CN109606590A - 一种水下探索用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下探索用机器人，包括壳体、第一透明罩、第一探照灯、下潜推进器、线缆、转向推进器、前进推进器、采样筒、第二透明罩、第二探照灯、齿形轮、连接筒、采样管、第一电磁阀、水泵、四通管、样品管固定架、样品管、端盖、内钢板、采样区、第二电磁阀、隔板、防水层、外钢板、控制区、第一摄像头、第二摄像头和电机安装筒。本发明含有采样机构，由于采样机构含有四通管、三个第二阀门和三个样品管，机器人一次下潜可对三种不同水深的水质进行采样，大大缩短了采样的时间，降低了机器人下水的次数，有利于采样的进行，行走机构包含齿形轮，可增加机器人的抓地力，有利于机器人在水底的行走。

Description

一种水下探索用机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体是一种水下探索用机器人，属于机器人应用技术领域。

背景技术

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为水下探索和救援的重要工具，水下机器人主要有：有缆机器人和无缆机器人两种，其中有缆机器人又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

但现有的水下探索用的机器人在进行水质采样时，每次大都仅能采集一个深度的水质，无法对不同深度的水质进行采样，如此便增加了机器人下水的次数，提高了作业的时间，同时现有的水下探索机器人在水底行走时，移速较为缓慢，不利于水底探索的进行，同时在机器人下潜和上升时速度均较慢，特别是下潜时，受浮力以及水压的影响，下潜速度较慢，不利于探索的进行。因此，针对上述问题提出一种水下探索用机器人。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水下探索用机器人。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种水下探索用机器人，包括壳体、第一透明罩、第二透明罩、端盖、第一摄像头、第二摄像头、采样机构、第一照明灯、第二照明灯、下潜推进器、转向推进器、前进推进器、隔板和行走机构，所述壳体由内而外依次由内钢板、防水层和外钢板贴合构成，所述壳体内的中部处安装有隔板，所述隔板将壳体内部分隔为控制区和采样区，所述采样机构安装在壳体内部的采样区内，所述壳体一端面安装有第一摄像头和第一透明罩，所述第一摄像头位于第一透明罩内，远离所述第一透明罩的壳体的一端安装有端盖，所述壳体底部处的外壁安装有第二照明灯、第二摄像头和第二透明罩，所述第二摄像头位于第二透明罩内，靠近所述第一摄像头的壳体的外壁水平对称的安装有两个第一照明灯，所述壳体两端处的外壁水平对称安装有下潜推进器，靠近所述端盖的壳体的一端对称安装有前进推进器和转向推进器，所述前进推进器与下潜推进器相互垂直，所述壳体外壁的底部安装有行走机构；

所述行走机构包括连接筒、电机安装筒和齿形轮，靠近所述壳体两端处的底部安装有连接筒，所述连接筒的底端水平安装有电机安装筒，所述电机安装筒的两端通过轴承安装有齿形轮；

所述采样机构包括水泵、采样筒、采样管、四通管、样品管固定架、第一电磁阀和第二电磁阀，所述水泵和样品管固定架依次安装在壳体内壁的底部处，所述样品管固定架上放置有三根样品管，所述采样筒安装在壳体底部的外壁上，所述采样筒内安装有采样管，所述采样管的一端与水泵的输入端连接，所述采样管上安装有第一电磁阀，所述水泵的输出端连接有四通管，所述四通管的三个支管通过管道分别与三根样品管连接，所述四通管的三个支管与三根样品管连接的管道上均安装有第二电磁阀。

