CN109319066A - 利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人，包括壳体和用于驱动壳体移动的驱动机构；驱动机构包括侧移驱动机构和顶升驱动机构；侧移驱动机构包括转环、用于驱动转环转动的主驱动电机、固定设置在转环上的安装室、转动设置在安装室外侧端的侧移螺旋桨、设置在安装室中的用于驱动侧移螺旋桨转动的侧移驱动电机以及设置在安装室中的电池；顶升驱动机构包括顶升螺旋桨和用于带动顶升螺旋桨转动的顶升驱动电机。本发明中，顶升驱动机构产生的动力方向相对于壳体是固定的，侧移驱动机构产生的动力方向相对于壳体是可变的，这两种动力综合起来可以驱动壳体以任意角度移动。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人。
背景技术
水下机器人多具有摄像机或摄像头，一般用于水文研究、水下监控、水下探查、水下救援、水下打捞、核电站水域监察以及水下石油作业平台清理等领域。
现有的一种水下机器人，是在水下摄像机的基础上，增加移动模块，从而完成自主移动或受控移动。
专利文献CN201733377U公开了一种水下摄像机，包括密封壳体、摄像机模组，以及控制电机转动的控制板；在所述密封壳体内水平安装有第一齿轮盘、以及带动所述第一齿轮盘转动的第一驱动电机；在所述第一齿轮盘中心设置有一传输电力与信号的导电滑环，所述导电滑环通过螺丝与所述主支架顶部紧固在一起；在所述第一齿轮盘下方设置有一n形主支架，所述主支架的顶部与所述第一齿轮盘固定连接；在所述主支架的侧壁安装有第二齿轮盘、以及带动所述第二齿轮盘转动的第二驱动电机；在所述主支架内安装有一U形负支架，所述负支架的一侧壁与所述第二齿轮盘连接；所述摄像机模组固定安装在所述负支架上。当第一驱动电机带动第一齿轮盘旋转时，主支架将随之一起转动，即可实现摄像机水平方向360°的旋转；当第二驱动电机带动第二齿轮盘旋转时，负支架可随之一起转动，即可实现摄像机±90°的旋转。摄像机在水平和垂直旋转过程中通过导电滑环与外界进行供电和信号传输、交换，导电滑环保证摄像机模组在正常工作过程中不掉电，不丢失信号，连续工作，同时保证支架可以连续360度旋转。
该种水下摄像机结构简单，摄像机可以水平方向360度旋转，垂直方向±90度旋转，实现全方位观察，拓宽水下视野。该种水下摄像机存在以下不足之处：不具有自行移动能力，需手持或安装在其它物体上使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人。
实现本发明目的的技术方案是：一种利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人，包括壳体和用于驱动壳体移动的驱动机构；驱动机构包括侧移驱动机构和顶升驱动机构；侧移驱动机构包括转环、用于驱动转环转动的主驱动电机、固定设置在转环上的安装室、转动设置在安装室外侧端的侧移螺旋桨、设置在安装室中的用于驱动侧移螺旋桨转动的侧移驱动电机以及设置在安装室中的电池；顶升驱动机构包括顶升螺旋桨和用于带动顶升螺旋桨转动的顶升驱动电机。
上述方案中，壳体顶部设有向上突出的驱动室，转环转动设置在在驱动室外周壁上，顶升驱动电机固定设置在驱动室中。
上述方案中，转环的顶面上设有环形的平面齿轮部，主驱动电机位于驱动室中，主驱动电机的输出轴伸出驱动室外，主驱动电机的输出轴上设有和平面齿轮部适配的主驱动齿轮，主驱动电机通过主驱动齿轮驱动平面齿轮部带动转环往复转动；转环的侧面固定设有两个安装室，各侧移驱动电机位于相应一个安装室中，各侧移螺旋桨转动设置在相应一个安装室的外侧壁上。
上述方案中，驱动室的外壁是圆形，转环直接绕驱动室的外壁上滑动。
上述方案中，安装室的数量是两个，两个侧移螺旋桨产生的动力方向相同。
上述方案中，壳体的下部设有透明的半球形观察室。
本发明具有积极的效果：（1）顶升驱动机构产生的动力方向相对于壳体是固定的，侧移驱动机构产生的动力方向相对于壳体是可变的，这两种动力综合起来，可以驱动壳体以任意角度移动。（2）侧移驱动电机通过内置于同一安装室中的电池供电，这种结构无需复杂的供电线路，简化了整体结构，降低了成本。
附图说明
图1为本发明的一种立体结构示意图；
图2为图1所示机器人的一种半剖结构示意图。
