CN111152903B - 一种水下机器人组件以及水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水下机器人组件和水下机器人，水下机器人组件包括：固定部，固定部内设有驱动装置；天线部，天线部内设有天线装置，天线部与固定部转动连接且与驱动装置通过传动结构连接，驱动装置驱动天线部绕其与固定部的连接处转动。本发明提供的水下机器人组件，驱动装置能通过传动结构驱动天线部转动，以实现天线的升降。当天线升起时，天线部内的天线装置工作，实现水下机器人与外界的通信。通过本方案，天线装置停止工作时可使天线部转动至预设位置，能够有效减少水下机器人在水下航行时的阻力，进而减少能量浪费，能够提高水下机器人的行进速度。

Description

一种水下机器人组件以及水下机器人

技术领域

本发明涉及水下设备技术领域，具体而言，涉及一种水下机器人组件以及一种水下机器人。

背景技术

水下机器人的主要作用是作为一种潜水设备和运载工具供人类在征服和利用海洋的过程中，在一般潜水技术不可到达的深度或环境下进行综合考察和研究并完成多种作业任务。

现有技术中，水下机器人上的摄像头固定在水下机器人的外部，为了获得更好的拍摄角度，摄像头往往设置在水下机器人外部的凸起上，这样，在水下机器人的行进过程中会产生较大阻力。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明一个的目的在于提供一种水下机器人组件。

本发明另一个的目的在于提供一种具有上述水下机器人组件的水下机器人。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种水下机器人组件，包括：固定部，固定部内设有驱动装置；天线部，天线部内设有天线装置，天线部与固定部转动连接且与驱动装置通过传动结构连接，驱动装置驱动天线部绕其与固定部的连接处转动。

本方案中，驱动装置能通过传动结构驱动天线部转动，以实现天线的升降。当天线升起时，天线部内的天线装置工作，实现水下机器人与外界的通信。

通过本方案，天线装置停止工作时可使天线部转动至预设位置，能够有效减少水下机器人在水下航行时的阻力，进而减少能量浪费，能够提高水下机器人的行进速度。

在上述技术方案中，优选地，传动结构包括：第一锥齿轮，与天线部固定连接；主动转轴，与驱动装置连接；第二锥齿轮，固设于主动转轴上，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。

在上述任一技术方案中，优选地，驱动装置包括：驱动电机，固设于固定部内；扭矩限制器，与驱动电机的转轴以及主动转轴固定连接。

在上述任一技术方案中，优选地，固定部包括：第一密封箱体，驱动装置设于第一密封箱体内且主动转轴穿过第一密封箱体，主动转轴位于第一密封箱体外的一端与第二锥齿轮固定连接；传动端盖，与第一密封箱体固定连接，天线部与传动端盖转动连接。

在上述任一技术方案中，优选地，天线部包括：第二密封箱体，第二密封箱体一端上固设有从动转轴，从动转轴转动设于固定部上且与传动结构连接，天线装置设于第二密封箱体内。

在上述任一技术方案中，优选地，天线装置包括：固设于第二密封箱体内的控制器以及天线组件，天线组件与控制器电连接。

在上述任一技术方案中，优选地，水下机器人组件还包括：图像拍摄装置，通过调节机构设于第二密封箱体远离从动转轴的一端，图像拍摄装置与控制器电连接，第二密封箱体具有与图像拍摄装置的位置对应的玻璃罩。

在上述任一技术方案中，优选地，调节机构包括：固定架，图像拍摄装置设于固定架上，固定架上固设有第一转轴，第一转轴与第二密封箱体转动连接；第一驱动器，固设于第二密封箱体内且与第一转轴传动连接。

在上述任一技术方案中，优选地，固定架包括：架体，与第一转轴固定连接；第二转轴，转动设于架体上且与图像拍摄装置固定连接；第二驱动器，固设于架体上且与第二转轴传动连接，其中，第一转轴与第二转轴垂直。

本发明第二方面的技术方案提供了一种水下机器人，包括第一方面任一技术方案中的水下机器人组件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的水下机器人组件的剖视图；

图2是图1中A-A截面上部分结构的剖视图。

其中，图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10固定部，11第一密封箱体，12传动端盖，20天线部，21天线装置，211控制器，212天线组件，22第二密封箱体，221连接件，222玻璃罩，23从动转轴，30驱动装置，31驱动电机，32扭矩限制器，33减速器，41第一锥齿轮，42主动转轴，43第二锥齿轮，50图像拍摄装置，61固定架，611架体，612第二驱动器，62第一驱动器，70第一水下线缆接头，80第二水下线缆接头。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明的一些实施例。