优选的，所述壳体的控制区内安装有含有声呐模块、控制模块、图像处理模块的电路板，且所述电路板上涂有散热硅胶。

优选的，所述端盖的结构与壳体结构相同均是由内钢板、防水层和外钢板构成，且所述端盖与壳体接触处安装有防水密封唇。

优选的，所述壳体的顶部安装有线缆，所述线缆穿过壳体延伸至壳体内部的控制区，所述线缆为防水线缆。

优选的，所述前进推进器、下潜推进器和转向推进器均是由步进电机和螺旋桨构成，且所述螺旋桨的叶片数为五片。

优选的，所述壳体的顶板安装有把手，所述把手上包覆安装有防滑垫。

优选的，所述采样管为钢制采样管，且采样管与采样筒接触处填充有防水胶。

优选的，所述第一照明灯和第二照明灯的灯珠均为LED灯珠。

优选的，所述外钢板的外壁电镀有锌层，且所述锌层的外壁涂有防水漆。

优选的，所述线缆缠绕在放线装置上，且所述放线装置为电动放线装置。

本发明的有益效果是：

1、本发明含有采样机构，由于采样机构含有四通管、三个第二阀门和三个样品管，机器人一次下潜可对三种不同水深的水质进行采样，大大缩短了采样的时间，降低了机器人下水的次数，有利于采样的进行；

2、本发明含有下潜推进器在机器人下潜时，通过下潜推进器的作用，可加快机器人下潜，有利于缩短机器人下潜所用的时间，且机器人的底部含有第二摄像头和第二照明灯，可将所能到达的水底的状况反馈给探索人员，有利于机器人的使用；

3、本发明含有行走机构，且行走机构包含齿形轮，在与水底地面接触时，可增加机器人的抓地力，有利于机器人在水底的行走，配合前进推进器，可加快其行走速度，有利于加快到达探索位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明主视图；

图2为本发明壳体内部结构示意图；

图3为本发明左视图。

图中：1、壳体，2、第一透明罩，3、第一探照灯，4、下潜推进器，5、线缆，6、转向推进器，7、前进推进器，8、采样筒，9、第二透明罩，10、第二探照灯，11、齿形轮，12、连接筒，13、采样管，14、第一电磁阀，15、水泵，16、四通管，17、样品管固定架，18、样品管，19、端盖，20、内钢板，21、采样区，22、第二电磁阀，23、隔板，24、防水层，25、外钢板，26、控制区，27、第一摄像头，28、第二摄像头，29、电机安装筒。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-3所示，一种水下探索用机器人，包括壳体1、第一透明罩2、第二透明罩9、端盖19、第一摄像头27、第二摄像头28、采样机构、第一照明灯3、第二照明灯10、下潜推进器4、转向推进器6、前进推进器7、隔板23和行走机构，所述壳体1由内而外依次由内钢板20、防水层24和外钢板25贴合构成，便于壳体1的耐压和防水，所述壳体1内的中部处安装有隔板23，所述隔板23将壳体1内部分隔为控制区26和采样区21，所述采样机构安装在壳体1内部的采样区21内，便于水的采样，所述壳体1一端面安装有第一摄像头27和第一透明罩2，便于水下情况的观察，所述第一摄像头27位于第一透明罩2内，第一透明罩2便于对第一摄像头27进行保护，远离所述第一透明罩2的壳体1的一端安装有端盖19，便于机器人的打开，所述壳体1底部处的外壁安装有第二照明灯10、第二摄像头28和第二透明罩9，有利于提高水中的观察范围，所述第二摄像头28位于第二透明罩9内，便于第二摄像头28的保护，靠近所述第一摄像头27的壳体1的外壁水平对称的安装有两个第一照明灯3，便于水中的照明，有利于观察水中的情况，所述壳体1两端处的外壁水平对称安装有下潜推进器4，便于机器人下潜的进行，靠近所述端盖19的壳体1的一端对称安装有前进推进器7和转向推进器6，前进推进器7便于机器人在水中的移动，转向推进器6便于机器人在水中的转向，所述前进推进器7与下潜推进器4相互垂直，所述壳体1外壁的底部安装有行走机构，便于机器人在水底的行走；

所述行走机构包括连接筒12、电机安装筒29和齿形轮11，靠近所述壳体1两端处的底部安装有连接筒12，所述连接筒12的底端水平安装有电机安装筒29，所述电机安装筒29内安装有步进电机，所述电机安装筒29的两端通过轴承安装有齿形轮11，便于机器人在水底的移动，有利于增强机器人在水底的抓地力；

