CN110053722A - 水面自主巡航机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机器人技术领域，尤其为水面自主巡航机器人，包括船体，所述船体上开设有第一腔体，所述第一腔体的顶部内壁上开设有转动孔，所述转动孔内转动安装有内螺纹管，所述内螺纹管内螺纹安装有螺纹杆，所述螺纹杆的顶端延伸至内螺纹管外，所述内螺纹管的底端延伸至第一腔体内并固定安装有第一锥形齿轮，所述第一腔体内固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴上固定安装有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述螺纹杆的顶端固定安装有全景摄像头和三维激光雷达。本发明操作简单，实用性强，可以有效地解放人力、提高效率、降低运营成本，使水域检测管理更加全面、高效。

Description

水面自主巡航机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及水面自主巡航机器人。
背景技术
在江河湖海等水域进行监测管理时，需要对管理水域的水质进行监测，同时，需要定时对所管理的水域进行巡逻，使得在水域发生意外情况时可以及时采取措施，现有技术中，通过人工驾驶船只进行水域管理。
但是，现有技术中，人开船管理水域，效率低，成本高，不能很好的对管理水域进行监测，为此，提出水面自主巡航机器人。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的水面自主巡航机器人。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：水面自主巡航机器人，包括船体，所述船体上开设有第一腔体，所述第一腔体的顶部内壁上开设有转动孔，所述转动孔内转动安装有内螺纹管，所述内螺纹管内螺纹安装有螺纹杆，所述螺纹杆的顶端延伸至内螺纹管外，所述内螺纹管的底端延伸至第一腔体内并固定安装有第一锥形齿轮，所述第一腔体内固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴上固定安装有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述螺纹杆的顶端固定安装有全景摄像头和三维激光雷达，所述三维激光雷达位于全景摄像头的上方，所述船体上开设有第二腔体，所述第二腔体内固定安装有水泵和支架，所述支架上转动安装有转轮，所述转轮上设有软管，且软管与水泵的进水口相连通，所述支架上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴与转轮固定连接，所述船体上开设有第三腔体，所述水泵的出水口与第三腔体相连通，所述船体的底部对称固定安装有两个浮块，两个浮块的底部均固定安装有推进器，所述推进器的外侧固定套设有防护网。
优选的，所述内螺纹管上固定套设有轴承，所述轴承的外圈与转动孔的内壁固定连接。
优选的，所述软管的一端延伸至第二腔体外并固定安装有配重块。
优选的，所述螺纹杆上对称开设有限位槽，船体的顶部对称固定安装有两个限位杆，所述限位杆与对应的限位槽的内壁滑动连接。
优选的，防护网为铁质材质制成。
优选的，所述船体的底部固定安装有声呐，且声呐的型号为T80F。
优选的，所述船体上设有差分GPS模块，且差分GPS模块的型号为XW-GI5651。
优选的，所述船体上固定安装有紫外灯，所述船体上固定安装有多个超声测距传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过三维激光雷达、超声测距传感器、声呐、差分GPS模块、紫外灯和全景摄像头相配合，使用时，依靠三维激光雷达、超声测距传感器和声呐，可以实现完善的避障，一旦航线上有障碍物，都会自动绕行避免撞击，通过差分GPS模块可以精准的确定航线，紫外灯可以实现非常明显的荧光反应，精确观察水中油污的扩散情况，对于水体污染监测非常有效，全景摄像头可以将图像进行实时传输；
依靠自动控制系统可以控制推进器转动，实现船体的运动，同时，可以控制两个推进器的转速，实现船体转向；
