CN111976925A - 水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下机器人，包括控制器和潜水器，所述控制器用于控制所述潜水器移动，所述控制器设置在船体上，所述潜水器设置在所述船体的下方，所述控制器通过线缆与所述潜水器电性连接，所述船体的底部的下表面设有卷绕组件，所述线缆缠绕设置在所述卷绕组件上，所述卷绕组件用于通过所述线缆提升和降下所述潜水器，所述线缆与所述潜水器密封连接。本发明的线缆能同时用来传输信号和牵引潜水器，当遇到高台阶时，可将船体移动至潜水器上方，利用卷绕组件提升潜水器，使潜水器的高度大于高台阶，再移动船体和释放潜水器，使潜水器能在高台阶上行走。

Description

水下机器人

技术领域

本发明涉及水下工程技术领域，特别是涉及一种水下机器人。

背景技术

水下机器人由于其工作安全、适应能力强、作业范围广且具有经济和高效性，已成为水下作业的重要装备，其应用涉及海洋环境调查、海底地质勘探、海洋结构物的安装与维修、水利水电工程、科学考察等诸多领域。

水下机器人一般由控制器和潜水器组成，其中控制器为设置在岸边，潜水器为设有履带的小车结构，通过信号传输线与控制器电性连接，使控制器能控制潜水器的运动，部分潜水器上还安装有摄像头，能将水下的图像传输给用户的显示界面。

由于潜水器一般为从岸边直接驶入水下，通过履带在水底移动，水底的部分区域会存在较大的高度差，如高台阶和低台阶，潜水器通过履带无法从低台阶到达高台阶，即无法进行高台阶上的作业。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能从低台阶到达高台阶的水下机器人。

一种水下机器人，包括控制器和潜水器，所述控制器用于控制所述潜水器移动，所述控制器设置在船体上，所述潜水器设置在所述船体的下方，所述控制器通过线缆与所述潜水器电性连接，所述船体的底部的下表面设有卷绕组件，所述线缆缠绕设置在所述卷绕组件上，所述卷绕组件用于通过所述线缆提升和降下所述潜水器，所述线缆与所述潜水器密封连接。

本发明的有益效果是：线缆能同时用来传输信号和牵引潜水器，当遇到高台阶时，可将船体移动至潜水器上方，利用卷绕组件提升潜水器，使潜水器的高度大于高台阶，再移动船体和释放潜水器，使潜水器能在高台阶上行走。

另外，根据本发明提供的，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述卷绕组件包括第一支座、第二支座和卷轴，所述第一支座和所述第二支座分别设置在所述卷轴的两侧，并与所述卷轴转动连接，所述线缆缠绕设置在所述卷轴上，所述卷轴用于通过转动收起和释放所述线缆。

进一步地，所述卷轴均通过防水轴承与所述第一支座、所述第二支座转动连接。

进一步地，所述第一支座为中空结构，所述第一支座与所述船体的底部固定连接，所述卷轴朝向所述第一支座设有第一转动柱，所述第一转动柱伸入所述第一支座内，所述卷轴上靠近所述第一转动柱的所述线缆埋入所述卷轴内，并延伸贯穿所述第一转动柱，所述线缆伸出所述第一转动柱的一端与所述控制器电性连接。

进一步地，所述线缆伸出所述第一转动柱的部分绕设在所述第一转动柱上，所述第一转动柱的半径小于所述卷轴的半径。

进一步地，所述线缆绕设在所述卷轴上的部分设有加强层。

进一步地，所述第二支座为中空结构，所述卷轴朝向所述第二支座设有第二转动柱，所述第二转动柱伸入所述第二支座内，所述第二转动柱通过防水轴承与所述第二支座转动连接，所述第二转动柱上设有第一齿轮，所述船体内对应所述第二转动柱的位置设有转动电机，所述转动电机的转轴上设有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合。

进一步地，所述第二支座与所述船体密封连接，所述第二支座贯穿所述船体的底部，所述第一齿轮和所述第二齿轮均位于所述第二支座内，所述第二支座的纵向中部设有缓冲区，所述缓冲区为所述第二支座的横向宽度最大的部分。

进一步地，所述第二支座位于所述船体上方的部分设有检修盖，所述检修盖与所述第二支座可拆卸连接。

进一步地，所述船体的后部设有螺旋桨和转向舵，所述螺旋桨连接船体驱动电机，用于驱动所述船体在水上运动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明第一实施例的水下机器人的结构示意图；

