CN109060434A - 一种可检测采样遥控水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可检测采样遥控水下机器人，包括主体机身和调节架，所述主体机身的上方安装有上架板，且主体机身的下方固定有下架板，所述调节架的下方安装有随动叶轮，且调节架位于下架板的下方，该可检测采样遥控水下机器人通过主体机身和监控板的设置，实现了水下机器人对于水下环境的实时监控录像目的，在调节杆的作用下，监控板得到支撑的同时，还能够就此具有一定的角度调节能力，在监控板上监控室内部安装监控元件或监控设备，照明灯则是为了提亮监控画面的亮度，避免水下光线较暗或者水草分布较密所造成的监控画面不清的问题，通过带有弧度的侧翼的设置，使整个机器人能够缓解一部分的水压冲击作用。

Description

一种可检测采样遥控水下机器人

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，具体为一种可检测采样遥控水下机器人。

背景技术

水下机器人是集合机械与智能技术于一身的智慧性设备，属于机器人的一种，中国水下机器人2009年首次在北冰洋海域冰下调查，“大洋一号”科学考察船第21航次就在开始不久的第三航段考察中，“大洋一号”首次使用水下机器人“海龙2号”在东太平洋海隆“鸟巢”黑烟囱区观察到罕见的巨大黑烟囱，并用机械手准确抓获约7千克黑烟囱喷口的硫化物样品，由于海洋深处的水压及水流情况不适合人类探查，水下机器人可以代替人类进行水下工作。

现代的水下机器人在水下运动时，需要面临种种水下考验，比如暗流、旋涡、高强水压以及海底礁石环境等等可能造成水下机器人行动受阻的自然因素，这就需要水下机器人需要有较好的动力结构和舒缓结构，但是这也是现下机器人普遍存在的问题，水下机器人自身需要保证有较高且较稳定的平衡性能，在水下动作时，需要保证水下机器人受外界水流影响较小，能够在较差的环境下仍然能够保持有绝对的平衡和行动稳定性，而这正是当下水下机器人普遍需要改进的地方，为此，我们提出一种高度稳定、受水流影响程度较弱且可检测采样的水下机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可检测采样遥控水下机器人，以解决上述背景技术中提出的水下机器人自身需要保证有较高且较稳定的平衡性能，在水下动作时，需要保证水下机器人受外界水流影响较小，能够在较差的环境下仍然能够保持有绝对的平衡和行动稳定性，而这正是当下水下机器人普遍需要改进的地方的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可检测采样遥控水下机器人，包括主体机身和调节架，所述主体机身的上方安装有上架板，且主体机身的下方固定有下架板，所述调节架的下方安装有随动叶轮，且调节架位于下架板的下方。

优选的，所述主体机身的表面安装有调节杆，且调节杆从监控板的内部贯穿，所述监控板的中间设置有监控室，且监控室的周围安装有照明灯。

优选的，所述主体机身的左右两侧均安装有侧翼，且侧翼与主体机身之间为嵌套配合连接，所述侧翼的外表面设置有缓压凹槽，且侧翼的内侧安装有补充滑板，所述补充滑板与侧翼之间尺寸相吻合，且补充滑板的下方安装有缓压杆，所述缓压杆的中间贯穿有压力板，且压力板沿缓压杆的水平方向均匀分布。

优选的，所述侧翼的下方安装有外护筒，且外护筒的表面均匀设置有通水槽口，所述通水槽口的内侧安装有负压风机，且外护筒的内侧设置有取样网筒，所述取样网筒的外壁呈蜂窝网状结构，且取样网筒的内部安装有取样玻璃腔。

优选的，所述上架板的上方安装有支架，且上架板与主体机身之间尺寸相互配合，所述支架的上方设置有连接杆，且水平检测架通过连接杆与支架转动连接，所述水平检测架的下方安装有检测筒。

