CN207788967U - 一种水下机器人 - Google Patents

Abstract

一种水下机器人，设置有架体、可修正航线的推进系统、发散少穿透力强的光补偿系统、摄像机构和检测机构，所述推进系统、光补偿系统、摄像机构和检测机构分别固定安装于架体。所述推进系统设置有多个第一推进机构和多个第二推进机构。该水下机器人具有可以用于修正航线的推进系统，在水下机器在水下行动时可以自动检测是否偏离航线，自动调节推进器的角度使水下机器人平稳。同时本实用新型的光补偿系统具用能吸收散射光线而且光线的发射角小、穿透能力强有效减少前后方向的反射光。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

Description

一种水下机器人

技术领域

本实用新型涉及水下检测设备领域，特别涉及一种水下机器人。

背景技术

海洋是人类获取优质蛋白的“蓝色粮仓”。近几十年来，我国以海水养殖为重点的海洋渔业迅猛发展，掀起了海藻、海洋虾类、海洋贝类、海洋鱼类、海珍品养殖的五次产业浪潮，养殖总产量自1990年以来一直稳居世界首位。但是水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。由于水下的水流和水下机器人自身的惯性，造成水下机器人上下窜动，严重影响其工作。同时因为水质混浊和光线不足，光补偿对视频的采集显得尤为重要，但是目前有光补偿系统的散射光严重影响视频成像效果。

因此针对现有技术不足，提供一种水下机器人，以解决现有技术不足甚为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种水下机器人。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现：

提供一种水下机器人,设置有架体、可修正航线的推进系统、发散少穿透力强的光补偿系统、摄像机构和检测机构，所述推进系统、光补偿系统、摄像机构和检测机构分别固定安装于架体。

优选的，上述推进系统设置有多个第一推进机构和多个第二推进机构。

将摄像机构所在的侧面定义为架体的正前面，第一推进机构固定安装于与架体的正前面相对的侧面，且将该侧面定义为架体的后背面。

第二推进机构设置有第二推进器，第二推进器固定安装于架体的侧面且该侧面分别与正前面和后背面相邻，将该侧面定义为架体的上底面，将与正前面、后背面和上底面都相邻的侧面定义为左侧面，与左侧面相对的定义为右侧面。

第一推进机构用于水下机器人的水平方向推进。

第二推进机构用于水下机器人的垂直方向推进。

优选的，上述光补偿系统设置有第一光补偿机构和第二光补偿机构，第一光补偿机构和第二光补偿机构分别固定安装于架体的正前面。

优选的，上述第一光补偿机构设置有灯座、透镜和灯第一光补偿机构设置有灯座、透镜和照明灯，照明灯和透镜吸光器依次固定安装于灯座。

透镜用于汇聚照明灯发出的光线。

优选的，上述摄像机构设置有角度调节机构和摄像机，角度调节机构与架体固定连接，摄像机与角度调节机构传动连接。

优选的，上述第一推进机构设置有第一推进器和自动调节系统，第一推进器和自动调节系传动连接。

优选的，上述自动调节系统设置有陀螺仪、第一步进电机和第一连接机构，第一步进电机与架体固定连接，陀螺仪固定安装于第一步进电机内部，第一连接机构固定安装于第一推进器的表面且第一连接机构的中轴与左侧面垂直，第一步进电机与第一连接机构的一端传动连接，第一连接机构的另一端架体固定连接。

陀螺仪用于感应水下机器人的航线且对第一步进电机发出竖直修正的信号。

第一连接机构用于带第一推进器垂直于左侧面轴向转动。

第一步进电机带动第一连接机构的一端转动。

进一步，第一连接机构设置有第一连接子端、第二连接子端和第一轴承。

第二连接子端设置有分别与第一凹和第一轴承的通孔相配合的第一轴端和用于装嵌第一轴承的第二凹部，第一轴承嵌装于第二凹部；所述第二连接子端设置有分别与第一凹部和第一轴承的通孔相配合的第一轴端和用于装嵌第一轴承的第二凹部，第一轴承嵌装于第二凹部。