如图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提供了一种水下机器人组件，包括：固定部10，固定部10内设有驱动装置30；天线部20，天线部20内设有天线装置21，天线部20与固定部10转动连接且与驱动装置30通过传动结构连接，驱动装置30驱动天线部20绕其与固定部10的连接处转动。

本方案中，驱动装置30能通过传动结构驱动天线部20转动，以实现天线的升降。当天线升起时，天线部20内的天线装置21工作，实现水下机器人与外界的通信。

通过本方案，天线装置21停止工作时可使天线部20转动至预设位置，能够有效减少水下机器人在水下航行时的阻力，进而减少能量浪费，能够提高水下机器人的行进速度。

在上述实施例中，优选地，传动结构包括：第一锥齿轮41，与天线部20固定连接；主动转轴42，与驱动装置30连接；第二锥齿轮43，固设于主动转轴42上，第一锥齿轮41与第二锥齿轮43啮合。

本方案中，主动转轴42与驱动装置30连接，驱动装置30带动主动转轴42转动，与主动转轴42固定的第二锥齿轮43带动第一锥齿轮41转动，进而使天线部20转动，实现天线部20的升降。

通过设置第一锥齿轮41和第二锥齿轮43，能够使驱动装置30与天线部20的旋转方向垂直，能够合理布置驱动装置30的位置，便于使水下机器人的结构更加紧凑。

在上述任一实施例中，优选地，驱动装置30包括：驱动电机31，固设于固定部10内；扭矩限制器32，与驱动电机31的转轴以及主动转轴42固定连接。

本方案中，通过设置扭矩限制器32，能够在扭矩达到预设值时断开连接，这样，在天线部20转动过程中若碰上障碍物，能够防止天线部20被磕坏或电机烧坏，提高工作的可靠性。

具体地，驱动电机31和扭矩限制器32之间设有减速器33。

在上述任一实施例中，优选地，固定部10包括：第一密封箱体11，驱动装置30设于第一密封箱体11内且主动转轴42穿过第一密封箱体11，主动转轴42位于第一密封箱体11外的一端与第二锥齿轮43固定连接；传动端盖12，与第一密封箱体11固定连接，天线部20与传动端盖12转动连接。

本方案中，第一密封箱体11将驱动装置30与外部环境隔离，便于驱动装置30稳定工作。

其中，第一密封箱体11其主体由一个筒体和固定在筒体两端的端盖组成，筒体与端盖之间具有密封圈，实现密封。

其中，第一密封箱体11上设有第一水下线缆接头70，驱动电机31通过第一水下线缆接头70实现通信和供电。

在上述任一实施例中，优选地，天线部20包括：第二密封箱体22，第二密封箱体22一端上固设有从动转轴23，从动转轴23转动设于固定部10上且与传动结构连接，天线装置21设于第二密封箱体22内。

在上述任一实施例中，优选地，天线装置21包括：固设于第二密封箱体22内的控制器211以及天线组件212，天线组件212与控制器211电连接。

本实施例中，控制器211控制天线组件212工作，以实现通信。

其中，天线组件212包括GPS天线、AIS天线和北斗天线中的至少一种。

其中，第二密封箱体22设有第二水下线缆接头80，控制器211通过第二水下线缆接头80实现供电及通信。

在上述任一实施例中，优选地，水下机器人组件还包括：图像拍摄装置50(例如为相机)，通过调节机构设于第二密封箱体22远离从动转轴23的一端，图像拍摄装置50与控制器211电连接，第二密封箱体22具有与图像拍摄装置50的位置对应的玻璃罩222。

本方案中，第二密封箱体22具有与图像拍摄装置50的位置对应的玻璃罩222，图像拍摄装置50能够拍摄外部照片，并通过控制器211以及天线组件212传输图像拍摄装置50获取的图像信息。

在上述任一实施例中，优选地，调节机构包括：固定架61，图像拍摄装置50设于固定架61上，固定架61上固设有第一转轴，第一转轴与第二密封箱体22转动连接；第一驱动器62，固设于第二密封箱体22内且与第一转轴传动连接。

本方案中，第一驱动器62能够驱动第一转轴转动，第一转轴带动固定架61转动，进而实现图像拍摄装置50的旋转，以能够调节图像拍摄装置50的角度，使用更加灵活。

在上述任一实施例中，优选地，固定架61包括：架体611，与第一转轴固定连接；第二转轴，转动设于架体611上且与图像拍摄装置50固定连接；第二驱动器612，固设于架体611上且与第二转轴传动连接，其中，第一转轴与第二转轴垂直。

