(406)过盈配合；
所述摆动单元包括：
固定在机器人主体(1)上的固定支架(404)；
设置在机器人主体(1)上的辅电机(402)；
通过联轴器和所述辅电机(402)输出轴连接的辅传动轴，所述辅传动轴通过轴承设置在固定支架(404)上；
通过平键和所述辅传动轴过盈配合的直齿轮Ⅰ(403)；
和所述直齿轮Ⅰ(403)啮合的直齿轮Ⅱ；
和所述直齿轮Ⅱ固定在同一空心轴上的锥齿轮Ⅴ(412)(411)；
和所述锥齿轮Ⅴ(412)(411)啮合的锥齿轮Ⅰ(405)；
以及和所述锥齿轮Ⅰ(405)固定连接并和锥齿轮Ⅲ(409)的中心轴通过个滚动轴承连接的摆动支架(408)，所述摆动支架(408)和所述螺旋桨(407)输入轴通过滚动轴承连接。
CN201810569994.7A 2018-06-05 2018-06-05 一种多动力源水下机器人 Pending CN108528668A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810569994.7A CN108528668A (zh) 2018-06-05 2018-06-05 一种多动力源水下机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810569994.7A CN108528668A (zh) 2018-06-05 2018-06-05 一种多动力源水下机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108528668A true CN108528668A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63470239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810569994.7A Pending CN108528668A (zh) 2018-06-05 2018-06-05 一种多动力源水下机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108528668A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109849022A (zh) * 2019-04-10 2019-06-07 徐扬 一种水下吸附式机器人
CN110182341A (zh) * 2019-06-21 2019-08-30 上海海洋大学 一种用于水族馆表演的仿生机器海龟
CN112054761A (zh) * 2020-08-12 2020-12-08 哈尔滨工程大学 带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人
CN112615565A (zh) * 2020-12-03 2021-04-06 大连海事大学 一种基于微型温差发电的物质识别装置及其识别方法
CN112706919A (zh) * 2021-01-14 2021-04-27 湖南翰坤实业有限公司 一种海空两栖无人作战设备
CN112761833A (zh) * 2021-02-01 2021-05-07 江苏科技大学 一种柴电混合动力无人潜器进排气装置
CN112829906A (zh) * 2021-03-19 2021-05-25 苏州市臻湖流体技术有限公司 一种深水型潜水艇
CN113002749A (zh) * 2021-04-28 2021-06-22 广东海洋大学 一种新型仿生鳐鱼
CN113060260A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 三峡大学 具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置及使用方法
CN113277041A (zh) * 2021-06-10 2021-08-20 江苏海洋大学 一种新概念水下无人航行器
CN113340459A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 海南电网有限责任公司五指山供电局 一种电力设备无源无线测温系统
CN113911302A (zh) * 2021-11-28 2022-01-11 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 一种长航时水下航行器
CN114101237A (zh) * 2021-11-15 2022-03-01 江苏中科水务机器人科技有限公司 一种自来水管道水下探测及清理机器人

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201371933Y (zh) * 2009-03-20 2009-12-30 中国人民解放军国防科学技术大学 基于波浪能的滑翔推进器
CN102213199A (zh) * 2011-06-02 2011-10-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种利用海洋温差发电的方法及装置
CN101513927B (zh) * 2009-03-20 2012-07-25 中国人民解放军国防科学技术大学 基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器
CN102887217A (zh) * 2012-09-24 2013-01-23 天津大学 一种自治式水下航行器矢量推进装置
CN103569343A (zh) * 2013-10-24 2014-02-12 浙江大学 一种水下摆动推进器
CN104791184A (zh) * 2015-04-16 2015-07-22 长沙理工大学 一种摆动发电的波浪能装置
CN205396418U (zh) * 2016-03-07 2016-07-27 浙江国际海运职业技术学院 一种改良结构的双体船
CN106828838A (zh) * 2017-01-24 2017-06-13 哈尔滨工程大学 一种便携式流线型遥控水下机器人
CN206608270U (zh) * 2017-03-08 2017-11-03 江滨 一种小型潮汐发电的设备
CN207360548U (zh) * 2017-11-07 2018-05-15 哈尔滨工程大学 基于矢量推进的球形水下机器人