图2是图1中水下机器人的剖视结构示意图；

图3是图2中卷轴和第一支座的连接剖视结构示意图；

图4是图2中A区域的局部放大图；

图5是图4中第一齿轮和第二齿轮啮合的结构示意图；

图中：1-控制器，2-潜水器，3-线缆，31-加强层，4-卷绕组件，41-卷轴，42-第一支座，43-第二支座，431-缓冲区，432-检修盖，44-第一转动柱，45-第二转动柱，451-第一齿轮，46-防水轴承，5-船体，51-转动电机，52-转轴，53-第二齿轮，6-螺旋桨，61-船体驱动电机，7-转向舵。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本发明的第一实施例提出一种水下机器人，包括控制器1和潜水器2。

具体的，所述控制器1用于控制所述潜水器2移动，所述控制器1设置在船体5上，所述潜水器2设置在所述船体5的下方，所述控制器1通过线缆3与所述潜水器2电性连接，线缆3用于传输信号；

另外，所述船体5的底部的下表面设有卷绕组件4，所述线缆3缠绕设置在所述卷绕组件4上，所述卷绕组件4用于通过所述线缆3提升和降下所述潜水器2，所述线缆3与所述潜水器2密封连接。

可以理解的是，线缆3与潜水器2、卷绕组件4的连接点均为密封的防水设置。

本发明的优势在于，线缆3能同时用来传输信号和牵引潜水器，当遇到高台阶时，可将船体5移动至潜水器2上方，利用卷绕组件4提升潜水器2，使潜水器2的高度大于高台阶，再移动船体5和释放潜水器2，使潜水器2能在高台阶上行走作业。

具体的，所述卷绕组件4包括第一支座42、第二支座43和卷轴41，所述第一支座42和所述第二支座43分别设置在所述卷轴41的两侧，并与所述卷轴41转动连接，所述线缆3缠绕设置在所述卷轴41上，所述卷轴41用于通过转动收起和释放所述线缆3。

可以理解的是，当卷轴41收起或释放所述线缆3时，会相应牵引或释放潜水器2。

请参阅图3，所述第一支座42为中空结构，所述第一支座42与所述船体5的底部固定连接，所述卷轴41朝向所述第一支座42设有第一转动柱44，所述第一转动柱44伸入所述第一支座42内，所述卷轴41上靠近所述第一转动柱44的所述线缆3埋入所述卷轴41内，并延伸贯穿所述第一转动柱44，所述线缆3伸出所述第一转动柱44的一端与所述控制器1电性连接。

需要说明的是，线缆3与卷轴41的连接处为埋入式，即线缆3直接内嵌在卷轴41内，并延伸至第一转动柱44内，再从第一转动柱44内伸出。

应当指出的是，由于卷轴41需经常发生转动，必然会使伸出第一转动柱44的线缆3缠绕在第一转动柱44上或释放，本实施例预先在第一转动柱44上预留一定长度的线缆3，能防止线缆3因卷轴41的转动而拉扯断裂。

优选的，所述线缆3伸出所述第一转动柱44的部分绕设在所述第一转动柱44上，所述第一转动柱44的半径小于所述卷轴41的半径。

可以理解的是，在相同匝数的条件下，位于卷轴41上的线缆3必然长于第一转动柱44上的，即第一转动柱44上缠绕较短的线缆3即可实现与卷轴41转动相同的圈数。

另外，第一转动柱44的末端与第一支座42的侧壁抵触，则当线缆3缠绕在第一转动柱44上时，不会从第一转动柱44上脱落。

为了提高位于水中的线缆3的强度，所述线缆3绕设在所述卷轴41上的部分设有加强层31，加强层31为较线缆3的表皮韧性更高的材料。

可以理解的是，当线缆3采用加强层31时，会使线缆3变粗，则卷轴3上每匝线缆3的长度会变长，使第一转动柱44上的线缆3更不易发生拉扯。

在本实施例中，所述卷轴41均通过防水轴承46与所述第一支座42、所述第二支座43转动连接，以防止有水进入第一支座42和第二支座43的内部，还能确保卷轴41能转动。