通过水泵、转轮、软管、配重块、第二电机和第三腔体相配合，启动第二电机，第二电机带动转轮转动，在配重块的作用下，使软管进入水中，且可以调节软管在水中的深度，启动水泵，水泵将水泵入第三腔体内，可以对不同水位的水样进行采集；
通过船体、内螺纹管、螺纹杆、第一锥形齿轮、第一电机和第二锥形齿轮相配合，同时，启动第一电机，第一电机带动第二锥形齿轮转动，第二锥形齿轮带动第一锥形齿轮转动，第一锥形齿轮带动内螺纹管转动，内螺纹管带动螺纹杆上下运动，可以改变全景摄像头和三维激光雷达的高度，方便进行观察，同时，降低船体的重心，使船体运动更加稳定；
本发明操作简单，实用性强，可以有效地解放人力、提高效率、降低运营成本，使水域检测管理更加全面、高效。
附图说明
图1为本发明的剖视结构示意图；
图2为图1中A部分的放大结构示意图；
图3为本发明中绞轮的剖视结构示意图；
图4为图1所示的侧视剖视结构示意图；
图5为图1所示的俯视结构示意图。
图中：1、船体；2、第一腔体；3、转动孔；4、内螺纹管；5、螺纹杆；6、第一锥形齿轮；7、第一电机；8、第二锥形齿轮；9、全景摄像头；10、三维激光雷达；11、第二腔体；12、水泵；13、支架；14、转轮；15、软管；16、第二电机；17、第三腔体；18、浮块；19、推进器；20、防护网。
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。
实施例
参考图1-5，本实施例中提出了水面自主巡航机器人，包括船体1，船体1上开设有第一腔体2，第一腔体2的顶部内壁上开设有转动孔3，转动孔3内转动安装有内螺纹管4，内螺纹管4内螺纹安装有螺纹杆5，螺纹杆5的顶端延伸至内螺纹管4外，内螺纹管4的底端延伸至第一腔体2内并固定安装有第一锥形齿轮6，第一腔体2内固定安装有第一电机7，第一电机7的输出轴上固定安装有第二锥形齿轮8，第二锥形齿轮8与第一锥形齿轮6啮合，螺纹杆5的顶端固定安装有全景摄像头9和三维激光雷达10，三维激光雷达10位于全景摄像头9的上方，船体1上开设有第二腔体11，第二腔体11内固定安装有水泵12和支架13，支架13上转动安装有转轮14，转轮14上设有软管15，且软管15与水泵12的进水口相连通，支架13上固定安装有第二电机16，第二电机16的输出轴与转轮14固定连接，船体1上开设有第三腔体17，水泵12的出水口与第三腔体17相连通，船体1的底部对称固定安装有两个浮块18，两个浮块18的底部均固定安装有推进器19，推进器19的外侧固定套设有防护网20；
本实施例中，内螺纹管4上固定套设有轴承，轴承的外圈与转动孔3的内壁固定连接，软管15的一端延伸至第二腔体11外并固定安装有配重块，螺纹杆5上对称开设有限位槽，船体1的顶部对称固定安装有两个限位杆，限位杆与对应的限位槽的内壁滑动连接，防护网20为铁质材质制成，船体1的底部固定安装有声呐，且声呐的型号为T80F，船体1上设有差分GPS模块，且差分GPS模块的型号为XW-GI5651，船体1上固定安装有紫外灯，船体1上固定安装有多个超声测距传感器，通过三维激光雷达、超声测距传感器、声呐、差分GPS模块、紫外灯和全景摄像头9相配合，使用时，依靠三维激光雷达、超声测距传感器和声呐，可以实现完善的避障，一旦航线上有障碍物，都会自动绕行避免撞击，通过差分GPS模块可以精准的确定航线，紫外灯可以实现非常明显的荧光反应，精确观察水中油污的扩散情况，对于水体污染监测非常有效，全景摄像头9可以将图像进行实时传输，依靠自动控制系统可以控制推进器19转动，实现船体1的运动，同时，可以控制两个推进器19的转速，实现船体1转向，通过水泵、转轮、软管、配重块、第二电机和第三腔体相配合，启动第二电机，第二电机带动转轮转动，在配重块的作用下，使软管进入水中，且可以调节软管在水中的深度，启动水泵，水泵将水泵入第三腔体内，可以对不同水位的水样进行采集，通过船体、内螺纹管、螺纹杆、第一锥形齿轮、第一电机和第二锥形齿轮相配合，同时，启动第一电机，第一电机带动第二锥形齿轮转动，第二锥形齿轮带动第一锥形齿轮转动，第一锥形齿轮带动内螺纹管转动，内螺纹管带动螺纹杆上下运动，可以改变全景摄像头9和三维激光雷达的高度，方便进行观察，同时，降低船体的重心，使船体运动更加稳定，本发明操作简单，实用性强，可以有效地解放人力、提高效率、降低运营成本，使水域检测管理更加全面、高效。
