CN110104145A - 一种水下机器人 - Google Patents

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CN110104145A CN201910250535.7A CN201910250535A CN110104145A CN 110104145 A CN110104145 A CN 110104145A CN 201910250535 A CN201910250535 A CN 201910250535A CN 110104145 A CN110104145 A CN 110104145A
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张卫平
柳景青
陈环宇
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Binhai Industrial Technology Research Institute of Zhejiang University
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Binhai Industrial Technology Research Institute of Zhejiang University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • 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
    • B63C11/52—Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for

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Abstract

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开发海洋的重要工具。本发明提出一种水下机器人，水下机器人内部设有进水阀、储水仓、螺柱和托盘，托盘上设有凸块和螺孔，储水仓底部设有与凸块适配的凹陷，储水仓放置在进水阀和托盘之间；水下机器人内部还设有第一气泵和水柜，水柜内设有排水阀，第一气泵用于排出水柜内的水；水下机器人内部还设有滑轨，滑轨上设有夹钳，滑轨转动连接在水下机器人内部，夹钳连接第二气泵和第三气泵，其中进水阀、第一气泵、第二气泵、第三气泵、排水阀、夹钳与控制器相连。

Description

一种水下机器人
技术领域
本发明属于机器人领域，尤其是一种水下机器人。
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开发海洋的重要工具。
典型的遥控潜水器是由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动，本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作业设备(机械手、切割器、清洗器等)。
潜水器的水下运动和作业，是由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向监控式发展，即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制，它能对观测信息进行加工，建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令，并接受经计算机加工处理的信息，对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。开始研制智能水下机器人系统。操作人员仅下达总任务，机器人就能根据识别和分析环境，自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。
发明内容
本发明提出一种水下机器人，采用的技术方案如下：
一种水下机器人，水下机器人内部设有进水阀、储水仓、螺柱和托盘，托盘上设有凸块和螺孔，储水仓底部设有与凸块适配的凹陷，储水仓放置在进水阀和托盘之间；水下机器人内部还设有第一气泵和水柜，水柜7内设有排水阀，第一气泵用于排出水柜内的水；水下机器人内部还设有滑轨，滑轨上设有夹钳，滑轨转动连接在水下机器人内部，夹钳连接第二气泵和第三气泵，其中进水阀、第一气泵、第二气泵、第三气泵、排水阀、夹钳与控制器相连。
进一步的，水下机器人前部设有活动盖，常态时，活动盖与水下机器人前部形成半球形护罩，活动盖处于开启状态时，滑轨可从水下机器人前部伸出。
进一步的，进水阀位于注水孔中，注水孔设有内螺纹，储水仓的开口处设有外螺纹和密封圈，储水仓和注水孔密封连接。
进一步的，储水仓上设有把手。
进一步的，夹钳包括连接臂，连接臂上设有第一舵机和第二舵机，第一舵机与滑轨上的滑块相连，第一舵机用于使夹钳沿活动盖开启后形成的缺口方向旋转，第二舵机用于使夹钳绕滑块的径向方向旋转。
进一步的，连接臂的两端各设有一个第三舵机，每个第三舵机连接一个钳臂，钳臂上固定连接钳牙。
进一步的，钳臂内设有气腔，气腔的底部设有缓冲柱，缓冲柱的末端设有缓冲垫，钳臂内还设有磁性基板和磁性活塞，磁性活塞上设有活塞座，活塞座和缓冲柱之间设有弹簧。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.水下机器人可采集不同水层的水体样本，用于存储水体样本的储水仓便于拆卸和安装。
