CN109050833A - 一种绳索式水下探测装置结构 - Google Patents

一种绳索式水下探测装置结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109050833A
CN109050833A CN201810884416.2A CN201810884416A CN109050833A CN 109050833 A CN109050833 A CN 109050833A CN 201810884416 A CN201810884416 A CN 201810884416A CN 109050833 A CN109050833 A CN 109050833A
Authority
CN
China
Prior art keywords
driving line
trunk
telecontrol equipment
tail portion
clamping rings
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.)
Granted
Application number
CN201810884416.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109050833B (zh
Inventor
何钢
陈璐琪
钱雪松
曹钊源
姜君
刘永杰
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.)
Changzhou Campus of Hohai University
Original Assignee
Changzhou Campus of Hohai 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 Changzhou Campus of Hohai University filed Critical Changzhou Campus of Hohai University
Priority to CN201810884416.2A priority Critical patent/CN109050833B/zh
Publication of CN109050833A publication Critical patent/CN109050833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109050833B publication Critical patent/CN109050833B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B63C11/34—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for

Abstract

本发明公开了一种绳索式水下探测装置，装置包括水下运动装置、信息装置；其中水下运动装置包括水下垂直运动装置和水下水平运动装置，信息装置包括信息收集装置和信息发射装置；水下垂直运动装置通过螺纹螺杆连接在水下水平运动装置的正上方，信息收集装置安装在水下垂直运动装置的正前方，信息发射装置安装在水下垂直运动装置的上方。采用了上述技术方案后，气泵通过充气阀向刚性外壳内部输入的气体，改变刚性外壳内部气压，通过进水单向阀和出水单向阀控制刚性外壳内气体的体积，从而实现水中的垂直运动。储气囊的气体还可通过气管通道向刚性外壳内输入气体，其本身也增加了一定的浮力。