优选的，所述检测筒的内部设置有通水管道，且通水管道的上下两侧均镶嵌有限流胶球，所述通水管道的内侧壁固定有斜管，且斜管为60°斜角朝下设置，所述斜管的管口处设置有隔网，且隔网的内侧安装有渗水棉，所述检测筒的上下两侧均设置有盖板，且盖板的内侧壁固定有探针，所述探针呈交错平行设置在渗水棉的内侧。

优选的，所述下架板的前侧安装有螺旋桨叶，且下架板的左右两侧外侧均设置有电机箱，所述电机箱的内部安装有电机，且电机的右侧设置有传动轴，所述电机箱靠外的一侧安装有横杆。

优选的，所述横杆的下方沿横杆的水平方向均匀设置有平板，且平板的下方安装有波浪嵌板，所述平板与波浪嵌板之间为嵌套配合连接，且波浪嵌板呈波浪状结构。

优选的，所述下架板的左右两侧内侧均安装有旋进盘，且旋进盘之间关于下架板的竖直中心线对称，所述旋进盘的外壁嵌入有外嵌块，且外嵌块的外壁固定有圆弧扇板，所述圆弧扇板关于旋进盘的中轴线呈环状均匀设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过主体机身和监控板的设置，实现了水下机器人对于水下环境的实时监控录像目的，在调节杆的作用下，监控板得到支撑的同时，还能够就此具有一定的角度调节能力，在监控板上监控室内部安装监控元件或监控设备，照明灯则是为了提亮监控画面的亮度，避免水下光线较暗或者水草分布较密所造成的监控画面不清的问题。

2、本发明通过带有弧度的侧翼的设置，使整个机器人能够缓解一部分的水压冲击作用，侧翼与主体机身之间为球头配合连接，在主体机身的基础上，侧翼具有较好的活动能力，可以随水流上下动作，保持机器人的行动平衡，缓压凹槽有助于缓解水压的直接冲击作用，补充滑板在侧翼上可以进行滑动，相应地调节侧翼的面积，压力板对水流起到一定的截断作用，压力板在缓压杆上可以进行位置滑动，从而改变压力板对水流的截断作用长度，同时在连接杆的作用下，水平检测架相对支架的放置角度可以进行调节，起到较好的维持机器人平衡的作用，并能够保证对水质进行较大范围上的检测工作。

3、本发明通过外护筒和取样玻璃腔的设置，达到了取样的目的，负压风机包括一个负压扇机和一个启动电机，启动电机启动后，带动负压扇机工作，向内大幅度吸水，水流经过网状的取样网筒进入到取样玻璃腔中，完成取样，通过检测筒达到对水流直接进行水下检测的目的，水流通过通水管道由斜管、隔网和渗水棉，以较小速度注入到渗水棉内侧，经过交叉设置的探针完成对水质的直接检测，实现水下机器人对水流的采样及直接检测目的。

4、本发明通过螺旋桨叶的设置，为整个机器人带来前进动力来源，螺旋桨叶由一个单独的控制电机带动工作，在电机箱中的电机控制传动轴转动，随之带动横杆动作，横杆旋转后，由于波浪嵌板与平板之间的嵌套配合连接关系，使波浪嵌板能够在横杆的旋转动作下随离心作用向外自由散开，利用自身的波浪形结构缓解水流压力，使急湍的水流相应放缓，以保持水下机器人在水下具有良好的平衡能力。

5、本发明通过旋进盘的设置，使整个水下机器人能够得到来自于两侧的行动推力，在旋进盘上有一个单独的随行电机，旋进盘的旋转动作由随行电机控制，在旋进盘外壁镶嵌安装的外嵌块用于保证圆弧扇板在旋进盘上具有较好的活动能力，随着旋进盘旋转，在离心力作用下，圆弧扇板自由散开，对水流进行拨动，从而达到助力机器人动作的目的，调节架为可调节的三角状支架，能够随水流作用相应拉开一定角度，从而改变随动叶轮与下架板之间的距离，在水流作用下自动保持机器人的平衡。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明侧翼结构示意图。

