CN206087176U - 一种小型六维度运动水下机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种小型六维度运动水下机器人，包括带有密封舱室的外形呈流线型的机身，机身的左右两侧分别设置有一个水平设置的第一螺旋桨推进器、一个竖直设置的第二螺旋桨推进器和一个水平设置的第三螺旋桨推进器，第二螺旋桨推进器的螺旋桨的桨心位于水下机器人整体重心的前方。本实用新型具有结构简单紧凑，体型小巧，成本低，具有较强的巡航能力和顶流工作能力，以及可以进行六维度运动的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及水下设备技术领域，具体说是一种小型六维度运动水下机器人。
背景技术
我国大陆架300米深度以内，内湖江河50米深度以内，及台湾海峡平均80米深度以内，这些区域恰恰正是社会经济、生产、娱乐休闲等活动发生最频繁、最密集的地方，这些近岸浅海的海洋经济占海洋经济产值的80％以上，被称为海洋的“肺”，正是这些地方最需要新型的海洋水下装备支撑。
人类正常下水深度在40米以内，少数技术潜水可以到达70米以上。全国拥有技术潜水资格的人员极为稀少，而目前，我国的水下作业、海洋水下拍摄主要是依靠潜水员人工完成，下水深度和水下环境对人员水下作业质量都具有巨大的限制，不能满足需求。
与此同时，国内外研究海洋水下机器人(ROV/AUV)的主要方向都集中在大型深海作业的设备上(1000米以上大型水下机器人)，如“蛟龙号”和“潜龙号”等。这些大型设备昂贵，动辄需要上千万甚至上亿资金。其次这些海洋水下机器人体积庞大，需要与吊车及大型船舶配合进行运送，带来的使用和维护成本高等缺点，使其只停留在部分科研院所和少数经费充沛的部门，而广大普通生产作业部门、各级政府部门、中小企业都很难使用水下机器人来服务海洋经济生产作业。本新型在于研发设计小型化的水下机器人。
小型化的水下机器人，只要搭载上声呐、激光测距、检测仪器等设备后就可以对于水下工程、桥梁大坝、环保、石油、化工、核电、海洋科考及军事方面提供勘测数据服务，在社会生活领域，在水下拍摄、珊瑚岛礁潜水、沉船考古以及电视台的水下拍摄等方面提供影像服务。
目前，小型化、方便携带、可以六维度运动进行水下广播电视直播拍摄、影视拍摄和海洋观测作业为目的，且具有较强的远距离航行能力的小型化水下机器人，在本发明之前尚未有记载。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小型化、方便携带、可以六维度运动的小型六维度运动水下机器人。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种小型六维度运动水下机器人，包括带有密封舱室的外形呈流线型的机身，所述机身的左右两侧分别设置有一个水平设置的第一螺旋桨推进器、一个竖直设置的第二螺旋桨推进器和一个水平设置的第三螺旋桨推进器，第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器由机身的头部向尾部方向依次设置；
位于机身左侧的第一螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的左前方设置，位于机身右侧的第一螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的右前方设置，二个第一螺旋桨推进器以机身的中轴线为对称轴左右对称设置；
二个第二螺旋桨推进器以机身的中轴线为对称轴左右对称设置，第二螺旋桨推进器的螺旋桨的桨心位于水下机器人整体重心的前方；
位于机身左侧的第三螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的左后方设置，位于机身右侧的第三螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的右后方设置，二个第三螺旋桨推进器以机身的中轴线为对称轴左右对称设置。
其中，所述机身1的底部连接有安装座体，第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器分别安装在安装座体上。
其中，所述第一螺旋桨推进器通过一滑座安装在安装座体上，所述滑座的一端铰接在安装座体上且可绕铰接轴左右摆动，所述滑座的另一端开设有通孔，安装座体上对应于通孔开设有弧形孔，紧固螺栓穿过通孔和弧形孔与螺母连接将滑座与安装座体相固定。
其中，所述第三螺旋桨推进器固定在一滑座8上，所述滑座通过一L型支架安装在安装座体上，所述滑座的一端铰接在L型支架的水平支撑臂上且可绕铰接轴左右摆动，所述滑座的另一端开设有第一通孔，水平支撑臂上对应于第一通孔开设有第一弧形孔，第一紧固螺栓穿过第一通孔和第一弧形孔与第一螺母连接将滑座与L型支架相固定；所述L型支架的竖直支撑臂的一端铰接在安装座体上且可绕铰接轴上下摆动，所述L型支架的另一端开设有第二弧形孔，安装座体上对应于第二通孔开设有第二通孔，第二紧固螺栓穿过第二通孔和第二弧形孔与第二螺母连接将L型支架与安装座体相固定。
其中，还包括外形呈流线型的电池仓，所述电池仓安装在机身的下方且与机身平行设置。