Description

一种绳索式水下探测装置结构
技术领域
本发明涉及一种绳索式水下探测装置结构，属于机器人技术领域。
背景技术
目前，水下探测装置多采用的是刚性机器人结构，其质量较大，控制过程复杂，制作成本高，精度要求高，现有的绳索驱动的水下探测装置，其驱动装置安装在内部，本发明提出了一种新的水下探测装置，解决了上述问题，通过安装在内部的驱动装置配合驱动线的拉扯实现水下探测装置的变形，此外，这种绳索式水下探测装置仿照鱼的外形，不易被察觉，且变形过程简单，能够在水下复杂环境中自由的游动，控制过程简单，结构简单，成本较低，所需的能量较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，克服现有技术的缺陷，提供一种绳索式水下机器人结构，它能够实现水下探测装置在水中的自由游动，收集水下环境信息并发射出去，并且驱动方式在软体鱼的内部。
为了解决上述问题，本发明的方案是提出一种绳索式水下探测装置，所述装置包括水下运动装置、信息装置；其中水下运动装置包括水下垂直运动装置和水下水平运动装置，信息装置包括信息收集装置和信息发射装置；所述水下垂直运动装置通过螺纹螺杆连接在水下水平运动装置的正上方，所述信息收集装置安装在水下垂直运动装置的正前方，信息发射装置安装在水下垂直运动装置的上方。
上述水下水平运动装置的外形为仿鱼硅胶体，其包括躯干活动圆环、储气囊、躯干驱动线、尾部驱动线、尾部活动圆环、固定圆环一、连接驱动线一、电机滑轮组合一、连接驱动线二、电机滑轮组合二、连接驱动线三、固定圆环三、电极滑轮组合三、固定圆环二、电极滑轮组合四以及连接驱动线四；
所述储气囊位于水平运动装置仿鱼硅胶体的前端，依次往后为躯干段和尾部段，躯干段位于固定圆环一和固定圆环二之间，尾部段位于固定圆环二和固定圆环三之间；
所述水下水平运动装置的躯干和尾部分别设置两个垂直水平面的空腔，所述躯干活动圆环设置在躯干段的空腔内，尾部活动圆环设置在尾部段的空腔内；
所述躯干驱动线设为两组，分别对称分布在的躯干活动圆环的两侧，每组沿着垂直水平方向设置若干条，每组躯干驱动线呈“Ω”状排布，两端分别连接固定圆环一和固定圆环二，中间凸起状穿过躯干活动圆环；躯干驱动线的凹槽部分分别设置电机滑轮组合一和电极滑轮组合四，所述电机滑轮组合一通过连接驱动线一固定在躯干活动圆环上，所述电极滑轮组合四通过连接驱动线四固定在躯干活动圆环上；
所述尾部驱动线设为两组，分别对称分布在的尾部活动圆环的两侧，每组沿着垂直水平方向设置若干条，每组尾部驱动线呈“Ω”状排布，两端分别连接固定圆环二和固定圆环三，中间凸起状穿过尾部活动圆环；尾部驱动线的凹槽部分分别设置电机滑轮组合二和电极滑轮组合三，所述电机滑轮组合二通过连接驱动线二固定在尾部活动圆环上，所述电极滑轮组合三通过连接驱动线三固定在尾部活动圆环上。
上述水平运动装置的前端，在固定圆环一的前部设置一个凹槽用于储气囊的安装。
上述水下垂直运动装置包括充气阀、气泵、出气阀、稳压阀、进水单向阀、出水单向阀以及刚性外壳；所述刚性外壳内部设置一个密封腔，气泵安装在密封腔的内部，密封腔的内壁上安装有一个充气阀，刚性外壳的外部壳体上方设置出气阀和稳压阀，下方设置进水单向阀、出水单向阀。
上述信息发射装置为浮球信息发射装置，通过缆线连接在水下垂直运动装置的上。
上述信息收集装置为一个视觉传感器。
本发明所达到的有益效果：
采用了上述技术方案后，气泵通过充气阀向刚性外壳内部输入的气体，改变刚性外壳内部气压，通过进水单向阀和出水单向阀控制刚性外壳内气体的体积，从而实现水中的垂直运动。储气囊的气体还可通过气管通道向刚性外壳内输入气体，其本身也增加了一定的浮力。
附图说明
图1是本发明的正视图；
图2是水下水平运动装置的俯视图；
图3是本发明的结构变形示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种绳索式水下探测装置，所述装置包括水下运动装置、信息装置；其中水下运动装置包括水下垂直运动装置2和水下水平运动装置1，信息装置包括信息收集装置3和信息发射装置4；所述水下垂直运动装置2通过螺纹螺杆连接在水下水平运动装置1的正上方，所述信息收集装置3安装在水下垂直运动装置2的正前方，信息发射装置4安装在水下垂直运动装置2的上方。