图3为本发明外护筒结构示意图。

图4为本发明检测筒结构示意图。

图5为本发明横杆结构示意图。

图6为本发明旋进盘结构示意图。

图中：1、主体机身，2、调节杆，3、监控板，4、监控室，5、照明灯，6、侧翼，7、缓压凹槽，8、补充滑板，9、缓压杆，10、压力板，11、外护筒，12、通水槽口，13、负压风机，14、取样网筒，15、取样玻璃腔，16、上架板，17、支架，18、连接杆，19、水平检测架，20、检测筒，21、通水管道，22、限流胶球，23、斜管，24、隔网，25、渗水棉，26、盖板，27、探针，28、下架板，29、螺旋桨叶，30、电机箱，31、电机，32、传动轴，33、横杆，34、平板，35、波浪嵌板，36、旋进盘，37、外嵌块，38、圆弧扇板，39、调节架，40、随动叶轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种可检测采样遥控水下机器人，包括主体机身1和调节架39，主体机身1的上方安装有上架板16，且主体机身1的下方固定有下架板29，主体机身1的表面安装有调节杆2，且调节杆2从监控板3的内部贯穿，监控板3的中间设置有监控室4，且监控室4的周围安装有照明灯5，通过主体机身1和监控板3的设置，实现了水下机器人对于水下环境的实时监控录像目的，在调节杆2的作用下，监控板3得到支撑的同时，还能够就此具有一定的角度调节能力，在监控板3上监控室4内部安装监控元件或监控设备，照明灯5则是为了提亮监控画面的亮度，避免水下光线较暗或者水草分布较密所造成的监控画面不清的问题，主体机身1的左右两侧均安装有侧翼6，且侧翼6与主体机身1之间为嵌套配合连接，侧翼6的外表面设置有缓压凹槽7，且侧翼6的内侧安装有补充滑板8，补充滑板8与侧翼6之间尺寸相吻合，且补充滑板8的下方安装有缓压杆9，缓压杆9的中间贯穿有压力板10，且压力板10沿缓压杆9的水平方向均匀分布，通过带有弧度的侧翼6的设置，使整个机器人能够缓解一部分的水压冲击作用，侧翼6与主体机身1之间为球头配合连接，在主体机身1的基础上，侧翼6具有较好的活动能力，可以随水流上下动作，保持机器人的行动平衡，缓压凹槽7有助于缓解水压的直接冲击作用，补充滑板8在侧翼6上可以进行滑动，相应地调节侧翼6的面积，压力板10对水流起到一定的截断作用，压力板10在缓压杆9上可以进行位置滑动，从而改变压力板10对水流的截断作用长度，侧翼6的下方安装有外护筒11，且外护筒11的表面均匀设置有通水槽口12，通水槽口12的内侧安装有负压风机13，且外护筒11的内侧设置有取样网筒14，取样网筒14的外壁呈蜂窝网状结构，且取样网筒14的内部安装有取样玻璃腔15，通过外护筒11和取样玻璃腔15的设置，达到了取样的目的，负压风机13包括一个负压扇机和一个启动电机，启动电机启动后，带动负压扇机工作，向内大幅度吸水，水流经过网状的取样网筒14进入到取样玻璃腔15中，完成取样，上架板16的上方安装有支架17，且上架板16与主体机身1之间尺寸相互配合，支架17的上方设置有连接杆18，且水平检测架19通过连接杆18与支架17转动连接，水平检测架19的下方安装有检测筒20，在连接杆18的作用下，水平检测架19相对支架17的放置角度可以进行调节，起到较好的维持机器人平衡的作用，并能够保证对水质进行较大范围上的检测工作，检测筒20的内部设置有通水管道21，且通水管道21的上下两侧均镶嵌有限流胶球22，通水管道21的内侧壁固定有斜管23，且斜管23为60°斜角朝下设置，斜管23的管口处设置有隔网24，且隔网24的内侧安装有渗水棉25，检测筒20的上下两侧均设置有盖板26，且盖板26的内侧壁固定有探针27，探针27呈交错平行设置在渗水棉25的内侧，通过检测筒20达到对水流直接进行水下检测的目的，水流通过通水管道21由斜管23、隔网24和渗水棉25，以较小速度注入到渗水棉25内侧，经过交叉设置的探针27完成对水质的直接检测，实现水下机器人对水流的采样及直接检测目的，下架板28的前侧安装有螺旋桨叶29，且下架板28的左右两侧外侧均设置有电机箱30，电机箱30的内部安装有电机31，且电机31的右侧设置有传动轴32，电机箱30靠外的一侧安装有横杆33，通过螺旋桨叶29的设置，为整个机器人带来前进动力来源，螺旋桨叶29由一个单独的控制电机带动工作，在电机箱30中的电机31控制传动轴32转动，随之带动横杆33动作，横杆33的下方沿横杆33的水平方向均匀设置有平板34，且平板34的下方安装有波浪嵌板35，平板34与波浪嵌板35之间为嵌套配合连接，且波浪嵌板35呈波浪状结构，横杆33旋转后，由于波浪嵌板35与平板34之间的嵌套配合连接关系，使波浪嵌板35能够在横杆33的旋转动作下随离心作用向外自由散开，利用自身的波浪形结构缓解水流压力，使急湍的水流相应放缓，以保持水下机器人在水下具有良好的平衡能力，下架板28的左右两侧内侧均安装有旋进盘36，且旋进盘36之间关于下架板28的竖直中心线对称，旋进盘36的外壁嵌入有外嵌块37，且外嵌块37的外壁固定有圆弧扇板38，圆弧扇板38关于旋进盘36的中轴线呈环状均匀设置，通过旋进盘36的设置，使整个水下机器人能够得到来自于两侧的行动推力，在旋进盘36上有一个单独的随行电机，旋进盘36的旋转动作由随行电机控制，在旋进盘36外壁镶嵌安装的外嵌块37用于保证圆弧扇板38在旋进盘36上具有较好的活动能力，随着旋进盘36旋转，在离心力作用下，圆弧扇板38自由散开，对水流进行拨动，从而达到助力机器人动作的目的，调节架39的下方安装有随动叶轮40，且调节架39位于下架板29的下方，调节架39为可调节的三角状支架，能够随水流作用相应拉开一定角度，从而改变随动叶轮40与下架板28之间的距离，在水流作用下自动保持机器人的平衡。