请参阅图4和图5，具体的，所述第二支座43为中空结构，所述卷轴41朝向所述第二支座43设有第二转动柱45，所述第二转动柱45伸入所述第二支座43内，所述第二转动柱45通过防水轴承46与所述第二支座43转动连接，所述第二转动柱45上设有第一齿轮451，所述船体5内对应所述第二转动柱45的位置设有转动电机51，所述转动电机51的转轴52上设有第二齿轮53，所述第一齿轮451和所述第二齿轮53啮合。

可以理解的是，第一齿轮451与第二转动柱45固定连接，第二齿轮53与转轴52固定连接，当需要转动卷轴41时，可起到转动电机51，驱动第二齿轮53转动，从而带动第一齿轮451转动，进而带动卷轴41转动。

在本实施例中，转动电机51需选用能分别进行顺时针转动和逆时针转动的电机，潜水器2内需设有重锤，以便当释放时自然落下。

另外，所述第二支座43与所述船体5密封连接，所述第二支座43贯穿所述船体5的底部，所述第一齿轮451和所述第二齿轮53均位于所述第二支座43内，所述第二支座43的纵向中部设有缓冲区431，所述缓冲区431为所述第二支座43的横向宽度最大的部分。

需要说明的是，在防水轴承46的防水能力欠缺时，会有部分水渗入第二支座43内，缓冲区431能延长水进入船体1的时间，提高了使用者发现漏水的概率。

另外，所述第二支座43位于所述船体5上方的部分设有检修盖432，所述检修盖432与所述第二支座43可拆卸连接，便于人工清理积水或维修齿轮。

另外，所述船体5的后部设有螺旋桨6和转向舵7，所述螺旋桨6连接船体驱动电机61，用于驱动所述船体5在水上运动。

需要说明的是，螺旋桨6和转向舵7均为常规结构，分别用于驱动船体5运动和调整船体5的方向。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水下机器人，包括控制器和潜水器，所述控制器用于控制所述潜水器移动，其特征在于，所述控制器设置在船体上，所述潜水器设置在所述船体的下方，所述控制器通过线缆与所述潜水器电性连接，所述船体的底部的下表面设有卷绕组件，所述线缆缠绕设置在所述卷绕组件上，所述卷绕组件用于通过所述线缆提升和降下所述潜水器，所述线缆与所述潜水器密封连接。

2.根据权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述卷绕组件包括第一支座、第二支座和卷轴，所述第一支座和所述第二支座分别设置在所述卷轴的两侧，并与所述卷轴转动连接，所述线缆缠绕设置在所述卷轴上，所述卷轴用于通过转动收起和释放所述线缆。

3.根据权利要求2所述的水下机器人，其特征在于，所述卷轴均通过防水轴承与所述第一支座、所述第二支座转动连接。

4.根据权利要求2所述的水下机器人，其特征在于，所述第一支座为中空结构，所述第一支座与所述船体的底部固定连接，所述卷轴朝向所述第一支座设有第一转动柱，所述第一转动柱伸入所述第一支座内，所述卷轴上靠近所述第一转动柱的所述线缆埋入所述卷轴内，并延伸贯穿所述第一转动柱，所述线缆伸出所述第一转动柱的一端与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的水下机器人，其特征在于，所述线缆伸出所述第一转动柱的部分绕设在所述第一转动柱上，所述第一转动柱的半径小于所述卷轴的半径。

6.根据权利要求4所述的水下机器人，其特征在于，所述线缆绕设在所述卷轴上的部分设有加强层。

7.根据权利要求2所述的水下机器人，其特征在于，所述第二支座为中空结构，所述卷轴朝向所述第二支座设有第二转动柱，所述第二转动柱伸入所述第二支座内，所述第二转动柱通过防水轴承与所述第二支座转动连接，所述第二转动柱上设有第一齿轮，所述船体内对应所述第二转动柱的位置设有转动电机，所述转动电机的转轴上设有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的水下机器人，其特征在于，所述第二支座与所述船体密封连接，所述第二支座贯穿所述船体的底部，所述第一齿轮和所述第二齿轮均位于所述第二支座内，所述第二支座的纵向中部设有缓冲区，所述缓冲区为所述第二支座的横向宽度最大的部分。

9.根据权利要求8所述的水下机器人，其特征在于，所述第二支座位于所述船体上方的部分设有检修盖，所述检修盖与所述第二支座可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的水下机器人，其特征在于，所述船体的后部设有螺旋桨和转向舵，所述螺旋桨连接船体驱动电机，用于驱动所述船体在水上运动。

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