如图2所示，上述水下水平运动装置1的外形为仿鱼硅胶体，其包括躯干活动圆环1-1、储气囊1-2、躯干驱动线1-3、尾部驱动线1-4、尾部活动圆环1-5、固定圆环一1-6、连接驱动线一1-7、电机滑轮组合一1-8、连接驱动线二1-9、电机滑轮组合二1-10、连接驱动线三1-11、固定圆环三1-12、电极滑轮组合三1-13、固定圆环二1-14、电极滑轮组合四1-15以及连接驱动线四1-16；
所述储气囊1-2位于水平运动装置1仿鱼硅胶体的前端，依次往后为躯干段和尾部段，躯干段位于固定圆环一1-6和固定圆环二1-14之间，尾部段位于固定圆环二1-14和固定圆环三1-12之间；
所述水下水平运动装置1的躯干和尾部分别设置两个垂直水平面的空腔，所述躯干活动圆环1-1设置在躯干段的空腔内，尾部活动圆环1-5设置在尾部段的空腔内；
所述躯干驱动线1-3设为两组，分别对称分布在的躯干活动圆环1-1的两侧，每组沿着垂直水平方向设置若干条，每组躯干驱动线1-3呈“Ω”状排布，两端分别连接固定圆环一1-6和固定圆环二1-14，中间凸起状穿过躯干活动圆环1-1；躯干驱动线1-3的凹槽部分分别设置电机滑轮组合一1-8和电极滑轮组合四1-15，所述电机滑轮组合一1-8通过连接驱动线一1-7固定在躯干活动圆环1-1上，所述电极滑轮组合四1-15通过连接驱动线四1-16固定在躯干活动圆环1-1上；
所述尾部驱动线1-4设为两组，分别对称分布在的尾部活动圆环1-5的两侧，每组沿着垂直水平方向设置若干条，每组尾部驱动线1-4呈“Ω”状排布，两端分别连接固定圆环二1-14和固定圆环三1-12，中间凸起状穿过尾部活动圆环1-5；尾部驱动线1-4的凹槽部分分别设置电机滑轮组合二1-10和电极滑轮组合三1-13，所述电机滑轮组合二1-10通过连接驱动线二1-9固定在尾部活动圆环1-5上，所述电极滑轮组合三1-13通过连接驱动线三1-11固定在尾部活动圆环1-5上。
如图1所示，上述水平运动装置1的前端，在固定圆环一1-6的前部设置一个凹槽用于储气囊1-2的安装。
如图1所示，上述水下垂直运动装置2包括充气阀2-1、气泵2-2、出气阀2-3、稳压阀2-4、进水单向阀2-5、出水单向阀2-6以及刚性外壳2-7；所述刚性外壳2-7内部设置一个密封腔，气泵2-2安装在密封腔的内部，密封腔的内壁上安装有一个充气阀2-1，刚性外壳2-7的外部壳体上方设置出气阀2-3和稳压阀2-4，下方设置进水单向阀2-5、出水单向阀2-6。
如图1所示，上述信息发射装置4为浮球信息发射装置4-1，通过缆线4-2连接在水下垂直运动装置2的上。
如图1所示，上述信息收集装置3为一个视觉传感器。
本发明的工作原理如下：
前进运动：电机滑轮组合一1-8工作，滑轮拉动躯干活动圆环一1-1向上运动，连接躯干活动圆环1-1的连接驱动线一1-7绷紧，连接驱动线四1-16处于放松状态，上部的躯干驱动线1-3拉动绳索式水下探测装置的躯干部分发生变形；电机滑轮组合一1-8工作的同时，电机滑轮组合四1-15工作，电机滑轮组合三1-13拉动尾部活动圆环1-5向下运动，连接尾部活动圆环1-5的连接驱动线三1-11绷紧，连接驱动线二1-9处于放松状态，下部的尾部驱动线1-4拉动绳索式水下探测装置的尾部发生变形。绳索式水下探测装置躯干和尾部的变形可防止绳索式水下探测装置在水中的旋转。然后电机滑轮组合一1-8和电机滑轮组合四1-15停止工作，电机滑轮组合二1-10和电机滑轮组合三1-13按照相同方式开始工作，循环往复，共同实现鱼的前进运动，如图3所示。
右转向运动：电机滑轮组合一1-8工作，电机滑轮组合1-8拉动活动圆环1向下运动，连接活动圆环的连接驱动线1绷紧，连接驱动线4处于放松状态，上部的躯干驱动线1-3拉动绳索式水下探测装置的躯干部分发生变形。
左转向运动：电机滑轮4工作，电机滑轮组合4拉动活动圆环向下运动，连接躯干活动圆环1-1的连接驱动线四1-16绷紧，连接驱动线一1-7处于放松状态，下部的躯干驱动线1-3拉动绳索式水下探测装置的躯干部分发生变形。