工作原理：对于这类的水下机器人首先机器人下水前，需要保证机器人各处位置连接正常，需要对各电机位置以及控制电路部分进行检查，下水前需要对监控板3在主体机身1上的安装角度进行调节，利用调节杆2对监控板3的贯穿配合作用，对监控板3进行角度翻转调节，在监控室4中安装有监控设备，照明灯5用于提亮照明，机器人下水后，控制螺旋桨叶29动作的控制电机启动，螺旋桨叶29高速旋转，为整个机器人提供前进动力，同时控制旋进盘36的随行电机启动，旋进盘36高速旋转，在离心力作用下，结合外嵌块37的嵌配连接作用，圆弧扇板38向外自由散开，对机器人两侧的水流进行拨动，给机器人提供来自于两侧的推动作用，水流作用下，水下机器人的各处结构随之发生一定的变化，利用上架板16与主体机身1之间的配合作用，在水流冲击作用下，上架板16会随之旋转，支架17和水平检测架19随之转向，配合水流作用，同时在连接杆18的连接作用下，水平检测架19在支架17上的放置角度因水流影响而发生变化，从而保持机器人的行动平衡稳定，侧翼6由于与主体机身1之间存在球头配合连接关系，在水流影响作用下，侧翼6随之发生偏转，对水流进行缓冲，缓压杆9上的压力板10在水流作用下发生位置移动，截断水流，消减水压作用，电机31启动后，通过传动轴32带动横杆33旋转，利用平板34与波浪嵌板35之间的配合连接，波浪嵌板35随之动作，结合波浪嵌板35的波浪造型，可以对水流进行缓冲，调节架39为可调节的三角状支架，能够随水流作用相应拉开一定角度，从而改变随动叶轮40与下架板28之间的距离，在水流作用下自动保持机器人的平衡，机器人上同时设置有采样和直接检测结构，取样玻璃腔15用于取样，负压风机13工作，向外护筒11内大幅度吸水，水流经过网状的取样网筒14进入到取样玻璃腔15中，检测筒20用于直接检测水质，水流通过通水管道21依次经过斜管23、隔网24和渗水棉25，以较小速度注入到渗水棉25内侧，经过交叉设置的探针27完成对水质的直接检测，就这样完成整个水下机器人的使用过程。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种可检测采样遥控水下机器人，包括主体机身（1）和调节架（39），其特征在于：所述主体机身（1）的上方安装有上架板（16），且主体机身（1）的下方固定有下架板（29），所述调节架（39）的下方安装有随动叶轮（40），且调节架（39）位于下架板（29）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述主体机身（1）的表面安装有调节杆（2），且调节杆（2）从监控板（3）的内部贯穿，所述监控板（3）的中间设置有监控室（4），且监控室（4）的周围安装有照明灯（5）。