第二连接子端固定安装于架体，第一连接子端于固定安装于第一推进器的表面且与第一步进电机传动连接；第一轴端通过第二凹部和第一轴承与第二连接子端活动连接。

优选的，上述灯座包括有一个第一子座和多个第二子座，第一子座位于灯座的中心，第二子座呈环绕第一子座平均分布于灯座。

进一步，第一子座设置有1个，第二子座设置有3个或3个以上。

优选的，上述第一子座的中轴线与第二子座的中轴线的夹角定义为α,且0°＜α＜90°。

优选的，上述第一光补偿机构还设置有吸光器。

吸光器固定安装于第一子座上方的外表面且吸光器包围在透镜的外部；或者

吸光器固定安装于第一子座上方的外表面且吸光器包围在透镜的外部的至少一种；

优选的，上述吸光器设置有挡光环和吸光涂层。

优选的，上述挡光环垂直吸光器的中轴焊接于吸光器的内表面。

进上步，吸光涂层附着于吸光器的内表面和挡光环的表面。

吸光器用于吸收散射光线。

优选的，上述角度调机节机构设置有第二步进电机、第一控制机构和连接轴，第一控制机构安装于水下机器人的电子仓内且与第二步进电机电信号连接，第二步进电机与连接轴一端传动连接，连接轴的另一端与摄像机传动连接。

第一控制机构通过有线或无线接收信号并对第二步进电机发出电信号。

第一步进电机通过转接机构对摄像机垂直于摄像机中轴的轴向转动。

所述电子仓固定安装于与架体的上底面相对的侧面，将该侧面定义为下底面。

优选的，上述架体包括有固定安装于架体上底面的浮板和框架，浮板设置有相对的两侧分别设置有第二推进机构相匹配的缺口。

优选的，上述第一推进机构、第二推进机构、第一光补偿机构和第二光补偿机构分别设置为两个。

水下机器人的重心和浮力的总作用点在同一垂直线。

水下机器人的重心和浮力的总作用点在同一垂直线。

本实用新型的一种水下机器人，设置有架体、可修正航线的推进系统、发散少穿透力强的光补偿系统、摄像机构和检测机构，所述推进系统、光补偿系统、摄像机构和检测机构分别固定安装于架体。该水下机器人具有可以用于修正航线的推进系统，在水下机器在水下行动时可以自动检测是否偏离航线，自动调节推进器的角度使水下机器人平稳。同时本实用新型的光补偿系统具用能吸收散射光线而且光线的发射角小、穿透能力强有效减少前后方向的反射光。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型一种水下机器人实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型一种水下机器人实施例1的示意图，图2 中的A为正视图、图2中的B为仰视图、图2中的C为俯视图、图2中的D为左视图、图2中的E为右视图。

图3为本实用新型一种水下机器人第一推进机构的结构示意图。

图4为本实用新型一种水下机器人第一推进机构的爆炸图。

图5为本实用新型一种水下机器人第二连接子端的结构示意图。

图6为本实用新型一种水下机器人摄像机构的结构示意图。

图7为本实用新型一种水下机器人实施例1第一光补偿机构的示意图，图7中的A为左视图，图7中的B为正视图。

图8为本实用新型一种水下机器人第一光补偿机构的截面示意图。

图9为本实用新型一种水下机器人吸光器的截面示意图。

图1至9中，包括有

推进系统10、

第一推进机构11、

自动调节系统111、

第一步进电机1121、

连接机构1122、

第一连接子端11221、第一凹部112211、

第二连接子端11222、第一轴端112221、第二凹部 112222、

第一轴承11223、

连接机构1122、陀螺仪1123、

第二推进机构12、

光补偿系统20、

第一光补偿机构21、

灯座211、第一子座2111、第二子座2112、

照明灯212、透镜213、

吸光器214、挡光环2141、吸光涂层2142、

第二光补偿机构22、

摄像机构30、

角度调节机构31、第二步进电机311、第一控制机构312、连接轴313、

电子仓50。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

实施例1。

一种水下机器人,如图1-9所示，设置有架体、可修正航线的推进系统10、发散少穿透力强的光补偿系统20、摄像机构30和检测机构，所述推进系统10、光补偿系统20、摄像机构30和检测机构分别固定安装于架体。