附图标记为：壳体1，半球形观察室11，驱动室12，径向通孔121，径向凸管122，台阶13，环形限位挡板14，摄像模块2，云台机构21，摄像头22，侧移驱动机构3，转环31，平面齿轮部311，主驱动电机32，主驱动齿轮321，侧移螺旋桨33，侧移驱动电机34，安装室35，电池36，顶升驱动机构4，顶升驱动电机41，顶升螺旋桨42。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例是一种具有混合动力的水下机器人，见图1至图2所示，包括壳体1、内置于壳体中的摄像模块2和用于驱动壳体移动的驱动机构。
壳体的下部设有透明的半球形观察室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21、设置在云台机构上的摄像头22和设置在云台机构上的照明灯（图上未画出）。摄像头22固定设置在云台机构的底部，摄像头正对半球形观察室的透明壁体。
壳体的顶部设有用于设置驱动机构的驱动室12。
驱动机构包括侧移驱动机构3和顶升驱动机构4。
侧移驱动机构3包括转动设置在驱动室外周壁上的转环31、用于驱动转环转动的主驱动电机32、固定设置在转环上的安装室35、转动设置在安装室外侧端的侧移螺旋桨33和设置在安装室中的用于驱动侧移螺旋桨转动的侧移驱动电机34。
转环的顶面上设有环形的平面齿轮部311，主驱动电机位于驱动室中，主驱动电机的输出轴伸出驱动室外，主驱动电机的输出轴上设有和平面齿轮部适配的主驱动齿轮321，主驱动电机通过主驱动齿轮驱动平面齿轮部带动转环往复转动；转环的侧面固定设有两个安装室35，各侧移驱动电机位于相应一个安装室中，各侧移螺旋桨转动设置在相应一个安装室的外侧壁上。各安装室中还固定设有用于为该安装室中的一个侧移驱动电机提供电能的电池36。各安装室和转环同步转动。
顶升驱动机构4包括固定设置在驱动室中的顶升驱动电机41和转动设置在驱动室正上方的顶升螺旋桨42，顶升驱动电机带动顶升螺旋桨转动。
本实施例中，两个侧移螺旋桨产生的动力优选是相同方向的。
本实施例中，驱动室的外壁是圆形，转环直接绕驱动室的外壁上滑动。
本实施例中，转环是被设置在驱动室外壁上的台阶13和环形限位挡板14限位在驱动室外壁上，不会上下滑移。
本实施例工作中，顶升螺旋桨42转动时，给壳体提供一个顶部方向的动力；侧移螺旋桨33转动时，产生的动力的方向和顶升螺旋桨所产动力的方向相垂直；主驱动电机32转动时，通过主驱动齿轮321带动转环31绕驱动室的外周壁转动，进而同步带动两个侧移螺旋桨绕驱动室转动，从而可以调整两个侧移螺旋桨产生动力的方向；这种结构可以综合顶升螺旋桨和侧移螺旋桨的动力，使得整体向着预定方向移动，能够完成较为复杂的动作。
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 (2)
1.一种利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人，包括壳体、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；其特征在于：壳体的下部设有透明的半球形观察室，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；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室的透明壁体；
驱动机构包括侧移驱动机构和顶升驱动机构；
侧移驱动机构包括转环、用于驱动转环转动的主驱动电机、固定设置在转环上的安装室、转动设置在安装室外侧端的侧移螺旋桨、设置在安装室中的用于驱动侧移螺旋桨转动的侧移驱动电机以及设置在安装室中的电池；
顶升驱动机构包括顶升螺旋桨和用于带动顶升螺旋桨转动的顶升驱动电机；
壳体顶部设有向上突出的驱动室，驱动室的外壁是圆形，转环转动设置在在驱动室外周壁上，顶升驱动电机固定设置在驱动室中；
转环的顶面上设有环形的平面齿轮部，主驱动电机位于驱动室中，主驱动电机的输出轴伸出驱动室外，主驱动电机的输出轴上设有和平面齿轮部适配的主驱动齿轮，主驱动电机通过主驱动齿轮驱动平面齿轮部带动转环往复转动；转环的侧面固定设有两个安装室，各侧移驱动电机位于相应一个安装室中，各侧移螺旋桨转动设置在相应一个安装室的外侧壁上；
驱动室外壁上设有外凸的台阶和环形限位挡板，转环的底端压接在台阶上，环形限位挡板压接在转环的顶端上，从而将转环限位在驱动室外壁上而不会上下滑移。
2.根据权利要求1所述的利用内置电源提供动力的混合动力水下机器人，其特征在于：安装室的数量是两个，两个侧移螺旋桨产生的动力方向相同。
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