3.根据权利要求2所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述主体机身（1）的左右两侧均安装有侧翼（6），且侧翼（6）与主体机身（1）之间为嵌套配合连接，所述侧翼（6）的外表面设置有缓压凹槽（7），且侧翼（6）的内侧安装有补充滑板（8），所述补充滑板（8）与侧翼（6）之间尺寸相吻合，且补充滑板（8）的下方安装有缓压杆（9），所述缓压杆（9）的中间贯穿有压力板（10），且压力板（10）沿缓压杆（9）的水平方向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述侧翼（6）的下方安装有外护筒（11），且外护筒（11）的表面均匀设置有通水槽口（12），所述通水槽口（12）的内侧安装有负压风机（13），且外护筒（11）的内侧设置有取样网筒（14），所述取样网筒（14）的外壁呈蜂窝网状结构，且取样网筒（14）的内部安装有取样玻璃腔（15）。

5.根据权利要求1所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述上架板（16）的上方安装有支架（17），且上架板（16）与主体机身（1）之间尺寸相互配合，所述支架（17）的上方设置有连接杆（18），且水平检测架（19）通过连接杆（18）与支架（17）转动连接，所述水平检测架（19）的下方安装有检测筒（20）。

6.根据权利要求5所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述检测筒（20）的内部设置有通水管道（21），且通水管道（21）的上下两侧均镶嵌有限流胶球（22），所述通水管道（21）的内侧壁固定有斜管（23），且斜管（23）为60°斜角朝下设置，所述斜管（23）的管口处设置有隔网（24），且隔网（24）的内侧安装有渗水棉（25），所述检测筒（20）的上下两侧均设置有盖板（26），且盖板（26）的内侧壁固定有探针（27），所述探针（27）呈交错平行设置在渗水棉（25）的内侧。

7.根据权利要求1所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述下架板（28）的前侧安装有螺旋桨叶（29），且下架板（28）的左右两侧外侧均设置有电机箱（30），所述电机箱（30）的内部安装有电机（31），且电机（31）的右侧设置有传动轴（32），所述电机箱（30）靠外的一侧安装有横杆（33）。

8.根据权利要求7所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述横杆（33）的下方沿横杆（33）的水平方向均匀设置有平板（34），且平板（34）的下方安装有波浪嵌板（35），所述平板（34）与波浪嵌板（35）之间为嵌套配合连接，且波浪嵌板（35）呈波浪状结构。

9.根据权利要求7所述的一种可检测采样遥控水下机器人，其特征在于：所述下架板（28）的左右两侧内侧均安装有旋进盘（36），且旋进盘（36）之间关于下架板（28）的竖直中心线对称，所述旋进盘（36）的外壁嵌入有外嵌块（37），且外嵌块（37）的外壁固定有圆弧扇板（38），所述圆弧扇板（38）关于旋进盘（36）的中轴线呈环状均匀设置。