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201371933Y (zh) * 2009-03-20 2009-12-30 中国人民解放军国防科学技术大学 基于波浪能的滑翔推进器
CN101513927B (zh) * 2009-03-20 2012-07-25 中国人民解放军国防科学技术大学 基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器
CN102213199A (zh) * 2011-06-02 2011-10-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种利用海洋温差发电的方法及装置
CN102887217A (zh) * 2012-09-24 2013-01-23 天津大学 一种自治式水下航行器矢量推进装置
CN103569343A (zh) * 2013-10-24 2014-02-12 浙江大学 一种水下摆动推进器
CN104791184A (zh) * 2015-04-16 2015-07-22 长沙理工大学 一种摆动发电的波浪能装置
CN205396418U (zh) * 2016-03-07 2016-07-27 浙江国际海运职业技术学院 一种改良结构的双体船
CN106828838A (zh) * 2017-01-24 2017-06-13 哈尔滨工程大学 一种便携式流线型遥控水下机器人
CN206608270U (zh) * 2017-03-08 2017-11-03 江滨 一种小型潮汐发电的设备
CN207360548U (zh) * 2017-11-07 2018-05-15 哈尔滨工程大学 基于矢量推进的球形水下机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁晓梅: "《船舶动装设计》", 30 April 2014, 大连海事大学出版社 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109849022A (zh) * 2019-04-10 2019-06-07 徐扬 一种水下吸附式机器人
CN110182341A (zh) * 2019-06-21 2019-08-30 上海海洋大学 一种用于水族馆表演的仿生机器海龟
CN112054761A (zh) * 2020-08-12 2020-12-08 哈尔滨工程大学 带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人
CN112615565B (zh) * 2020-12-03 2023-02-10 大连海事大学 一种基于微型温差发电的物质识别装置及其识别方法
CN112615565A (zh) * 2020-12-03 2021-04-06 大连海事大学 一种基于微型温差发电的物质识别装置及其识别方法
CN112706919A (zh) * 2021-01-14 2021-04-27 湖南翰坤实业有限公司 一种海空两栖无人作战设备
CN112706919B (zh) * 2021-01-14 2023-02-21 湖南翰坤实业有限公司 一种海空两栖无人作战设备
CN112761833A (zh) * 2021-02-01 2021-05-07 江苏科技大学 一种柴电混合动力无人潜器进排气装置
CN112829906A (zh) * 2021-03-19 2021-05-25 苏州市臻湖流体技术有限公司 一种深水型潜水艇
CN113060260A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 三峡大学 具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置及使用方法
CN113002749A (zh) * 2021-04-28 2021-06-22 广东海洋大学 一种新型仿生鳐鱼
CN113340459A (zh) * 2021-04-30 2021-09-03 海南电网有限责任公司五指山供电局 一种电力设备无源无线测温系统
CN113277041A (zh) * 2021-06-10 2021-08-20 江苏海洋大学 一种新概念水下无人航行器
CN114101237A (zh) * 2021-11-15 2022-03-01 江苏中科水务机器人科技有限公司 一种自来水管道水下探测及清理机器人
CN114101237B (zh) * 2021-11-15 2023-10-31 江苏中科水务机器人科技有限公司 一种自来水管道水下探测及清理机器人
CN113911302A (zh) * 2021-11-28 2022-01-11 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 一种长航时水下航行器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108528668A (zh) 一种多动力源水下机器人
CN101519113B (zh) 基于波浪能的滑翔推进器
CN103832564B (zh) 一种梭形水下滑翔器设计及控制方法
CN101513927B (zh) 基于波浪能的倾转旋翼矢量推进器
CN107235130A (zh) 一种用于小型海洋航行器的摆翼式波浪能收集装置
CN106394845A (zh) 一种利用波浪能及风能联合驱动的海上探测机器人
CN107600370B (zh) 一种折叠式水下滑翔机太阳能翼板展开机构
CN212637870U (zh) 一种以波动胸鳍为动力的单主轴单电机仿鳐鱼机器鱼
CN105756847A (zh) 一种为海洋浮标提供电能的波浪发电装置
CN113135077B (zh) 一种智能两栖双体深海工程勘探潜航器
CN105822487A (zh) 一种外置集成式的海洋波浪能发电水翼装置
CN107539429A (zh) 一种防倾覆无人测量船
CN108545163A (zh) 一种仿水母运动的水下机器人
CN112373663A (zh) 利用波浪能发电的波浪滑翔机构
CN113060262A (zh) 扑翼发电驱动一体的海洋机器人及工作方法
CN109515662A (zh) 一种适用于具有永久续航能力的水下无人航行器的充电系统
CN107985537A (zh) 一种新型涵道式两栖潜航器
CN108820166A (zh) 一种可重构铰接式水下机器人
CN206511094U (zh) 一种利用波浪能及风能联合驱动的海上探测机器人
CN105539784A (zh) 一种蹼翼型波浪能水下滑翔测量平台及测量方法
CN106892076A (zh) 智能无人帆船及其控制方法
CN109895980A (zh) 一种具有矢量推进功能的小型水下机器人
CN109080801B (zh) 一种基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机
CN207141332U (zh) 一种防倾覆无人测量船
CN114320723B (zh) 一种海洋工程测绘用水上测绘装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180914

RJ01 Rejection of invention patent application after publication