CN113562146A - 一种基于微型水下探测机器人用的推进结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，涉及机器人技术领域，解决了现有的水下机器人需要水底和水中两种运动方式需要设置两套推进装置，导致推进结构复杂的问题，包括机器人主体；摆动座，所述摆动座转动连接在机器人主体左右两侧底部；转向驱动件，所述转向驱动件共设置有两组，两组转向驱动件分别固定连接在机器人主体左右两侧内部，转向驱动件通过转向驱动机构带动摆动座旋转。本发明通过推进轮和推进浆叶的旋转实现了推动机器人在水中游动同时还可以推动机器人在水底前进，具有更好的实用性，通过改变推进浆叶的伸缩位置，实现推进方向的改变，实现了机器人的各个方向的游动和升降，具有良好的灵活性，结构简单，推进力大。

Description

一种基于微型水下探测机器人用的推进结构

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种基于微型水下探测机器人用的推进结构。

背景技术

水下探测机器人一种用于水下探测的极限探测机器人，由于谁先环境恶劣危险，人的潜水深度有限，水下探测机器人就成为重要的探测工具，随着科技的发展探测机器人越来越小型化发展，现有的水下探测机器人一般是通过螺旋桨的方式进行推进。

例如申请号：CN202010200170.X 本发明公开了一种水下探测打捞机器人，涉及机器人技术领域，包括设备舱主体、前面板、后面板、侧板、推进机构、底板以及抓取机构，本发明结构简单，易于装配，且本发明中的多个抓取机构可借助于与之配合的水平驱动机构移动至合适的位置，以实现对水下物品的多位置的抓取，相比传统的单点抓取，显然牢固性更好，且由于多个抓取机构具有在水平方向上的位移能力，故能够适应不规则形状的物品表面抓取工作。

基于上述，现有的水下机器人通过螺旋桨推进需要通过多组不同朝向的推进器进行推进，同时现有的水下机器人要么在水中游动，要么在水底前进，需要水底和水中两种运动方式需要设置两套推进装置，导致推进结构复杂；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种基于微型水下探测机器人用的推进结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，以解决上述背景技术中提出的现有的水下机器人通过螺旋桨推进需要通过多组不同朝向的推进器进行推进，同时现有的水下机器人要么在水中游动，要么在水底前进，需要水底和水中两种运动方式需要设置两套推进装置，导致推进结构复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，包括机器人主体；

摆动座，所述摆动座转动连接在机器人主体左右两侧底部；

转向驱动件，所述转向驱动件共设置有两组，两组转向驱动件分别固定连接在机器人主体左右两侧内部，转向驱动件通过转向驱动机构带动摆动座旋转；

推进驱动件，所述推进驱动件共设置有两组，两组推进驱动件分别设置在两组摆动座的内侧；

推进轮，所述推进轮共设置有两组，两组推进轮分别转动连接在摆动座上，推进驱动件通过推进驱动机构带动推进轮旋转；

推进方向转换组件，所述推进方向转换组件共设置有四组，四组推进方向转换组件分别设置在两组摆动座的前后端面内侧。

优选的，所述转向驱动机构还包括有：

转向驱动齿轮，转向驱动齿轮同轴固定连接在转向驱动件的底部；

转向从动齿轮，转向从动齿轮同轴固定连接在摆动座的转轴顶部，转向驱动齿轮与转向从动齿轮啮合共同构成齿轮齿条传动机构。

优选的，所述推进驱动机构还包括有：

推进从动锥齿轮，推进从动锥齿轮同轴固定连接在推进轮的中部；

推进主动锥齿轮，推进主动锥齿轮同轴固定连接在推进驱动件的转轴上，推进主动锥齿轮与推进从动锥齿轮啮合共同构成锥齿轮传动机构。

优选的，所述推进驱动机构还包括有：

推进浆叶，推进浆叶圆周阵列辐射状滑动连接在推进驱动件的外圆面上。

优选的，所述推进驱动机构还包括有：

推进方向控制件，推进方向控制件的中部为转轴，转轴上固定设置有两组盘状结构，推进方向控制件共设置有四组，四组推进方向控制件分别转动连接在摆动座的前后端面内侧，且推进方向控制件的两组盘状结构转动连接在推进轮的内部。

优选的，所述推进驱动机构还包括有：

浆叶伸缩驱动滑槽，浆叶伸缩驱动滑槽为凸轮槽结构，浆叶伸缩驱动滑槽对称开设在推进方向控制件的两组盘状结构内侧面上；

浆叶伸缩驱动杆，浆叶伸缩驱动杆固定连接在推进浆叶的内侧前后端面上，浆叶伸缩驱动杆在浆叶伸缩驱动滑槽滑动，浆叶伸缩驱动滑槽与推进浆叶之间共同构成凸轮传动机构。

优选的，所述推进浆叶还包括有：

行走板，行走板为板状结构，行走板固定安装在推进浆叶的外侧端面且行走板与推进浆叶垂直安装。

优选的，所述推进方向转换组件还包括有：

动力换向驱动件，动力换向驱动件共设置有四组，四组动力换向驱动件分别固定连接在摆动座的前后端面内侧；

动力转向驱动蜗杆，动力转向驱动蜗杆同轴固定连接在动力换向驱动件的转轴上；

推进从动蜗轮，推进从动蜗轮同轴固定连接在推进方向控制件的外侧端面上，动力转向驱动蜗杆与推进从动蜗轮啮合共同构成蜗轮蜗杆传动机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明使用时，推进驱动件通过由推进主动锥齿轮与推进从动锥齿轮啮合共同构成的锥齿轮传动机构带动推进轮旋转，推进轮带动推进浆叶旋转，推进浆叶在浆叶伸缩驱动滑槽与推进浆叶之间共同构成的凸轮传动机构的作用下伸缩，当推进浆叶伸出时可以推动水或者水底实现机器人的行走；

本发明当需要转换推进方向时，动力换向驱动件通过由动力转向驱动蜗杆与推进从动蜗轮啮合共同构成的蜗轮蜗杆传动机构带动推进方向控制件旋转，改变推进方向控制件内侧的浆叶伸缩驱动滑槽的朝向，进而改变推进浆叶的伸出位置，实现对推进方向的改变；

本发明当需要转向时，转向驱动件通过由转向驱动齿轮与转向从动齿轮啮合共同构成齿轮齿条传动机构带动摆动座转动，实现摆动座的摆动，从而实现机器人的转向动作。

本发明通过推进轮和推进浆叶的旋转实现了推动机器人在水中游动同时还可以推动机器人在水底前进，具有更好的实用性，同时通过改变推进浆叶的伸缩位置，实现推进方向的改变，实现了机器人的各个方向的游动和升降，具有良好的灵活性，同时结构简单，推进力大。

附图说明

图1为本发明的轴侧结构示意图；

图2为本发明的转向驱动机构轴侧结构示意图；

图3为本发明的推进驱动机构轴侧结构示意图；

图4为本发明的推进方向转换组件轴侧结构示意图；

图5为本发明的推进方向转换组件等轴侧剖视结构示意图；

图6为本发明的推进轮剖视结构示意图；

图7为本发明的推进轮等轴侧剖视结构示意图；

图8为本发明的推进方向控制件等轴侧剖视结构示意图；

图中：1、机器人主体；2、转向驱动件；201、转向驱动齿轮；3、摆动座；301、转向从动齿轮；4、推进轮；401、推进从动锥齿轮；5、推进驱动件；501、推进主动锥齿轮；6、动力换向驱动件；601、动力转向驱动蜗杆；7、推进方向控制件；701、推进从动蜗轮；702、浆叶伸缩驱动滑槽；8、推进浆叶；801、浆叶伸缩驱动杆；802、行走板。

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。

请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，包括机器人主体1；

摆动座3，摆动座3转动连接在机器人主体1左右两侧底部；

转向驱动件2，转向驱动件2共设置有两组，两组转向驱动件2分别固定连接在机器人主体1左右两侧内部，转向驱动件2通过转向驱动机构带动摆动座3旋转；进一步，转向驱动机构还包括有：转向驱动齿轮201，转向驱动齿轮201同轴固定连接在转向驱动件2的底部；转向从动齿轮301，转向从动齿轮301同轴固定连接在摆动座3的转轴顶部，转向驱动齿轮201与转向从动齿轮301啮合共同构成齿轮齿条传动机构，在使用中，转向驱动件2通过由转向驱动齿轮201与转向从动齿轮301啮合共同构成齿轮齿条传动机构带动摆动座3转动，实现摆动座3的摆动，从而实现机器人的转向动作；

推进驱动件5，推进驱动件5共设置有两组，两组推进驱动件5分别设置在两组摆动座3的内侧；

推进轮4，推进轮4共设置有两组，两组推进轮4分别转动连接在摆动座3上，推进驱动件5通过推进驱动机构带动推进轮4旋转；进一步，推进驱动机构还包括有：推进从动锥齿轮401，推进从动锥齿轮401同轴固定连接在推进轮4的中部；推进主动锥齿轮501，推进主动锥齿轮501同轴固定连接在推进驱动件5的转轴上，推进主动锥齿轮501与推进从动锥齿轮401啮合共同构成锥齿轮传动机构，在使用中，推进驱动件5通过由推进主动锥齿轮501与推进从动锥齿轮401啮合共同构成的锥齿轮传动机构带动推进轮4旋转；推进浆叶8，推进浆叶8圆周阵列辐射状滑动连接在推进驱动件5的外圆面上，在使用中，当推进轮4旋转，推进轮4通过推进浆叶8拨动水或者水底实现推进动作；推进方向控制件7，推进方向控制件7的中部为转轴，转轴上固定设置有两组盘状结构，推进方向控制件7共设置有四组，四组推进方向控制件7分别转动连接在摆动座3的前后端面内侧，且推进方向控制件7的两组盘状结构转动连接在推进轮4的内部；浆叶伸缩驱动滑槽702，浆叶伸缩驱动滑槽702为凸轮槽结构，浆叶伸缩驱动滑槽702对称开设在推进方向控制件7的两组盘状结构内侧面上；浆叶伸缩驱动杆801，浆叶伸缩驱动杆801固定连接在推进浆叶8的内侧前后端面上，浆叶伸缩驱动杆801在浆叶伸缩驱动滑槽702滑动，浆叶伸缩驱动滑槽702与推进浆叶8之间共同构成凸轮传动机构，在使用中，当推进方向控制件7固定时，推进轮4带动推进浆叶8旋转，推进浆叶8在浆叶伸缩驱动滑槽702与推进浆叶8之间共同构成的凸轮传动机构的作用下伸缩，当推进浆叶8伸出时可以推动水或者水底实现机器人的行走；

推进方向转换组件，推进方向转换组件共设置有四组，四组推进方向转换组件分别设置在两组摆动座3的前后端面内侧，进一步，推进方向转换组件还包括有：动力换向驱动件6，动力换向驱动件6共设置有四组，四组动力换向驱动件6分别固定连接在摆动座3的前后端面内侧；动力转向驱动蜗杆601，动力转向驱动蜗杆601同轴固定连接在动力换向驱动件6的转轴上；推进从动蜗轮701，推进从动蜗轮701同轴固定连接在推进方向控制件7的外侧端面上，动力转向驱动蜗杆601与推进从动蜗轮701啮合共同构成蜗轮蜗杆传动机构，蜗轮蜗杆传动机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力，蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似，蜗轮蜗杆传动机构的特点有：可以得到很大的传动比，结构紧凑；蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，传动平稳、噪音很小；蜗轮蜗杆传动机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，在使用中，动力换向驱动件6通过由动力转向驱动蜗杆601与推进从动蜗轮701啮合共同构成的蜗轮蜗杆传动机构带动推进方向控制件7旋转，改变推进方向控制件7内侧的浆叶伸缩驱动滑槽702的朝向，进而改变推进浆叶8的伸出位置，实现对推进方向的改变，当动力换向驱动件6不动作时利用蜗轮蜗杆传动机构的自锁特性固定推进方向控制件7的安装朝向。

进一步，推进浆叶8还包括有：

行走板802，行走板802为板状结构，行走板802固定安装在推进浆叶8的外侧端面且行走板802与推进浆叶8垂直安装，在使用中通过当推进浆叶8旋转通过行走板802与水底接触，通过行走板802减少对水底的压力，有效防止推进浆叶8插入水底或者石头缝隙。

工作原理：使用时，推进驱动件5通过由推进主动锥齿轮501与推进从动锥齿轮401啮合共同构成的锥齿轮传动机构带动推进轮4旋转，推进轮4带动推进浆叶8旋转，推进浆叶8在浆叶伸缩驱动滑槽702与推进浆叶8之间共同构成的凸轮传动机构的作用下伸缩，当推进浆叶8伸出时可以推动水或者水底实现机器人的行走；当需要转换推进方向时，动力换向驱动件6通过由动力转向驱动蜗杆601与推进从动蜗轮701啮合共同构成的蜗轮蜗杆传动机构带动推进方向控制件7旋转，改变推进方向控制件7内侧的浆叶伸缩驱动滑槽702的朝向，进而改变推进浆叶8的伸出位置，实现对推进方向的改变；当需要转向时，转向驱动件2通过由转向驱动齿轮201与转向从动齿轮301啮合共同构成齿轮齿条传动机构带动摆动座3转动，实现摆动座3的摆动，从而实现机器人的转向动作。

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等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。

Claims (8)

1.一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：包括机器人主体（1）；

摆动座（3），所述摆动座（3）转动连接在机器人主体（1）左右两侧底部；

转向驱动件（2），所述转向驱动件（2）共设置有两组，两组转向驱动件（2）分别固定连接在机器人主体（1）左右两侧内部，转向驱动件（2）通过转向驱动机构带动摆动座（3）旋转；

推进驱动件（5），所述推进驱动件（5）共设置有两组，两组推进驱动件（5）分别设置在两组摆动座（3）的内侧；

推进轮（4），所述推进轮（4）共设置有两组，两组推进轮（4）分别转动连接在摆动座（3）上，推进驱动件（5）通过推进驱动机构带动推进轮（4）旋转；

推进方向转换组件，所述推进方向转换组件共设置有四组，四组推进方向转换组件分别设置在两组摆动座（3）的前后端面内侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：所述转向驱动机构还包括有：

转向驱动齿轮（201），转向驱动齿轮（201）同轴固定连接在转向驱动件（2）的底部；

转向从动齿轮（301），转向从动齿轮（301）同轴固定连接在摆动座（3）的转轴顶部，转向驱动齿轮（201）与转向从动齿轮（301）啮合共同构成齿轮齿条传动机构。

3.根据权利要求1所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：优选的，所述推进驱动机构还包括有：

推进浆叶（8），推进浆叶（8）圆周阵列辐射状滑动连接在推进驱动件（5）的外圆面上。

4.根据权利要求3所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：所述推进驱动机构还包括有：

推进从动锥齿轮（401），推进从动锥齿轮（401）同轴固定连接在推进轮（4）的中部；

推进主动锥齿轮（501），推进主动锥齿轮（501）同轴固定连接在推进驱动件（5）的转轴上，推进主动锥齿轮（501）与推进从动锥齿轮（401）啮合共同构成锥齿轮传动机构。

5.根据权利要求4所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：所述推进驱动机构还包括有：

推进方向控制件（7），推进方向控制件（7）的中部为转轴，转轴上固定设置有两组盘状结构，推进方向控制件（7）共设置有四组，四组推进方向控制件（7）分别转动连接在摆动座（3）的前后端面内侧，且推进方向控制件（7）的两组盘状结构转动连接在推进轮（4）的内部。

6.根据权利要求5所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：所述推进驱动机构还包括有：

浆叶伸缩驱动滑槽（702），浆叶伸缩驱动滑槽（702）为凸轮槽结构，浆叶伸缩驱动滑槽（702）对称开设在推进方向控制件（7）的两组盘状结构内侧面上；

浆叶伸缩驱动杆（801），浆叶伸缩驱动杆（801）固定连接在推进浆叶（8）的内侧前后端面上，浆叶伸缩驱动杆（801）在浆叶伸缩驱动滑槽（702）滑动，浆叶伸缩驱动滑槽（702）与推进浆叶（8）之间共同构成凸轮传动机构。

7.根据权利要求6所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：所述推进浆叶（8）还包括有：

行走板（802），行走板（802）为板状结构，行走板（802）固定安装在推进浆叶（8）的外侧端面且行走板（802）与推进浆叶（8）垂直安装。

8.根据权利要求1所述的一种基于微型水下探测机器人用的推进结构，其特征在于：所述推进方向转换组件还包括有：

动力换向驱动件（6），动力换向驱动件（6）共设置有四组，四组动力换向驱动件（6）分别固定连接在摆动座（3）的前后端面内侧；

动力转向驱动蜗杆（601），动力转向驱动蜗杆（601）同轴固定连接在动力换向驱动件（6）的转轴上；

推进从动蜗轮（701），推进从动蜗轮（701）同轴固定连接在推进方向控制件（7）的外侧端面上，动力转向驱动蜗杆（601）与推进从动蜗轮（701）啮合共同构成蜗轮蜗杆传动机构。

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