所述采样机构包括水泵15、采样筒8、采样管13、四通管16、样品管固定架17、第一电磁阀14和第二电磁阀22，所述水泵15和样品管固定架17依次安装在壳体1内壁的底部处，水泵15便于水质的采样，样品管固定架17便于样品管18的固定，所述样品管固定架17上放置有三根样品管18，所述采样筒8安装在壳体1底部的外壁上，所述采样筒8内安装有采样管13，所述采样管13的一端与水泵15的输入端连接，所述采样管13上安装有第一电磁阀14，便于采样的控制，所述水泵15的输出端连接有四通管16，便于对不同深度的水进行采样，有利于减少机器人投入水中的采样的次数，所述四通管16的三个支管通过管道分别与三根样品管18连接，所述四通管16的三个支管与三根样品管18连接的管道上均安装有第二电磁阀22，便于采样时的控制。

所述壳体1的控制区26内安装有含有声呐模块、控制模块、图像处理模块的电路板，便于机器人的控制，且所述电路板上涂有散热硅胶，便于机器人的散热；所述端盖19的结构与壳体1结构相同均是由内钢板20、防水层24和外钢板25构成，且所述端盖19与壳体1接触处安装有防水密封唇，便于提高机器人的抗水压能力和防水能力；所述壳体1的顶部安装有线缆5，所述线缆5穿过壳体1延伸至壳体1内部的控制区26，所述线缆5为防水线缆5，便于装置的供电与控制；所述前进推进器7、下潜推进器4和转向推进器6均是由步进电机和螺旋桨构成，且所述螺旋桨的叶片数为五片，便于前进推进器7、下潜推进器4和转向推进器6电机的反向转动，有利于机器人的使用；所述壳体1的顶板安装有把手，所述把手上包覆安装有防滑垫，便于机器人的移动；所述采样管13为钢制采样管13，且采样管13与采样筒8接触处填充有防水胶，便于提高采样管13的使用时间；所述第一照明灯3和第二照明灯10的灯珠均为LED灯珠，便于保证第一照明灯3和第二照明灯10的照明效果；所述外钢板25的外壁电镀有锌层，且所述锌层的外壁涂有防水漆，便于壳体1的防腐蚀，有利于保证机器人的使用寿命；所述线缆5缠绕在放线装置上，且所述放线装置为电动放线装置，便于机器人使用时线缆5的收放。

本发明在使用时，本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源和控制器，将船只开至需要探测的位置，然后将装置的线缆5通电，将机器人投入水中，然后通过线缆5的放线机构进行放线，同时通过控制器使下潜推进器4工作，在下潜推进器4的作用下使得机器人在水中快速的下降，使得机器人能尽早的到达所需探测的位置，减少了等待时间，当机器人下潜至水底时，此时可通过控制器使电机安装筒29内的电机工作，此时齿形轮11转动，与水底的地面接触进行行走，若需要使机器人加速前进，此时可通过控制器使前进推进器7工作，前进推进器7工作时，有利于加快机器人在水中的直线行走，壳体1底部的第二摄像头28在第二照明灯10的作用下可将水底地面的情况清晰的反馈给探索人员，同时在第一照明灯3和第一摄像头27的作用下可有效的使探索人员掌握水中的状况，当需要对水中不同深度进行采样时，此时到达一个高度后，通过控制器使四通管16中其中一个支管上的第二电磁阀22打开，同时使采样管13上的第一阀门打开，并使水泵15工作，此时在水泵15的作用下，使得水进入到打开第二电磁阀22的四通管16支管所对的样品管18内，采集完成后，关闭第一阀门、第二阀门和水泵15，当到达另一水深时，再进行此高度水质的采集，大大方便了采集不同深度的水样，有利于样品的采集，当机器人使用完成后，反向转动下潜推进器4的电机，此时可使机器人快速的上升，有利于缩短机器人使用后的收回时间。

