CN108583833A - 一种用于水下机器人的驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水下机器人的驱动机构，包括环形基体、转动设置在环形基体上的环形齿轮、设置在环形基体上的用于驱动环形齿轮转动的齿轮驱动机构以及设置在环形齿轮上的两个螺旋桨驱动器。本发明具有积极的效果：使用时，环形基体可以绕机器人本体转动一定角度，螺旋桨驱动器又可绕环形基体转动一定角度，故该种驱动机构的驱动方向相对于机器人本体可以任意角度驱动。

Description

一种用于水下机器人的驱动机构
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种用于水下机器人的驱动机构。
背景技术
现有的水下机器人，其驱动机构的动力方向相对于本体的方向一般是固定的，依靠改变舵方向来改变行进方向，这种行进方式难以满足较为复杂行动的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以相对于机器人本体以任意角度驱动的用于水下机器人的驱动机构。
实现本发明目的的技术方案是：一种用于水下机器人的驱动机构，包括环形基体、转动设置在环形基体上的环形齿轮、设置在环形基体上的用于驱动环形齿轮转动的齿轮驱动机构以及设置在环形齿轮上的两个螺旋桨驱动器。
上述方案中，环形基体包括固定相连的底座和盖板，底座是一个环形平板，盖板包括环形平板部和环形壁板部，环形壁板部是环形平板部的内周边缘垂直凸出形成；环形壁板部上设有键孔部和轴孔部，键孔和轴孔同轴设置。
上述方案中，底座和盖板之间形成一个环形腔。
上述方案中，环形齿轮包括管状本体和设置在管状本体内周壁上的驱动齿；环形齿轮位于环形基体的环形腔中。
上述方案中，环形基体的环形腔中设有四个转动设置在底座上的定位齿轮，各定位齿轮和环形齿轮邻接适配；该四个定位齿轮设置在环形齿轮的内侧，环形齿轮被该四个定位齿轮定位，从而可绕环形基体的中心轴线转动。
上述方案中，齿轮驱动机构包括固定设置在环形基体底座下方的安装室、设置在安装室中的齿轮驱动电机、设置在安装室中的电池和设置在环形腔中的驱动齿轮。
上述方案中，齿轮驱动机构有两个，分别位于壳体的两侧。
上述方案中，两个螺旋桨驱动器位于环形齿轮的两侧，各螺旋桨驱动器包括固定设置在环形齿轮外周壁上的驱动室、设置在驱动室中的桨叶驱动电机和转动设置在驱动室外壁上的螺旋桨，各桨叶驱动电机驱动相应一个螺旋桨转动。
上述方案中，各驱动齿轮邻接环形齿轮并位于环形齿轮的内侧，齿轮驱动电机带动驱动齿轮转动时，带动环形齿轮绕壳体转动。
上述方案中，两个螺旋桨产生的动力方向相同。
本发明具有积极的效果：使用时，环形基体可以绕机器人本体转动一定角度，螺旋桨驱动器又可绕环形基体转动一定角度，故该种驱动机构的驱动方向相对于机器人本体可以任意角度驱动。
附图说明
图1是本发明的一种立体结构示意图；
图2是图1所示驱动机构的一种爆炸图；
图3是采用图3所制机器人的一种立体结构示意图；
图4是图3所示机器人的一种正视图；
图5是图3所示机器人的一种爆炸图。
附图标记为：壳体1，半球形观察窗11，驱动机构3，环形基体4，底座41，盖板42，环形平板部421，环形壁板部422，键孔部423，轴孔部424，定位齿轮43，环形齿轮5，管状本体51，驱动齿52，齿轮驱动机构6，安装室61，齿轮驱动电机62，电池63，驱动齿轮64，螺旋桨驱动器7，驱动室71，螺旋桨72，输出轴81，转轴82。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例是一种用于水下机器人的驱动机构，见图1至图2所示，该驱动机构3包括环形基体4、转动设置在环形基体上的环形齿轮5、设置在环形基体上的用于驱动环形齿轮转动的齿轮驱动机构6以及设置在环形齿轮上的两个螺旋桨驱动器7。
环形基体包括固定相连的底座41和盖板42，底座是一个环形平板，盖板包括环形平板部421和环形壁板部422，环形壁板部是环形平板部的内周边缘垂直凸出形成；环形壁板部上设有键孔部423和轴孔部424，键孔和轴孔同轴设置。底座和盖板之间形成一个环形腔。
环形齿轮包括管状本体51和设置在管状本体内周壁上的驱动齿52；环形齿轮位于环形基体的环形腔中。
环形基体的环形腔中设有四个转动设置在底座上的定位齿轮43，各定位齿轮和环形齿轮邻接适配；该四个定位齿轮设置在环形齿轮的内侧，环形齿轮被该四个定位齿轮定位，从而可绕环形基体的中心轴线转动。
齿轮驱动机构6包括固定设置在环形基体底座下方的安装室61、设置在安装室中的齿轮驱动电机62、设置在安装室中的电池63和设置在环形腔中的驱动齿轮64；本实施例中的齿轮驱动机构有两个，分别位于壳体的两侧。各驱动齿轮邻接环形齿轮并位于环形齿轮的内侧，齿轮驱动电机62带动驱动齿轮转动时，带动环形齿轮绕壳体转动。