本实用新型的有益效果在于：
1、结构简单紧凑，体型小巧，成本低。
2、具有较强的巡航能力：流线型的机身内设有密封舱室，既可以在紧凑的空间内解决动力、能源、主机等安装问题，又可以大大降低机身的水下阻力，从而提高水下机器人的巡航能力。
3、可以实现前进后退、转弯、上下升降、俯仰、侧倾和左右横移这六个维度的运动：二个第一螺旋桨推进器同步向前推水和/或二个第三螺旋桨推进器同步向前推水，可以实现水下机器人的后退运动；控制二个第一螺旋桨推进器的矢量差速和/或二个第三螺旋桨推进器的矢量差速，可以实现水下机器人的转弯运动；二个第一螺旋桨推进器同步向后推水和/或二个第三螺旋桨推进器同步向后推水，可以实现水下机器人的前进运动；二个第二螺旋桨推进器可以实现水下机器人的上下升降、俯仰和侧倾运动，只要控制二个第二螺旋桨推进器的推进方向、功率和矢量差速即可，由于第二螺旋桨推进器的螺旋桨的桨心位于水下机器人整体重心的前方，因此通过控制第二螺旋桨推进器的功率大小，可以实现水下机器人的俯仰运动；通过控制同侧的第一螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器同步推水，可以实现水下机器人的左右横移运动。
4、顶流作业能力强：第一螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器相互配合前拉后推，可以共同输出动力以提高水下机器人的顶流作业能力。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例的小型六维度运动水下机器人的结构示意图。
图2所示为本实用新型实施例的小型六维度运动水下机器人的侧视图(去掉左侧的第二螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器后)。
图3所示为本实用新型实施例的小型六维度运动水下机器人的俯视图(去掉左侧的第二螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器后)。
标号说明：
1-机身；2-第一螺旋桨推进器；3-第二螺旋桨推进器；4-第三螺旋桨推进器；5-安装座体；6-滑座；7-铰接轴；8-滑座；9-L型支架；10-铰接轴；11-铰接轴；12-第二紧固螺栓；13-电池仓；80-第一通孔；90-第一弧形孔；91-第二弧形孔。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图3所示，本实用新型的小型六维度运动水下机器人，包括带有密封舱室的外形呈流线型的机身1，所述机身1的左右两侧分别设置有一个水平设置的第一螺旋桨推进器2、一个竖直设置的第二螺旋桨推进器3和一个水平设置的第三螺旋桨推进器4，第一螺旋桨推进器2、第二螺旋桨推进器3和第三螺旋桨推进器4由机身1的头部向尾部方向依次设置；
位于机身1左侧的第一螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身1的左前方设置，位于机身1右侧的第一螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身1的右前方设置，二个第一螺旋桨推进器2以机身1的中轴线为对称轴左右对称设置；
二个第二螺旋桨推进器3以机身1的中轴线为对称轴左右对称设置，第二螺旋桨推进器3的螺旋桨的桨心位于水下机器人整体重心的前方；
位于机身1左侧的第三螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身1的左后方设置，位于机身1右侧的第三螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身1的右后方设置，二个第三螺旋桨推进器4以机身1的中轴线为对称轴左右对称设置。
在上述实施例中，通过控制二个第一螺旋桨推进器2同步向前推水和/或二个第三螺旋桨推进器4同步向前推水，可以实现水下机器人的后退运动；通过控制二个第一螺旋桨推进器2的矢量差速和/或二个第三螺旋桨推进器4的矢量差速，可以实现水下机器人的转弯运动；通过控制二个第一螺旋桨推进器2同步向后推水和/或二个第三螺旋桨推进器4同步向后推水，可以实现水下机器人的前进运动；通过控制同侧的第一螺旋桨推进器2和第三螺旋桨推进器4同步推水，可以实现水下机器人的左右横移运动。
通过控制二个第二螺旋桨推进器3的推进方向，即，控制二个第二螺旋桨推进器3的螺旋桨同步正转或反转，可以实现水下机器人的上升或下降运动。通过控制二个第二螺旋桨推进器3的功率大小，使得水下机器人在小功率运动时可以接近水平的上下运动，而大功率运动时可以实现俯仰姿态运动，从而实现水下机器人的俯仰运动。通过控制二个第二螺旋桨推进器3的矢量差速，即，控制二个第二螺旋桨推进器3的螺旋桨的转速使二者产生速差，可以实现水下机器人的侧倾运动。
当需要顶流作业或全功率工作时，第一螺旋桨推进器2和第三螺旋桨推进器4相互配合前拉后推，可以共同输出动力以提高水下机器人的顶流作业能力。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：1、结构简单紧凑，体型小巧，成本低。2、具有较强的巡航能力：流线型的机身内设有密封舱室，既可以在紧凑的空间内解决动力、能源、主机等安装问题，又可以大大降低机身的水下阻力，从而提高水下机器人的巡航能力。3、可以实现前进后退、转弯、上下升降、俯仰、侧倾和左右横移这六个维度的运动。4、顶流作业能力强。