本实施例中，本发明的外部设有自动控制系统及船坞，控制系统控制机器人的正常工作，船坞可以对机器人进行充电，船坞内设有机械手臂，可以自动对船体1内的样品及垃圾进行拿取，本发明中，船体1的规格为4.4m×2.5m，三维激光雷达10的型号为VLP-16，全景摄像头9的型号为Insta360PRO，超声测距传感器的型号为KS136；
使用时，依靠三维激光雷达10、超声测距传感器和声呐，可以实现完善的避障，一旦航线上有障碍物，都会自动绕行避免撞击，通过差分GPS模块可以精准的确定航线，紫外灯可以实现非常明显的荧光反应，精确观察水中油污的扩散情况，对于水体污染监测非常有效，全景摄像头9可以将图像进行实时传输；
依靠自动控制系统可以控制推进器19转动，实现船体1的运动，同时，可以控制两个推进器19的转速，实现船体1转向；
启动第二电机16，第二电机16带动转轮14转动，在配重块的作用下，使软管15进入水中，且可以调节软管15在水中的深度，启动水泵12，水泵12将水泵入第三腔体17内，可以对不同水位的水样进行采集；
同时，启动第一电机7，第一电机7带动第二锥形齿轮8转动，第二锥形齿轮8带动第一锥形齿轮6转动，第一锥形齿轮6带动内螺纹管4转动，内螺纹管4带动螺纹杆5上下运动，可以改变全景摄像9和三维激光雷达10的高度，方便进行观察，同时，降低船体1的重心，使船体1运动更加稳定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.水面自主巡航机器人，包括船体(1)，其特征在于，所述船体(1)上开设有第一腔体(2)，所述第一腔体(2)的顶部内壁上开设有转动孔(3)，所述转动孔(3)内转动安装有内螺纹管(4)，所述内螺纹管(4)内螺纹安装有螺纹杆(5)，所述螺纹杆(5)的顶端延伸至内螺纹管(4)外，所述内螺纹管(4)的底端延伸至第一腔体(2)内并固定安装有第一锥形齿轮(6)，所述第一腔体(2)内固定安装有第一电机(7)，所述第一电机(7)的输出轴上固定安装有第二锥形齿轮(8)，所述第二锥形齿轮(8)与第一锥形齿轮(6)啮合，所述螺纹杆(5)的顶端固定安装有全景摄像头(9)和三维激光雷达(10)，所述三维激光雷达(10)位于全景摄像头(9)的上方，所述船体(1)上开设有第二腔体(11)，所述第二腔体(11)内固定安装有水泵(12)和支架(13)，所述支架(13)上转动安装有转轮(14)，所述转轮(14)上设有软管(15)，且软管(15)与水泵(12)的进水口相连通，所述支架(13)上固定安装有第二电机(16)，所述第二电机(16)的输出轴与转轮(14)固定连接，所述船体(1)上开设有第三腔体(17)，所述水泵(12)的出水口与第三腔体(17)相连通，所述船体(1)的底部对称固定安装有两个浮块(18)，两个浮块(18)的底部均固定安装有推进器(19)，所述推进器(19)的外侧固定套设有防护网(20)。
2.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，所述内螺纹管(4)上固定套设有轴承，所述轴承的外圈与转动孔(3)的内壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，所述软管(15)的一端延伸至第二腔体(11)外并固定安装有配重块。
4.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，所述螺纹杆(5)上对称开设有限位槽，船体(1)的顶部对称固定安装有两个限位杆，所述限位杆与对应的限位槽的内壁滑动连接。
5.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，防护网(20)为铁质材质制成。
6.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，所述船体(1)的底部固定安装有声呐，且声呐的型号为T80F。
7.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，所述船体(1)上设有差分GPS模块，且差分GPS模块的型号为XW-GI5651。
8.根据权利要求1所述的水面自主巡航机器人，其特征在于，所述船体(1)上固定安装有紫外灯，所述船体(1)上固定安装有多个超声测距传感器。
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