浮沉运动：将水下探测装置置于水中，在压强差的作用下，进水单向阀2-5的工作进水，出水单向阀2-6不工作，减小了空腔所产生的浮力，水进入刚性外壳2-7形成的空腔中，慢慢下落并实现平衡，稳压阀2-4稳定内部气压；气泵2-2工作，通过充气阀2-1向刚性内壳2-7形成的空腔中充入气体，增大内部的压强，在压强差的作用下出水单向阀2-6工作，进水单向阀2-5不工作，增加了内部的浮力，实现上浮。储气囊1-2还可用于提供一部分的气体，其本身具有一部分的浮力，与刚性外壳2-7中形成的浮力形成总浮力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种绳索式水下探测装置，其特征在于：所述装置包括水下运动装置、信息装置；其中水下运动装置包括水下垂直运动装置和水下水平运动装置，信息装置包括信息收集装置和信息发射装置；所述水下垂直运动装置通过螺纹螺杆连接在水下水平运动装置的正上方，所述信息收集装置安装在水下垂直运动装置的正前方，信息发射装置安装在水下垂直运动装置的上方。
2.根据权利要求1所述的一种绳索式水下探测装置，其特征在于：所述水下水平运动装置的外形为仿鱼硅胶体，其包括躯干活动圆环、储气囊、躯干驱动线、尾部驱动线、尾部活动圆环、固定圆环一、连接驱动线一、电机滑轮组合一、连接驱动线二、电机滑轮组合二、连接驱动线三、固定圆环三、电极滑轮组合三、固定圆环二、电极滑轮组合四以及连接驱动线四；
所述储气囊位于水平运动装置仿鱼硅胶体的前端，依次往后为躯干段和尾部段，躯干段位于固定圆环一和固定圆环二之间，尾部段位于固定圆环二和固定圆环三之间；
所述水下水平运动装置的躯干和尾部分别设置两个垂直水平面的空腔，所述躯干活动圆环设置在躯干段的空腔内，尾部活动圆环设置在尾部段的空腔内；
所述躯干驱动线设为两组，分别对称分布在的躯干活动圆环的两侧，每组沿着垂直水平方向设置若干条，每组躯干驱动线呈“Ω”状排布，两端分别连接固定圆环一和固定圆环二，中间凸起状穿过躯干活动圆环；躯干驱动线的凹槽部分分别设置电机滑轮组合一和电极滑轮组合四，所述电机滑轮组合一通过连接驱动线一固定在躯干活动圆环上，所述电极滑轮组合四通过连接驱动线四固定在躯干活动圆环上；
所述尾部驱动线设为两组，分别对称分布在的尾部活动圆环的两侧，每组沿着垂直水平方向设置若干条，每组尾部驱动线呈“Ω”状排布，两端分别连接固定圆环二和固定圆环三，中间凸起状穿过尾部活动圆环；尾部驱动线的凹槽部分分别设置电机滑轮组合二和电极滑轮组合三，所述电机滑轮组合二通过连接驱动线二固定在尾部活动圆环上，所述电极滑轮组合三通过连接驱动线三固定在尾部活动圆环上。
3.根据权利要求2所述的一种绳索式水下探测装置，其特征在于：所述水平运动装置的前端，在固定圆环一的前部设置一个凹槽用于储气囊的安装。
4.根据权利要求1所述的一种绳索式水下探测装置，其特征在于：所述水下垂直运动装置包括充气阀、气泵、出气阀、稳压阀、进水单向阀、出水单向阀以及刚性外壳；所述刚性外壳内部设置一个密封腔，气泵安装在密封腔的内部，密封腔的内壁上安装有一个充气阀，刚性外壳的外部壳体上方设置出气阀和稳压阀，下方设置进水单向阀、出水单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种绳索式水下探测装置，其特征在于：所述信息发射装置为浮球信息发射装置，通过缆线连接在水下垂直运动装置的上。
6.根据权利要求1所述的一种绳索式水下探测装置，其特征在于：所述信息收集装置为一个视觉传感器。
CN201810884416.2A 2018-08-06 2018-08-06 一种绳索式水下探测装置结构 Active CN109050833B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810884416.2A CN109050833B (zh) 2018-08-06 2018-08-06 一种绳索式水下探测装置结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810884416.2A CN109050833B (zh) 2018-08-06 2018-08-06 一种绳索式水下探测装置结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109050833A true CN109050833A (zh) 2018-12-21
CN109050833B CN109050833B (zh) 2020-06-09