水泵15采用温州市高博泵业有限公司购买的GKH型水泵，其配套电源电路由厂家提供。

第一摄像头27和第二摄像头28均采用深圳动狐科技有限公司购买的VD203和AD202U型摄像头，其配套电源电路由厂家提供。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水下探索用机器人，其特征在于：包括壳体（1）、第一透明罩（2）、第二透明罩（9）、端盖（19）、第一摄像头（27）、第二摄像头（28）、采样机构、第一照明灯（3）、第二照明灯（10）、下潜推进器（4）、转向推进器（6）、前进推进器（7）、隔板（23）和行走机构，所述壳体（1）由内而外依次由内钢板（20）、防水层（24）和外钢板（25）贴合构成，所述壳体（1）内的中部处安装有隔板（23），所述隔板（23）将壳体（1）内部分隔为控制区（26）和采样区（21），所述采样机构安装在壳体（1）内部的采样区（21）内，所述壳体（1）一端面安装有第一摄像头（27）和第一透明罩（2），所述第一摄像头（27）位于第一透明罩（2）内，远离所述第一透明罩（2）的壳体（1）的一端安装有端盖（19），所述壳体（1）底部处的外壁安装有第二照明灯（10）、第二摄像头（28）和第二透明罩（9），所述第二摄像头（28）位于第二透明罩（9）内，靠近所述第一摄像头（27）的壳体（1）的外壁水平对称的安装有两个第一照明灯（3），所述壳体（1）两端处的外壁水平对称安装有下潜推进器（4），靠近所述端盖（19）的壳体（1）的一端对称安装有前进推进器（7）和转向推进器（6），所述前进推进器（7）与下潜推进器（4）相互垂直，所述壳体（1）外壁的底部安装有行走机构；

所述行走机构包括连接筒（12）、电机安装筒（29）和齿形轮（11），靠近所述壳体（1）两端处的底部安装有连接筒（12），所述连接筒（12）的底端水平安装有电机安装筒（29），所述电机安装筒（29）的两端通过轴承安装有齿形轮（11）；

所述采样机构包括水泵（15）、采样筒（8）、采样管（13）、四通管（16）、样品管固定架（17）、第一电磁阀（14）和第二电磁阀（22），所述水泵（15）和样品管固定架（17）依次安装在壳体（1）内壁的底部处，所述样品管固定架（17）上放置有三根样品管（18），所述采样筒（8）安装在壳体（1）底部的外壁上，所述采样筒（8）内安装有采样管（13），所述采样管（13）的一端与水泵（15）的输入端连接，所述采样管（13）上安装有第一电磁阀（14），所述水泵（15）的输出端连接有四通管（16），所述四通管（16）的三个支管通过管道分别与三根样品管（18）连接，所述四通管（16）的三个支管与三根样品管（18）连接的管道上均安装有第二电磁阀（22）。

2.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述壳体（1）的控制区（26）内安装有含有声呐模块、控制模块、图像处理模块的电路板，且所述电路板上涂有散热硅胶。

3.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述端盖（19）的结构与壳体（1）结构相同均是由内钢板（20）、防水层（24）和外钢板（25）构成，且所述端盖（19）与壳体（1）接触处安装有防水密封唇。

4.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述壳体（1）的顶部安装有线缆（5），所述线缆（5）穿过壳体（1）延伸至壳体（1）内部的控制区（26），所述线缆（5）为防水线缆（5）。

5.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述前进推进器（7）、下潜推进器（4）和转向推进器（6）均是由步进电机和螺旋桨构成，且所述螺旋桨的叶片数为五片。

6.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述壳体（1）的顶板安装有把手，所述把手上包覆安装有防滑垫。

7.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述采样管（13）为钢制采样管（13），且采样管（13）与采样筒（8）接触处填充有防水胶。

8.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述第一照明灯（3）和第二照明灯（10）的灯珠均为LED灯珠。

9.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述外钢板（25）的外壁电镀有锌层，且所述锌层的外壁涂有防水漆。

10.根据权利要求1所述的一种水下探索用机器人，其特征在于：所述线缆（5）缠绕在放线装置上，且所述放线装置为电动放线装置。