进一步的，所述机身1的底部连接有安装座体5，第一螺旋桨推进器2、第二螺旋桨推进器3和第三螺旋桨推进器4分别安装在安装座体5上。
进一步的，所述第一螺旋桨推进器2通过一滑座6安装在安装座体5上，所述滑座6的一端铰接在安装座体5上且可绕铰接轴7左右摆动，所述滑座6的另一端开设有通孔，安装座体5上对应于通孔开设有弧形孔，紧固螺栓穿过通孔和弧形孔与螺母连接将滑座6与安装座体5相固定。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：采用上述结构，第一螺旋桨推进器张开的角度以及二个第一螺旋桨推进器的夹角可调，如此可根据负载的变化调整水下机器人的推力角度，保持姿态平稳。
进一步的，所述第三螺旋桨推进器4固定在一滑座8上，所述滑座8通过一L型支架9安装在安装座体5上，所述滑座8的一端铰接在L型支架9的水平支撑臂上且可绕铰接轴10左右摆动，所述滑座8的另一端开设有第一通孔80，水平支撑臂上对应于第一通孔80开设有第一弧形孔90，第一紧固螺栓穿过第一通孔80和第一弧形孔90与第一螺母连接将滑座8与L型支架9相固定；所述L型支架9的竖直支撑臂的一端铰接在安装座体5上且可绕铰接轴11上下摆动，所述L型支架9的另一端开设有第二弧形孔91，安装座体5上对应于第二弧形孔开设有第二通孔，第二紧固螺栓12穿过第二通孔和第二弧形孔91与第二螺母连接将L型支架9与安装座体5相固定。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：采用上述结构，第三螺旋桨推进器张开的角度、俯仰的角度以及二个第三螺旋桨推进器的夹角可调，如此可根据负载的变化调整水下机器人的推力角度，保持姿态平稳。
进一步的，还包括外形呈流线型的电池仓13，所述电池仓13安装在机身1的下方且与机身1平行设置。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过设置电池仓，可以将电池安装到电池仓内以提供动力，实现水下机器人的自供电功能。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种小型六维度运动水下机器人，其特征在于：包括带有密封舱室的外形呈流线型的机身，所述机身的左右两侧分别设置有一个水平设置的第一螺旋桨推进器、一个竖直设置的第二螺旋桨推进器和一个水平设置的第三螺旋桨推进器，第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器由机身的头部向尾部方向依次设置；
位于机身左侧的第一螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的左前方设置，位于机身右侧的第一螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的右前方设置，二个第一螺旋桨推进器以机身的中轴线为对称轴左右对称设置；
二个第二螺旋桨推进器以机身的中轴线为对称轴左右对称设置，第二螺旋桨推进器的螺旋桨的桨心位于水下机器人整体重心的前方；
位于机身左侧的第三螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的左后方设置，位于机身右侧的第三螺旋桨推进器的螺旋桨朝向机身的右后方设置，二个第三螺旋桨推进器以机身的中轴线为对称轴左右对称设置。
2.根据权利要求1所述的小型六维度运动水下机器人，其特征在于：所述机身的底部连接有安装座体，第一螺旋桨推进器、第二螺旋桨推进器和第三螺旋桨推进器分别安装在安装座体上。
3.根据权利要求2所述的小型六维度运动水下机器人，其特征在于：所述第一螺旋桨推进器通过一滑座安装在安装座体上，所述滑座的一端铰接在安装座体上且可绕铰接轴左右摆动，所述滑座的另一端开设有通孔，安装座体上对应于通孔开设有弧形孔，紧固螺栓穿过通孔和弧形孔与螺母连接将滑座与安装座体相固定。
4.根据权利要求2所述的小型六维度运动水下机器人，其特征在于：所述第三螺旋桨推进器固定在一滑座上，所述滑座通过一L型支架安装在安装座体上，所述滑座的一端铰接在L型支架的水平支撑臂上且可绕铰接轴左右摆动，所述滑座的另一端开设有第一通孔，水平支撑臂上对应于第一通孔开设有第一弧形孔，第一紧固螺栓穿过第一通孔和第一弧形孔与第一螺母连接将滑座与L型支架相固定；所述L型支架的竖直支撑臂的一端铰接在安装座体上且可绕铰接轴上下摆动，所述L型支架的另一端开设有第二弧形孔，安装座体上对应于第二通孔开设有第二通孔，第二紧固螺栓穿过第二通孔和第二弧形孔与第二螺母连接将L型支架与安装座体相固定。
5.根据权利要求1所述的小型六维度运动水下机器人，其特征在于：还包括外形呈流线型的电池仓，所述电池仓安装在机身的下方且与机身平行设置。
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