2.水下机器人设有夹钳，机器人行驶时，夹钳位于防护罩内，减小了行驶的阻力。
3.夹钳设有磁性活塞，通过与气泵配合，可以将大体积的固体样本敲碎，便于采集。
附图说明
图1是机器人内部结构示意图；
图2是夹钳结构示意图；
图3是储水仓托盘结构示意图。
附图标记说明：
进水阀-1，储水仓-2，把手-3，螺柱-4，托盘-5，凸块-51，螺孔-52，控制器-6，水柜-7，排水阀-8，第一气泵-9，第二气泵-10，第三气泵-11，活动盖-12，滑轨-13，夹钳-14，第一舵机-141，第二舵机-142，连接臂-143，第三舵机-144，气腔-145，缓冲柱-146，缓冲垫-147，活塞座-148，弹簧-149，磁性基板-1410，钳牙-1411，磁性活塞-1412。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实施例中提出的用于水质检测的水下机器人外部设有摄像头，内部设有进水阀1、储水仓2、螺柱4和托盘5，托盘5上设有凸块51和螺孔52，储水仓2底部设有与凸块51适配的凹陷，储水仓2放置在进水阀1和托盘5之间；水下机器人内部还设有第一气泵9和水柜7，水柜7内设有排水阀8，第一气泵9用于排出水柜7内的水；水下机器人内部还设有滑轨13，滑轨13上设有夹钳14，滑轨13转动连接在水下机器人内部，夹钳14连接第二气泵10和第三气泵11，其中进水阀1、第一气泵9、第二气泵10、第三气泵11、排水阀8、夹钳14与控制器6相连。
水下机器人前部设有活动盖12，常态时，活动盖12与水下机器人前部形成半球形护罩，活动盖12处于开启状态时，滑轨13可从水下机器人前部伸出。进水阀位1于注水孔中，注水孔设有内螺纹，储水仓2的开口处设有外螺纹和密封圈，储水仓2和注水孔密封连接。储水仓2上设有把手3。
夹钳14包括连接臂143，连接臂143上设有第一舵机141和第二舵机142，第一舵机141与滑轨13上的滑块相连，第一舵机141用于使夹钳14沿活动盖12开启后形成的缺口方向旋转，第二舵机142用于使夹钳14绕滑块的径向方向旋转。连接臂143的两端各设有一个第三舵机144，每个第三舵机144连接一个钳臂，钳臂上固定连接钳,1411。钳臂内设有气腔145，气腔145的底部设有缓冲柱146，缓冲柱146的末端设有缓冲垫147，钳臂内还设有磁性基板1410和磁性活塞1412，磁性活塞1412上设有活塞座148，活塞座148和缓冲柱146之间设有弹簧149。
安装储水仓2时，将储水仓2放在托盘5上，旋转托盘5进而将储水仓2旋接在注水孔上。本实施例中，通过遥控器控制水下机器人运动，包括进行水样采集时控制进水阀1开闭；需要采集固体样本时，控制活动盖12开闭、第二气泵10、第三气泵11工作、夹钳14运动；需要上浮时，控制排水阀8开闭以及第一气泵9工作。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的技术原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此解释，本领域内的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水下机器人，其特征在于，水下机器人内部设有进水阀(1)、储水仓(2)、螺柱(4)和托盘(5)，托盘(5)上设有凸块(51)和螺孔(52)，储水仓(2)底部设有与凸块(51)适配的凹陷，储水仓(2)放置在进水阀(1)和托盘(5)之间；水下机器人内部还设有第一气泵(9)和水柜(7)，水柜(7)内设有排水阀(8)，第一气泵(9)用于排出水柜(7)内的水；水下机器人内部还设有滑轨(13)，滑轨(13)上设有夹钳(14)，滑轨(13)转动连接在水下机器人内部，夹钳(14)连接第二气泵(10)和第三气泵(11)，其中进水阀(1)、第一气泵(9)、第二气泵(10)、第三气泵(11)、排水阀(8)、夹钳(14)与控制器(6)相连。
2.如权利要求1所述一种水下机器人，其特征在于，水下机器人前部设有活动盖(12)，常态时，活动盖(12)与水下机器人前部形成半球形护罩，活动盖(12)处于开启状态时，滑轨(13)可从水下机器人前部伸出。
3.如权利要求1所述一种水下机器人，其特征在于，进水阀位(1)于注水孔中，注水孔设有内螺纹，储水仓(2)的开口处设有外螺纹和密封圈，储水仓(2)和注水孔密封连接。
4.如权利要求1所述一种水下机器人，其特征在于，储水仓(2)上设有把手(3)。
5.如权利要求1所述一种水下机器人，其特征在于，夹钳(14)包括连接臂(143)，连接臂(143)上设有第一舵机(141)和第二舵机(142)，第一舵机(141)与滑轨(13)上的滑块相连，第一舵机(141)用于使夹钳(14)沿活动盖(12)开启后形成的缺口方向旋转，第二舵机(142)用于使夹钳(14)绕滑块的径向方向旋转。
6.如权利要求5所述一种水下机器人，其特征在于，连接臂(143)的两端各设有一个第三舵机(144)，每个第三舵机(144)连接一个钳臂，钳臂上固定连接钳牙(1411)。
7.如权利要求6所述一种水下机器人，其特征在于，钳臂内设有气腔(145)，气腔(145)的底部设有缓冲柱(146)，缓冲柱(146)的末端设有缓冲垫(147)，钳臂内还设有磁性基板(1410)和磁性活塞(1412)，磁性活塞(1412)上设有活塞座(148)，活塞座(148)和缓冲柱(146)之间设有弹簧(149)。
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