本方案中，第二驱动器612带动第二转轴转动，以带动图像拍摄装置50旋转；第一驱动器62带动第一转轴转动时带动固定架61整体旋转。由于第一转轴与第二转轴垂直，这样即能够实现图像拍摄装置50在两个方向上的调节，能够获得更大范围的图像。同时获取不同角度的图像信息时不必调整水下机器人的方位，使用更加灵活。

其中，本实施例中，第一驱动器62和第二驱动器612均为伺服电机，第一驱动器62与第一转轴通过齿轮传动连接，第二驱动器612与第二转轴通过齿轮传动连接，这样，齿轮传动比准确，能够精确调整固定架61以及图像拍摄装置50旋转的角度。

本发明第二方面的实施例提供了一种水下机器人，包括第一方面任一实施例中的水下机器人组件。

本方案提供的水下机器人，由于具有第一方面任一实施例中的水下机器人组件，因而具有上述实施例的全部有益效果，此处不再赘述。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提供的水下机器人组件，驱动装置能通过传动结构驱动天线部转动，以实现天线的升降。当天线升起时，天线部内的天线装置工作，实现水下机器人与外界的通信。通过本方案，天线装置停止工作时可使天线部转动至预设位置，能够有效减少水下机器人在水下航行时的阻力，进而减少能量浪费，能够提高水下机器人的行进速度。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水下机器人组件，其特征在于，包括：

固定部(10)，所述固定部(10)内设有驱动装置(30)；

天线部(20)，所述天线部(20)内设有天线装置(21)和图像拍摄装置(50)，所述天线部(20)与所述固定部(10)转动连接且与所述驱动装置(30)通过传动结构连接，所述驱动装置(30)驱动所述天线部(20)绕其与所述固定部(10)的连接处转动；

第一锥齿轮(41)，与所述天线部(20)固定连接；

主动转轴(42)，与所述驱动装置(30)连接；

第二锥齿轮(43)，固设于所述主动转轴(42)上，所述第一锥齿轮(41)与所述第二锥齿轮(43)啮合；

所述固定部(10)包括：

第一密封箱体(11)，所述驱动装置(30)设于所述第一密封箱体(11)内且所述主动转轴(42)穿过所述第一密封箱体(11)，所述主动转轴(42)位于所述第一密封箱体(11)外的一端与所述第二锥齿轮(43)固定连接；

传动端盖(12)，与所述第一密封箱体(11)固定连接，所述天线部(20)与所述传动端盖(12)转动连接。

2.根据权利要求1所述的水下机器人组件，其特征在于，所述驱动装置(30)包括：

驱动电机(31)，固设于所述固定部(10)内；

扭矩限制器(32)，与所述驱动电机(31)的转轴以及所述主动转轴(42)固定连接。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的水下机器人组件，其特征在于，所述天线部(20)包括：

第二密封箱体(22)，所述第二密封箱体(22)一端上固设有从动转轴(23)，所述从动转轴(23)转动设于所述固定部(10)上且与所述传动结构连接，所述天线装置(21)设于所述第二密封箱体(22)内。

4.根据权利要求3所述的水下机器人组件，其特征在于，所述天线装置(21)包括：

固设于所述第二密封箱体内的控制器(211)以及天线组件(212)，所述天线组件(212)与所述控制器(211)电连接。

5.根据权利要求4所述的水下机器人组件，其特征在于，所述图像拍摄装置(50)通过调节机构设于所述第二密封箱体(22)远离所述从动转轴(23)的一端内，所述图像拍摄装置(50)与所述控制器(211)电连接，所述第二密封箱体(22)具有与所述图像拍摄装置的位置对应的玻璃罩(222)。

6.根据权利要求5所述的水下机器人组件，其特征在于，所述调节机构包括：

固定架(61)，所述图像拍摄装置(50)设于所述固定架(61)上，所述固定架(61)上固设有第一转轴，所述第一转轴与所述第二密封箱体(22)转动连接；

第一驱动器(62)，固设于所述第二密封箱体(22)内且与所述第一转轴传动连接。

7.根据权利要求6所述的水下机器人组件，其特征在于，所述固定架(61)包括：

架体(611)，与所述第一转轴固定连接；

第二转轴，转动设于所述架体(611)上且与所述图像拍摄装置(50)固定连接；

第二驱动器(612)，固设于所述架体(611)上且与所述第二转轴传动连接，

其中，所述第一转轴与所述第二转轴垂直。

8.一种水下机器人，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的水下机器人组件。

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