Family

ID=64831615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810884416.2A Active CN109050833B (zh) 2018-08-06 2018-08-06 一种绳索式水下探测装置结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109050833B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115326357A (zh) * 2022-10-17 2022-11-11 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 一种试验体冲击入水特性及柔性气囊水下特性的测量装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09207764A (ja) * 1996-02-03 1997-08-12 Etsuro Nagai 水中ゴンドラｉｉ
CN101797971A (zh) * 2010-04-08 2010-08-11 北京航空航天大学 一种仿鳕鱼机器人
CN201619680U (zh) * 2010-02-23 2010-11-03 湖北工业大学 鱼式水下搜救器
CN105539792A (zh) * 2015-12-12 2016-05-04 北京航空航天大学 一种具有换轴门式机构的凸轮绳驱动机器鱼尾摆动装置
CN206766306U (zh) * 2017-06-06 2017-12-19 厦门大学 一种适用于水下噪声监测的机器鱼
CN107757849A (zh) * 2016-08-18 2018-03-06 深圳市中科莲花净水科技有限公司 主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09207764A (ja) * 1996-02-03 1997-08-12 Etsuro Nagai 水中ゴンドラｉｉ
CN201619680U (zh) * 2010-02-23 2010-11-03 湖北工业大学 鱼式水下搜救器
CN101797971A (zh) * 2010-04-08 2010-08-11 北京航空航天大学 一种仿鳕鱼机器人
CN105539792A (zh) * 2015-12-12 2016-05-04 北京航空航天大学 一种具有换轴门式机构的凸轮绳驱动机器鱼尾摆动装置
CN107757849A (zh) * 2016-08-18 2018-03-06 深圳市中科莲花净水科技有限公司 主动加从动混合驱动仿鱼尾水下推进装置
CN206766306U (zh) * 2017-06-06 2017-12-19 厦门大学 一种适用于水下噪声监测的机器鱼

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115326357A (zh) * 2022-10-17 2022-11-11 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 一种试验体冲击入水特性及柔性气囊水下特性的测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109050833B (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202124110U (zh) 海底观光艇
CN103950524B (zh) 喷射式仿生水下航行器及其工作方式
CN106764246B (zh) 基于形状记忆合金驱动的管道机器人
CN103332282A (zh) 一种密闭机械传动式机器水母
CN103719048A (zh) 水上操控管吸式海参捕捞装置
CN205707253U (zh) 一种水下滑翔机进排水装置
CN108408006B (zh) 一种输流管驱动的水下仿生机器鱼
CN108545163A (zh) 一种仿水母运动的水下机器人
CN103734062A (zh) 一种深水网箱升降装置
CN104443278B (zh) 虚拟锚泊剖面浮标
CN109050833A (zh) 一种绳索式水下探测装置结构
CN207505735U (zh) 新型缆绳卷扬内网箱可上下移动的复式网箱
CN202193198U (zh) 喷水推进带缆遥控水下机器人
CN112249286B (zh) 一种具有多驱动系统的仿生机器鱼
CN106697236A (zh) 一种仿生机器鱼
CN101870352B (zh) 水下机器人用变形机构
CN206237333U (zh) 基于柔性压电驱动器的仿生章鱼水下推进系统
CN205707252U (zh) 一种小型水下航行器沉浮装置
CN114778790B (zh) 一种海洋生态修复工程海洋环境监测装置
CN208789912U (zh) 一种气动式仿生软体机器人
CN103935494A (zh) 一种组合结构电致动材料律动式驱动的水下推进器
CN103935492B (zh) 一种基于ipmc组合肌肉的仿心脏水下推进器
CN208344515U (zh) 一种仿水母运动的水下机器人
CN204432276U (zh) 一种可变结构的新型球形两栖机器人
CN208149578U (zh) 一种输流管驱动的水下仿生机器鱼

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant