CN117822958A - 一种可换向的水下机器人及其换向方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可换向的水下机器人及其换向方法，包括有清洁主体、驱控模块和蜗壳，清洁主体设有把手，清洁主体包括上盖和底座，蜗壳设有出水口，上盖对应出水口设有至少两个喷水口，蜗壳转动设于底座上；驱控模块包括控制结构、驱动电机和离心叶轮，控制结构与驱动电机电性连接，离心叶轮同轴固设于驱动电机的输出轴上且位于蜗壳内；蜗壳与上盖之间、蜗壳与底座之间相对设有螺旋升降结构和锁止结构，且蜗壳的材质与水存在密度差。具有触壁可自动转向、降低生产成本、故障率低的效果。

Description

一种可换向的水下机器人及其换向方法

技术领域

本发明涉及水汽清洁设备技术领域，特别涉及一种可换向的水下机器人及其换向方法。

背景技术

水池清洁机器人能够自动完成水池底面、侧壁以及水面中的一个或多个清洁工作，为用户清洁水池提供便利，广受用户青睐。

现有公告号为CN 219081148U的中国专利，公开了一种水池清洁机器人。该水池清洁机器人包括壳体和水压感应机构，水压感应机构设置在壳体的非负压区，且水压感应机构包括感应件，感应件位于壳体内部，感应件能够感应到感应件所处位置的水压，以便于水池清洁机器人根据其在水中位置做出相应的智能操作；还包括地图规划模块，地图规划模块用于绘制水池底部地图并规划水池清洁机器人清洁过程当运动路径。

但上述的泳池清洁机器人存在以下缺点：该泳池清洁机器人在进行运作前，需要针对不同泳池的形状结构进行路径规划设计，后续若是需要对其他形状大小的泳池进行清洁，需要另外输入对应程序，其涉及的控制单元较多，对于过多控制单元和电子元件的设置，势必会显著增大成本，且过多的控制单元相互配合实现换向的控制方式，若是其中有一个控制单元受损会导致整个设备无法正常使用，故障率较高且不利于维修，故不利于推广使用，此外，当泳池中有较大的外界掉落的物体挡住了清洁机器人的路线或触碰障碍时，清洁机器人无法自主实现转向，操作比较麻烦，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可换向的水下机器人及其换向方法，具有触壁可自动转向、降低生产成本、故障率低的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可换向的水下机器人，包括有清洁主体、驱控模块和蜗壳，所述清洁主体设有把手，所述清洁主体包括上盖和底座，所述蜗壳设有出水口，所述上盖对应所述出水口设有至少两个喷水口，所述蜗壳转动设于所述底座上；

所述驱控模块包括控制结构、驱动电机和离心叶轮，所述控制结构与所述驱动电机电性连接，所述离心叶轮同轴固设于所述驱动电机的输出轴上且位于所述蜗壳内；

所述蜗壳与所述上盖之间、所述蜗壳与所述底座之间相对设有螺旋升降结构和锁止结构，且所述蜗壳的材质与水存在密度差，当驱控模块驱使所述离心叶轮转动时，所述离心叶轮产生的离心力带动蜗壳转动，同时在所述螺旋导向结构的导向作用下，所述蜗壳相对远离或靠近所述上盖，直至所述蜗壳的出水口与对应所述喷水口对齐，此时所述锁止结构处于锁止状态；当离心叶轮处于静止状态时，所述蜗壳相对所述上盖对应靠近或远离，并解除所述蜗壳与所述清洁主体之间的锁止状态。

通过采用上述技术方案，将本发明放入水下贴着水底前行，此时蜗壳的出水口与对应侧的喷水口对齐，且蜗壳与清洁主体之间的锁止结构处于锁定状态，驱控模块驱使水流从对应喷水口喷出推动清洁主体的前行，当清洁主体遇障时，控制结构控制驱动电机停止运行，进而带动离心叶轮停止转动，使出水口无水流喷出，此时清洁主体处于静止状态，由于蜗壳与水的密度存在差异，蜗壳在水中自动上浮或下沉，进而使得蜗壳相对靠近或远离上盖，并对锁止结构进行解锁；当锁止结构解锁后，蜗壳可相对清洁主体转动，此时控制结构控制驱动电机转动，驱动电机带动离心叶轮在蜗壳中高速旋转，使得蜗壳的出水口有水流甩出，离心叶轮甩出的水流产生的离心力驱使蜗壳转动，使得蜗壳相对清洁主体螺旋转动预定角度实现出水口的换向，同时在螺旋升降结构的导向作用下使得蜗壳相对上盖对应靠近或远离，驱使蜗壳的出水口与另一对应喷水口上下对齐，此时再次利用锁止结构的锁止作用，使得蜗壳相对清洁主体止转配合，当蜗壳相对清洁主体换向并通过锁止结构保持止转后，对应方向的喷水口有水流喷出并推动清洁主体朝该方向推进，区别于市场上完全通过电控来控制水下清洁设备转向的方式，本发明利用机械控制和电控相配合，通过减少了控制模块的电气元件数量，减少了水下机器人在水下工作其内部电气元件容易短路损坏的情况，同时也降低了成本，具有触壁可自动转向、降低生产成本、故障率低的效果。

本发明的进一步设置为：所述蜗壳的材质密度小于水的密度，所述螺旋导向结构设于所述上盖与所述蜗壳之间，所述锁止结构设于所述蜗壳与所述底座之间；

或所述蜗壳的材质密度大于水的密度，所述螺旋导向结构设于所述蜗壳与所述底座之间，所述锁止结构设于所述蜗壳与所述上盖之间。

本发明的进一步设置为：所述螺旋导向结构包括至少两个第一螺旋导向面和第二螺旋导向面，当所述蜗壳的材质密度小于水的密度时，所述第一螺旋导向面设于所述上盖，所述第二螺旋导向面适配设于所述蜗壳上，所述第一螺旋导向面与所述第二螺旋导向面导向配合，使所述蜗壳相对远离所述上盖。

通过采用上述技术方案，由于螺旋导向结构与锁止结构是需要相对设置在蜗壳的上下两侧的，针对蜗壳的材质密度小于水的密度的情况，需要将锁止结构的位置设置在蜗壳下端与底座之间，当清洁主体遇障需要转向时，控制结构接收到清洁主体遇障的信号，并通过驱动电机控制离心叶轮停止转动，此时蜗壳的出水口无水流喷出，蜗壳依靠自身浮力向上浮起，直至蜗壳上浮到与底座相互脱离的位置实现两者解锁。

本发明的进一步设置为：所述螺旋导向结构包括至少两个第一螺旋导向面和第二螺旋导向面，当所述蜗壳的材质密度大于水的密度时，所述第一螺旋导向面设于所述底座，所述第二螺旋导向面适配设于所述蜗壳上，所述第一螺旋导向面与所述第二螺旋导向面导向配合，使所述蜗壳相对远离所述底座。

通过采用上述技术方案，由于螺旋导向结构与锁止结构是需要相对设置在蜗壳的上下两侧的，针对蜗壳的材质密度大于水的密度的情况，需要将锁止结构的位置设置在蜗壳上端与上盖之间，当清洁主体遇障需要转向时，控制结构接收到清洁主体遇障的信号，并通过驱动电机控制离心叶轮停止转动，此时蜗壳的出水口无水流喷出，蜗壳依靠自身重力向下沉降，直至蜗壳下沉到与底座相互脱离的位置实现两者解锁。

本发明的进一步设置为：相邻所述第一螺旋导向面之间通过第一导向斜面首尾相接，相邻所述第二螺旋导向面之间通过第二导向斜面首尾相接，所述第一导向斜面与对应所述第二导向斜面导向配合。

通过采用上述技术方案，针对蜗壳的材质密度小于水的密度的情况，当离心叶轮在静止状态下，蜗壳由于受到浮力上浮，在第一导向斜面与第二导向斜面的导向作用下，蜗壳始终以同一方向转动到预定位置，上浮后蜗壳与清洁主体之间的锁止结构实现解锁，如此可防止蜗壳在上浮的过程中反向运动出现换向失败或部件卡死的现象；或者，针对蜗壳的材质密度大于水的密度的情况，当离心叶轮在静止状态下，蜗壳由于受到重力下沉，在第一导向斜面与第二导向斜面的导向作用下，蜗壳始终以同一方向转动到预定位置，下沉到预定位置后蜗壳与清洁主体之间的锁止结构实现解锁，如此同样可以防止蜗壳在下沉的过程中反向运动出现换向失败或部件卡死的现象。

本发明的进一步设置为：所述蜗壳包括转动连接部，所述转动连接部固设有止挡环，所述底座对应所述转动连接部开设有旋转孔，所述转动连接部浮动设于所述旋转孔内且两者转动配合，所述止挡环与所述底座止挡配合；所述止挡环与所述底座之间的浮动间隙大于或等于所述蜗壳与所述上盖之间的浮动间隙。

通过采用上述技术方案，转动连接部与旋转孔配合，可以提高蜗壳相对清洁主体升降方向的一致性，保证蜗壳与上盖之间的锁止结构的锁止精准性，止挡环可以防止蜗壳过度抬起导致与清洁主体脱离的情况。

本发明的进一步设置为：所述螺旋升降结构设于所述蜗壳与所述底座之间；所述锁止结构包括若干止挡件和摩擦抵接件，所述止挡件设于所述上盖，所述摩擦抵接件设于所述蜗壳上，当所述离心叶轮处于转动状态时，所述摩擦抵接件与对应所述止挡件通过静摩擦力锁止定位，使所述蜗壳与所述上盖止转配合。

通过采用上述技术方案，当离心叶轮处于转动状态时，蜗壳的出水口有水甩出，甩出的水流具有离心力，该离心力的水平分力作用使摩擦抵接件与上盖的止挡件垂直相抵，利用摩擦抵接件与止挡件之间竖直方向的静摩擦力，可以使得当离心叶轮处于转动状态时，实现对蜗壳的高度位置进行定位，使得蜗壳相对上盖保持静止，进而使蜗壳的出水口与上盖对应侧的喷水口对齐实现清洁主体的推进。

本发明的进一步设置为：所述螺旋升降结构设于所述蜗壳与所述上盖之间；所述锁止结构包括翻转组件和止挡件，所述翻转组件包括翻板和配重块，所述翻板一端通过转轴转动连接于所述蜗壳上，所述翻板设有摩擦抵接件和配重块，所述止挡件设于所述上盖，当所述离心叶轮处于转动状态时，所述翻板向上翻转，所述摩擦抵接件与所述止挡件通过静摩擦力锁止定位，使所述蜗壳与所述上盖止转配合。

通过采用上述技术方案，当离心叶轮处于转动状态时会带动蜗壳转动，此时蜗壳的出水口有水流喷出，喷出的水流产生冲击力将翻板向上翻起，蜗壳在螺旋导向结构的导向作用下相对靠近上盖，直至翻板上的摩擦抵接件与上盖的止挡件相互抵接并通过两者间的静摩擦力止转配合；同时配重块的加设，使得翻板的重心位于翻板远离转轴的一端，当离心叶轮停止转动时，翻板依靠配重块及自身的重力自然下翻复位解除止挡结构的止挡作用。

本发明的进一步设置为：所述蜗壳对应所述翻板开设有避让孔，所述翻板翻转设于所述避让孔内，且所述翻板设有限位部，所述限位部与所述蜗壳限位止挡配合。

通过采用上述技术方案，避让孔用于使翻板转动设置在蜗壳的中部，减少翻板占用的空间，使得本发明的结构更加小巧，同时限位部可以对翻板的翻转角度进行限制，防止由于水流冲击力过大使翻板过度翻转，导致离心叶轮处于静止状态时，翻板无法相对蜗壳再次翻转进行复位的情况。

本发明的进一步设置为：所述蜗壳对应所述翻板开设有避让孔，所述翻板翻转设于所述避让孔内，且所述翻板设有限位部，所述限位部与所述蜗壳限位止挡配合。

通过采用上述技术方案，避让孔用于使翻板转动设置在蜗壳的中部，减少翻板占用的空间，使得本发明的结构更加小巧，同时限位部可以对翻板的翻转角度进行限制，防止由于水流冲击力过大使翻板过度翻转，导致离心叶轮处于静止状态时，翻板无法相对蜗壳再次翻转进行复位的情况。

本发明的另一技术目的是提供一种可换向的水下机器人的换向方法，包括以下步骤：

S1：前行：控制结构控制驱动电机带动离心叶轮转动，在离心叶轮的离心力作用下驱使蜗壳转动，直至蜗壳的出水口与一侧喷水口对齐，此时蜗壳与清洁主体之间的锁止结构处于锁定状态，离心叶轮驱使水流从对应喷水口喷出推动清洁主体的前行；

S2：遇障：当清洁主体遇障时，驱控模块控制切断驱动电机的驱动力，使离心叶轮停止转动，出水口无水流喷出；

S3：解锁：当离心叶轮处于静止状态时，由于蜗壳与水存在密度差，蜗壳相对靠近或远离上盖，使锁止结构解锁；

S4：换向：当锁止结构解锁后，，驱动电机停止1-2秒后驱控模块再次对驱动电机提供驱动力驱使离心叶轮转动，蜗壳的出水口有水流甩出，蜗壳喷出的水流产生的离心力驱使蜗壳转动，蜗壳相对清洁主体螺旋转动预定角度实现出水口的换向，同时在螺旋升降结构的导向作用下，使得蜗壳相对上盖对应靠近或远离，驱使蜗壳的出水口与另一对应喷水口对齐的方向运动；

S5：锁止：当蜗壳的出水口从一侧喷水口转动至与另一方向的喷水口对齐过程中，蜗壳在螺旋升降结构的作用下上升，当蜗壳上升到位时，蜗壳与上盖之间通过锁止结构的锁止配合，使得蜗壳相对上盖止转；或者，蜗壳在螺旋升降结构的作用下实现下降，当蜗壳下降到位时，蜗壳与清洁主体之间通过锁止结构锁止配合，使得蜗壳相对清洁主体止转；当蜗壳相对清洁主体换向并通过锁止结构保持止转后，对应方向的喷水口有水流喷出并推动清洁主体朝该方向推进；

循环上述步骤S1-S5。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.采用在清洁主体的底座上设置驱控模块和蜗壳，底座上固设上盖，蜗壳设有出水口，上盖设有至少两个喷水口，蜗壳与上盖之间、蜗壳与底座之间相对设有螺旋升降结构和锁止结构，且蜗壳的材质与水存在密度差，当驱控模块带动离心叶轮处于转动状态时，在螺旋导向结构的导向作用下，蜗壳转动并远离或靠近上盖，驱使所述蜗壳的出水口与对应喷水口对齐，并使锁止结构处于锁止状态；当离心叶轮处于静止状态时，蜗壳相对上盖对应靠近或远离，并解除蜗壳与清洁主体之间的锁止状态，具有触壁可自动转向、降低生产成本、故障率低的效果。

2.采用在清洁主体两侧设置把手，使得操作者可以更加方便地利用把手对水下机器人进行搬运，具有提高搬运便捷性的效果。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明具体实施例一的爆炸图。

图3是本发明具体实施例一上盖的结构图。

图4是本发明具体实施例一另一视角的爆炸图。

图5是本发明图4中A区域的局部放大图。

图6是本发明图4的纵向剖视图。

图7是本发明具体实施例一离心叶轮处于转动状态下的纵向剖视图。

图8是本发明图7中B区域的局部放大图。

图9是本发明具体实施例一离心叶轮停止转动下的纵向剖视图。

图10是本发明具体实施例二的爆炸图。

图11是本发明具体实施例二另一视角的爆炸图。

图12是本发明图11中C区域的局部放大图。

图13是本发明具体实施例二上盖的结构图。

图14是本发明图11的纵向剖视图。

图15是本发明具体实施例二离心叶轮处于转动状态下的纵向剖视图。

图16是本发明图15中D区域的局部放大图。

图17是本发明具体实施例二离心叶轮停止转动下的纵向剖视图。

图中：1、清洁主体；1a、容置腔；11、上盖；11a、喷水口；111、止挡件；12、底座；12a、进水口；12b、流道；12c、旋转孔；121、环形支撑部；121a、第一螺旋导向面；121b、第一导向斜面；122、驱动电机；123、离心叶轮；124、控制结构；13、充电池；14、滤网罩；15、把手；16、滚轮；2、蜗壳；2a、出水口；2b、避让孔；21、环形配合部；21a、第二螺旋导向面；21b、第二导向斜面；22、翻转组件；221、翻板；2211、转轴；2212、限位部；2213、摩擦抵接件；222、配重块；23、转动连接部；231、止挡环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

具体实施例一

一种可换向的水下机器人，如图1-4和图6-9所示，包括有清洁主体1、驱控模块和蜗壳2，清洁主体1设有把手15若干滚轮16，清洁主体1包括上盖11和底座12，上盖11和底座12扣合形成容纳蜗壳2的容置腔1a，清洁主体1开设有流道12b，蜗壳2设有出水口2a，上盖11对应出水口2a设有两个喷水口11a，两个喷水口11a对称设于上盖11两侧，对称设置的喷水口11a，使得清洁主体1在遇障后能够实现180°换向，蜗壳2转动设于底座12上；驱控模块包括控制结构124、驱动电机122和离心叶轮123，控制结构124与驱动电机122电性连接，离心叶轮123同轴固设于驱动电机122的输出轴上且位于蜗壳2内，控制结构124通过程序控制驱动电机122运行，并带动离心叶轮123转动，使水流从进水口12a吸入清洁主体1内，并通过流道12b、出水口2a后从对应喷水口11a排出，实现水下机器人的推进；蜗壳2与上盖11之间设有螺旋升降结构，蜗壳2与底座12之间设有锁止结构，且蜗壳2的材质密度小于水的密度，当驱控模块带动离心叶轮123处于转动状态时，离心叶轮123产生的离心力带动蜗壳2在容置腔1a内转动，同时在螺旋导向结构的导向作用下，蜗壳2相对远离上盖11，直至蜗壳2的出水口2a与对应喷水口11a对齐，并使锁止结构处于锁止状态；当离心叶轮123处于静止状态时，蜗壳2依靠自身浮力向上浮起并相对远离底座12，并解除蜗壳2与底座12之间的锁止状态。

如图2-3和图5-7所示，螺旋导向结构包括两个第一螺旋导向面121a和两个第二螺旋导向面21a，上盖11朝下凸设有环形支撑部121，两个第一螺旋导向面121a呈中心对称设于环形支撑部121上，蜗壳2朝上设有环形配合部21，两个第二螺旋导向面21a对应第一螺旋导向面121a适配设有环形配合部21上，第一螺旋导向面121a与对应第二螺旋导向面21a导向配合，驱使蜗壳2相对远离上盖11，多组适配设置的第一螺旋导向面121a与第二螺旋导向面21a相配合，使得蜗壳2能够相对清洁主体1进行预定角度的转动后，蜗壳2的出水口2a与对应侧的喷水口11a相对齐，实现本发明的换向；相邻第一螺旋导向面121a之间通过第一导向斜面121b首尾相接，相邻第二螺旋导向面21a之间通过第二导向斜面21b首尾相接，当离心叶轮123处于静止状态时，在第一导向斜面121b与对应第二导向斜面21b的导向作用下，使蜗壳2相对靠近上盖11，使得离心叶轮123在静止状态下，在第一导向斜面121b与第二导向斜面21b的导向作用下，蜗壳2能够相对清洁主体1向上导向滑移并顺利地滑到预定位置，使得蜗壳2与清洁主体1之间的锁止结构实现解锁，防止蜗壳2相对清洁主体1运动解锁过程中在发生部件卡死的情况。

如图2-9所示，蜗壳2包括转动连接部23，转动连接部23固设有止挡环231，底座12对应转动连接部23开设有旋转孔12c，转动连接部23浮动设于旋转孔12c内且两者转动配合，止挡环231与清洁主体1止挡配合，转动连接部23与旋转孔12c配合，可以提高蜗壳2相对底座12上下活动升降的方向一致性，提高蜗壳2与清洁主体1之间的锁止结构的锁止精确性，止挡环231的加设可以有效防止蜗壳2与清洁主体1相互脱离的情况；止挡环231与清洁主体1之间的浮动间隙大于或等于蜗壳2与上盖11之间的浮动间隙，使得清洁主体1在水中触壁处于静止状态时，蜗壳2能够对应上下浮沉升降并与上盖11或底座12相贴合，进而使蜗壳2与清洁主体1之间的螺旋导向结构能够形成配合；锁止结构包括若干止挡件111和摩擦抵接件2213，止挡件111设于上盖11，摩擦抵接件2213对应设于蜗壳2上，当离心叶轮123处于转动状态时，摩擦抵接件2213与对应止挡件111通过静摩擦力锁止定位，使蜗壳2与上盖11止转配合，当离心叶轮123处于转动状态时，蜗壳2的出水口2a有水甩出，离心叶轮123甩出的水流具有离心力，该离心力的水平分力作用使摩擦抵接件2213并与上盖11的止挡件111垂直相抵，利用摩擦抵接件2213与止挡件111竖直方向的静摩擦力，可以使得离心叶轮123处于转动状态下时，实现对蜗壳2的高度位置进行定位，使得蜗壳2相对上盖11保持静止，进而使蜗壳2的出水口2a与上盖11对应侧的喷水口11a对齐实现清洁主体1的推进；清洁主体1对应驱动电机122设有罩壳，罩壳内设有充电池13，充电池13与驱动电机122电性连接，充电池13的加设使得本发明能够不受电线长度的限制，可以实现更大范围的水下清洁作业；清洁主体1设有过滤杂质的滤网罩14，滤网罩14用以将水底杂质吸附存储在清洁主体1内部，同时也能防止杂质进入蜗壳2内导致电气零部件的卡死损坏。

本发明的另一技术目的是提供一种可换向的水下机器人的换向方法，包括以下步骤：

S1：前行：控制结构控制驱动电机带动离心叶轮转动，在离心叶轮的离心力作用下驱使蜗壳转动，直至蜗壳的出水口与一侧喷水口对齐，此时蜗壳与清洁主体之间的锁止结构处于锁定状态，离心叶轮驱使水流从对应喷水口喷出推动清洁主体的前行；

S2：遇障：当清洁主体遇障时，驱控模块控制切断驱动电机的驱动力，使离心叶轮停止转动，出水口无水流喷出；

S3：解锁：当离心叶轮处于静止状态时，由于蜗壳与水存在密度差，蜗壳相对靠近或远离上盖，使锁止结构解锁；

S4：换向：当锁止结构解锁后，，驱动电机停止1-2秒后驱控模块再次对驱动电机提供驱动力驱使离心叶轮转动，蜗壳的出水口有水流甩出，蜗壳喷出的水流产生的离心力驱使蜗壳转动，蜗壳相对清洁主体螺旋转动预定角度实现出水口的换向，同时在螺旋升降结构的导向作用下，使得蜗壳相对上盖对应靠近或远离，驱使蜗壳的出水口与另一对应喷水口对齐的方向运动；

S5：锁止：当蜗壳的出水口从一侧喷水口转动至与另一方向的喷水口对齐过程中，蜗壳在螺旋升降结构的作用下上升，当蜗壳上升到位时，蜗壳与上盖之间通过锁止结构的锁止配合，使得蜗壳相对上盖止转；或者，蜗壳在螺旋升降结构的作用下实现下降，当蜗壳下降到位时，蜗壳与清洁主体之间通过锁止结构锁止配合，使得蜗壳相对清洁主体止转；当蜗壳相对清洁主体换向并通过锁止结构保持止转后，对应方向的喷水口有水流喷出并推动清洁主体朝该方向推进；

循环上述步骤S1-S5。

本实施例的基本工作原理为：清洁主体1放置到水中使之保持静止，此时由于蜗壳2的密度小于水的密度，蜗壳2上浮并靠近上盖11，通过驱控模块驱使水流从蜗壳2的出水口2a喷出，在离心叶轮123的水流离心力的作用下，会带动蜗壳2相对清洁主体1转动，蜗壳2转动的同时在螺旋导向结构的导向作用下，蜗壳2向下螺旋转动并与上盖11相对远离，当蜗壳2的出水口2a转动至与上盖11一侧喷水口11a对齐时，利用锁止结构的锁止作用，使得蜗壳2与清洁主体1保持锁止定位状态，此时蜗壳2相对上盖11也保持静止，清洁主体1正常前行；当清洁主体1遇到障碍静止时，驱控模块驱使离心叶轮123停止转动，此时蜗壳2的出水口2a无水流喷出，利用蜗壳2的材料密度相对水密度较小的特性，使得蜗壳2上浮并靠近上盖11，解除蜗壳2与清洁主体1之间的锁止状态；当蜗壳2与清洁主体1之间的锁止结构解除锁止后，驱控模块再次驱使水流从蜗壳2喷出，使得蜗壳2在螺旋导向结构的导向作用下再次转动并相对远离上盖11，当蜗壳2的出水口2a转动至与上盖11另一侧的喷水口11a对齐后，再次利用锁止结构的锁止定位，使得蜗壳2与清洁主体1保持锁止，如此循环，实现清洁主体1的换向移动，另外区别于市场上完全通过电控来控制水下清洁设备转向的方式，本发明利用机械控制和电控相配合，通过减少了控制模块的电气元件数量，减少了水下机器人在水下工作其内部电气元件容易短路损坏的情况，同时也降低了成本，具有触壁可自动转向、降低生产成本、故障率低的效果。

具体实施例二

一种可换向的水下机器人，如图10-17所示，本实施例与具体实施例一的区别在于：本实施例中蜗壳2的材质密度大于水的密度，环形支撑部121朝上凸设于底座12上端面，两个第一螺旋导向面121a设于环形支撑部121上且呈中心对称分布，蜗壳2中部朝下凸设有环形配合部21，两个第二螺旋导向面21a对应第一螺旋导向面121a设于环形配合部21上；锁止结构包括翻转组件22和止挡件111，翻转组件22翻转设于蜗壳2上，翻转组件22设有摩擦抵接件2213，止挡件111设于上盖11，当离心叶轮123处于转动状态时，摩擦抵接件2213与止挡件111通过静摩擦力锁止定位，使蜗壳2与上盖11止转配合；翻转组件22包括翻板221和配重块222，翻板221一端通过转轴2211转动连接于蜗壳2上，配重块222固设于翻板221远离转轴2211的一端，当离心叶轮123处于转动状态时会带动蜗壳2转动，此时蜗壳2的出水口2a有水流喷出，喷出的水流产生冲击力将翻板221向上翻起，蜗壳2在螺旋导向结构的导向作用下相对靠近上盖11，直至翻板221上的摩擦抵接件2213与上盖11的止挡件111相互抵接并通过两者间的静摩擦力止转配合；同时配重块222的加设，使得翻板221的重心位于翻板221远离转轴2211的一端，当离心叶轮123停止转动时，翻板221依靠配重块222及自身的重力自然下翻，从而解除翻转组件22与上盖11之间的止挡状态.

如图11和图14-17所示，蜗壳2对应翻板221开设有避让孔2b，翻板221翻转设于避让孔2b内，且翻板221设有限位部2212，限位部2212设于翻板221靠近出水口2a的一侧，限位部2212与蜗壳2限位止挡配合，避让孔2b用于使翻板221转动设置在蜗壳2的中部，减少翻板221占用的空间，使得本发明的结构更加小巧，同时限位部2212可以对翻板221的翻转角度进行限制，防止由于水流冲击力过大使翻板221过度翻转，导致离心叶轮123处于静止状态时，翻板221无法相对蜗壳2再次翻转进行复位的情况。

本实施例的基本工作原理为：清洁主体1放置到水中使之保持静止，此时蜗壳2依靠重力下沉并处于远离上盖11的位置，翻转组件22由于自身重力作用处于自然下翻的位置状态，通过驱控模块驱使水流从蜗壳2的出水口2a喷出，在离心叶轮123甩出的水流离心力的作用下，会带动蜗壳2相对清洁主体1转动，蜗壳2转动的同时在螺旋导向结构的导向作用下，蜗壳2向上螺旋转动并逐渐靠近上盖11，同时当出水口2a有水流喷出时，水流的冲击力作用翻转组件22向上翻起，当蜗壳2的出水口2a转动至与上盖11一侧喷水口11a对齐时，利用翻转组件22与上盖11之间的止挡结构的止挡作用，使得蜗壳2相对清洁主体1保持止转的位置状态，此时可实现清洁主体1的正常推进；当清洁主体1遇到障碍静止时，驱控模块停止输出驱动力，此时蜗壳2的出水口2a无水流喷出，此时蜗壳2依靠自身的重力相对清洁主体1下沉，同时翻转组件22由于缺少水流冲击力依靠自身重力向下翻转，从而解除翻转组件22与上盖11之间止挡结构的止挡状态；当翻板221组件与上盖11之间的止挡结构解除止挡后，驱控模块再次驱使水流从蜗壳2的出水口2a喷出，使得蜗壳2在螺旋导向结构的导向作用下再次转动并相对靠近上盖11，当蜗壳2的出水口2a转动至与上盖11另一侧的喷水口11a对齐后，再次利用锁止挡结构的止挡定位，使得蜗壳2与上盖11保持止转，如此循环，实现清洁主体1的换向移动，另外区别于市场上完全通过电控来控制水下清洁设备转向的方式，本发明利用机械控制和电控相配合，通过减少了控制模块的电气元件数量，减少了水下机器人在水下工作其内部电气元件容易短路损坏的情况，同时也降低了成本，具有触壁可自动转向、降低生产成本、故障率低的效果。

本实施例的其他结构与具体实施例一相同，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种可换向的水下机器人，包括有清洁主体(1)、驱控模块和蜗壳(2)，所述清洁主体(1)设有把手(15)，其特征在于：

所述清洁主体(1)包括上盖(11)和底座(12)，所述蜗壳(2)设有出水口(2a)，所述上盖(11)对应所述出水口(2a)设有至少两个喷水口(11a)，所述蜗壳(2)转动设于所述底座(12)上；

所述驱控模块包括控制结构(124)、驱动电机(122)和离心叶轮(123)，所述控制结构(124)与所述驱动电机(122)电性连接，所述离心叶轮(123)同轴固设于所述驱动电机(122)的输出轴上且位于所述蜗壳(2)内；

所述蜗壳(2)与所述上盖(11)之间、所述蜗壳(2)与所述底座(12)之间相对设有螺旋升降结构和锁止结构，且所述蜗壳(2)的材质与水存在密度差，当驱控模块驱使所述离心叶轮(123)转动时，所述离心叶轮(123)产生的离心力带动蜗壳(2)转动，同时在所述螺旋导向结构的导向作用下，所述蜗壳(2)相对远离或靠近所述上盖(11)，直至所述蜗壳(2)的出水口(2a)与对应所述喷水口(11a)对齐，此时所述锁止结构处于锁止状态；当离心叶轮(123)处于静止状态时，所述蜗壳(2)相对所述上盖(11)对应靠近或远离，并解除所述蜗壳(2)与所述清洁主体(1)之间的锁止状态。

2.根据权利要求1所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述蜗壳(2)的材质密度小于水的密度，所述螺旋导向结构设于所述上盖(11)与所述蜗壳(2)之间，所述锁止结构设于所述蜗壳(2)与所述底座(12)之间；

或，

所述蜗壳(2)的材质密度大于水的密度，所述螺旋导向结构设于所述蜗壳(2)与所述底座(12)之间，所述锁止结构设于所述蜗壳(2)与所述上盖(11)之间。

3.根据权利要求2所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述螺旋导向结构包括至少两个第一螺旋导向面(121a)和第二螺旋导向面(21a)，当所述蜗壳(2)的材质密度小于水的密度时，所述第一螺旋导向面(121a)设于所述上盖(11)，所述第二螺旋导向面(21a)适配设于所述蜗壳(2)上，所述第一螺旋导向面(121a)与所述第二螺旋导向面(21a)导向配合，使所述蜗壳(2)相对远离所述上盖(11)。

4.根据权利要求2所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述螺旋导向结构包括至少两个第一螺旋导向面(121a)和第二螺旋导向面(21a)，当所述蜗壳(2)的材质密度大于水的密度时，所述第一螺旋导向面(121a)设于所述底座(12)，所述第二螺旋导向面(21a)适配设于所述蜗壳(2)上，所述第一螺旋导向面(121a)与所述第二螺旋导向面(21a)导向配合，使所述蜗壳(2)相对远离所述底座(12)。

5.根据权利要求3或4任一所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：相邻所述第一螺旋导向面(121a)之间通过第一导向斜面(121b)首尾相接，相邻所述第二螺旋导向面(21a)之间通过第二导向斜面(21b)首尾相接，所述第一导向斜面(121b)与对应所述第二导向斜面(21b)导向配合。

6.根据权利要求1所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述蜗壳(2)包括转动连接部(23)，所述转动连接部(23)固设有止挡环(231)，所述底座(12)对应所述转动连接部(23)开设有旋转孔(12c)，所述转动连接部(23)浮动设于所述旋转孔(12c)内且两者转动配合，所述止挡环(231)与所述底座(12)止挡配合；所述止挡环(231)与所述底座(12)之间的浮动间隙大于或等于所述蜗壳(2)与所述上盖(11)之间的浮动间隙。

7.根据权利要求1或2任一所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述螺旋升降结构设于所述蜗壳(2)与所述底座(12)之间；所述锁止结构包括若干止挡件(111)和摩擦抵接件(2213)，所述止挡件(111)设于所述上盖(11)，所述摩擦抵接件(2213)设于所述蜗壳(2)上，当所述离心叶轮(123)处于转动状态时，所述摩擦抵接件(2213)与对应所述止挡件(111)通过静摩擦力锁止定位，使所述蜗壳(2)与所述上盖(11)止转配合。

8.根据权利要求1或2任一所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述螺旋升降结构设于所述蜗壳(2)与所述上盖(11)之间；所述锁止结构包括翻转组件(22)和止挡件(111)，所述翻转组件(22)包括翻板(221)和配重块(222)，所述翻板(221)一端通过转轴(2211)转动连接于所述蜗壳(2)上，所述翻板(221)设有摩擦抵接件(2213)和配重块(222)，所述止挡件(111)设于所述上盖(11)，当所述离心叶轮(123)处于转动状态时，所述翻板(221)向上翻转，所述摩擦抵接件(2213)与所述止挡件(111)通过静摩擦力锁止定位，使所述蜗壳(2)与所述上盖(11)止转配合。

9.根据权利要求8所述的一种可换向的水下机器人，其特征在于：所述蜗壳(2)对应所述翻板(221)开设有避让孔(2b)，所述翻板(221)翻转设于所述避让孔(2b)内，且所述翻板(221)设有限位部(2212)，所述限位部(2212)与所述蜗壳(2)限位止挡配合。

10.一种如权利要求1所述的可换向的水下机器人的换向方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：前行：控制结构控制驱动电机带动离心叶轮转动，在离心叶轮的离心力作用下驱使蜗壳转动，直至蜗壳的出水口与一侧喷水口对齐，此时蜗壳与清洁主体之间的锁止结构处于锁定状态，离心叶轮驱使水流从对应喷水口喷出推动清洁主体的前行；

S2：遇障：当清洁主体遇障时，驱控模块控制切断驱动电机的驱动力，使离心叶轮停止转动，出水口无水流喷出；

S3：解锁：当离心叶轮处于静止状态时，由于蜗壳与水存在密度差，蜗壳相对靠近或远离上盖，使锁止结构解锁；

S4：换向：当锁止结构解锁后，，驱动电机停止1-2秒后驱控模块再次对驱动电机提供驱动力驱使离心叶轮转动，蜗壳的出水口有水流甩出，蜗壳喷出的水流产生的离心力驱使蜗壳转动，蜗壳相对清洁主体螺旋转动预定角度实现出水口的换向，同时在螺旋升降结构的导向作用下，使得蜗壳相对上盖对应靠近或远离，驱使蜗壳的出水口与另一对应喷水口对齐的方向运动；

S5：锁止：当蜗壳的出水口从一侧喷水口转动至与另一方向的喷水口对齐过程中，蜗壳在螺旋升降结构的作用下上升，当蜗壳上升到位时，蜗壳与上盖之间通过锁止结构的锁止配合，使得蜗壳相对上盖止转；或者，蜗壳在螺旋升降结构的作用下实现下降，当蜗壳下降到位时，蜗壳与清洁主体之间通过锁止结构锁止配合，使得蜗壳相对清洁主体止转；当蜗壳相对清洁主体换向并通过锁止结构保持止转后，对应方向的喷水口有水流喷出并推动清洁主体朝该方向推进；

循环上述步骤S1-S5。