两个螺旋桨驱动器7位于环形齿轮的两侧，各螺旋桨驱动器7包括固定设置在环形齿轮外周壁上的驱动室71、设置在驱动室中的桨叶驱动电机和转动设置在驱动室外壁上的螺旋桨72，各桨叶驱动电机驱动相应一个螺旋桨转动；优选的方案是，两个螺旋桨产生的动力方向相同。
（应用例1）
本应用例是采用上述实施例1制成的一种能改变动力驱动方向的水下机器人，见图3至图5所示，包括壳体1、内置于壳体中的摄像模块和用于驱动壳体移动的驱动机构3。
壳体的整体形状为球形，壳体的下部设有透明的半球形观察窗11；摄像模块包括内置于壳体中的具有驱动电机的云台机构、设置在云台机构上的摄像头和设置在云台机构上的照明灯（图上未画出）。摄像头固定设置在云台机构的底部，摄像头正对半球形观察窗的透明壁体。
驱动机构3包括转动设置在壳体上的环形基体4、转动设置在环形基体上的环形齿轮5、设置在环形基体上的用于驱动环形齿轮转动的齿轮驱动机构6以及设置在环形齿轮上的两个螺旋桨驱动器7。
环形基体包括固定相连的底座41和盖板42，底座是一个环形平板，盖板包括环形平板部421和环形壁板部422，环形壁板部是环形平板部的内周边缘垂直凸出形成；环形壁板部上设有键孔部423和轴孔部424，键孔和轴孔同轴设置。底座和盖板之间形成一个环形腔。
壳体中设有用于驱动环形基体转动的主驱动电机，本应用例中，主驱动电机的输出轴81伸出壳体的一侧端，并插设在环形基体上相应的键孔中，从而使得该输出轴和环形基体固定相连；壳体的另一端设有伸出壳体的转轴82，该转轴转动设置在环形基体上相应的轴孔中，输出轴和转轴同轴设置，故主驱动电机可通过输出轴带动环形基体绕转轴中心轴线转动。本应用例中，该转轴的中心轴线穿过球形壳体的球心。
环形齿轮包括管状本体51和设置在管状本体内周壁上的驱动齿52；环形齿轮位于环形基体的环形腔中。
环形基体的环形腔中设有四个转动设置在底座上的定位齿轮43，各定位齿轮和环形齿轮邻接适配；该四个定位齿轮设置在环形齿轮的内侧，环形齿轮被该四个定位齿轮定位，从而可绕环形基体的中心轴线转动。
齿轮驱动机构6包括固定设置在环形基体底座下方的安装室61、设置在安装室中的齿轮驱动电机62、设置在安装室中的电池63和设置在环形腔中的驱动齿轮64；本应用例中的齿轮驱动机构有两个，分别位于壳体的两侧。各驱动齿轮邻接环形齿轮并位于环形齿轮的内侧，齿轮驱动电机62带动驱动齿轮转动时，带动环形齿轮绕壳体转动。
两个螺旋桨驱动器7位于环形齿轮的两侧，各螺旋桨驱动器7包括固定设置在环形齿轮外周壁上的驱动室71、设置在驱动室中的桨叶驱动电机和转动设置在驱动室外壁上的螺旋桨72，各桨叶驱动电机驱动相应一个螺旋桨转动；优选的方案是，两个螺旋桨产生的动力方向相同。
本应用例还具有用于清扫半球形观察窗外壁的清扫机构2，清扫机构包括半环形支持板21、设置在壳体中的用于驱动半环形支持板往复摆动的清扫驱动电机、固定设置在半环形支持板内壁上行的清扫刷22；清扫驱动电机的输出轴伸出壳体固定设置在半环形支持板的一端，半环形支持板的另一端通过销轴转动设置在壳体上；清扫刷是海绵垫或毛刷；清扫驱动电机通过输出轴带动半环形支持板往复摆动，进而带动清扫刷刷除半球形观察窗外壁上的脏物。
本应用例工作中，主驱动电机可带动环形基体绕转轴往复转动，由于螺旋桨驱动器固定设置在环形基体上，故螺旋桨驱动器随着环形基体转动，实现改变螺旋桨驱动器的驱动方向；另外，桨叶驱动电机还可带动环形齿轮转动，故又可从另一角度改变螺旋桨驱动器的驱动方向；综合以上两种转动的角度调整，可使得螺旋桨驱动器实现360度无死角的任意方向驱动。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于水下机器人的驱动机构，其特征在于：包括环形基体、转动设置在环形基体上的环形齿轮、设置在环形基体上的用于驱动环形齿轮转动的齿轮驱动机构以及设置在环形齿轮上的两个螺旋桨驱动器；环形基体包括固定相连的底座和盖板，底座是一个环形平板，盖板包括环形平板部和环形壁板部，环形壁板部是环形平板部的内周边缘垂直凸出形成；环形壁板部上设有键孔部和轴孔部，键孔和轴孔同轴设置；
底座和盖板之间形成一个环形腔；环形齿轮包括管状本体和设置在管状本体内周壁上的驱动齿；环形齿轮位于环形基体的环形腔中；环形基体的环形腔中设有四个转动设置在底座上的定位齿轮，各定位齿轮和环形齿轮邻接适配；该四个定位齿轮设置在环形齿轮的内侧，环形齿轮被该四个定位齿轮定位，从而可绕环形基体的中心轴线转动；齿轮驱动机构包括固定设置在环形基体底座下方的安装室、设置在安装室中的齿轮驱动电机、设置在安装室中的电池和设置在环形腔中的驱动齿轮；各驱动齿轮邻接环形齿轮并位于环形齿轮的内侧，齿轮驱动电机带动驱动齿轮转动时，带动环形齿轮绕壳体转动。
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