推进系统10设置有多个第一推进机构11和多个第二推进机构12。将摄像机构30所在的侧面定义为架体的正前面，第一推进机构11固定安装于与架体的正前面相对的侧面，且将该侧面定义为架体的后背面。第二推进机构12设置有第二推进器，第二推进器固定安装于架体的侧面且该侧面分别与正前面和后背面相邻，将该侧面定义为架体的上底面，将与正前面、后背面和上底面都相邻的侧面定义为左侧面，与左侧面相对的定义为右侧面。

第一推进机构11用于水下机器人的水平方向推进。

第二推进机构12用于水下机器人的垂直方向推进。

第一推进机构11设置有第一推进器和自动调节系统111，第一推进器和自动调节系统111传动连接。

自动调节系统111设置有陀螺仪1123、第一步进电机1121 和第一连接机构1122，第一步进电机1121与架体固定连接，陀螺仪1123固定安装于第一步进电机1121内部，第一连接机构1122 固定安装于第一推进器的表面且第一连接机构1122的中轴与左侧面垂直，第一步进电机1121与第一连接机构1122的一端传动连接，第一连接机构1122的另一端架体固定连接。陀螺仪1123用于感应水下机器人的航线且对第一步进电机1121发出水平修正的信号。

第一连接机构1122用于带第一推进器垂直于左侧面轴向转动。

第一步进电机1121带动第一连接机构1122的一端转动。

第一连接机构1122设置有第一连接子端11221、第二连接子端11222和第一轴承11223。第二连接子端11222设置有分别与第一凹部112211和第一轴承11223的通孔相配合的第一轴端112221 和用于装嵌第一轴承11223的第二凹部112222，第一轴承11223 嵌装于第二凹部112222。

第二连接子端11222固定安装于架体，第一连接子端11221 于固定安装于第一推进器的表面且与第一步进电机1121传动连接；第一轴端112221通过第二凹部和第一轴承11223与第二连接子端11222活动连接。

第一光补偿机构21设置有灯座211、吸光器214、透镜213 和照明灯212，照明灯212和透镜213吸光器214依次固定安装于灯座211。

透镜213用于汇聚照明灯212发出的光线。

灯座211包括有一个第一子座2111和多个第二子座2112，第一子座2111位于灯座211的中心，第二子座2112呈环绕第一子座2111平均分布于灯座211。第一子座2111设置有1个，第二子座2112设置有3个或3个以上。第一子座2111的中轴线与第二子座2112的中轴线的夹角定义为α,且0°＜α＜90°。

第一光补偿机构21还设置有吸光器214。吸光器214固定安装于第一子座2111上方的外表面且吸光器214包围在透镜213的外部。吸光器214设置有挡光环2141和吸光涂层2142。挡光环 2141垂直吸光器214的中轴焊接于吸光器214的内表面。吸光涂层2142附着于吸光器214的内表面和挡光环2141的表面。

吸光器214用于吸收散射光线。本实施例的第二子座2112设置有5个，只在第一子座2111设置有吸光器214。

摄像机构30设置有角度调节机构31和摄像机，角度调节机构 31与架体固定连接，摄像机与角度调节机构31传动连接。角度调机节机构31设置有第二步进电机311、第一控制机构312和连接轴313，第一控制机构312安装于水下机器人的电子仓50内且与第二步进电机311电信号连接，第二步进电机311与连接轴313 一端传动连接，连接轴313的另一端与摄像机传动连接。

第一控制机构312通过有线或无线接收信号并对第二步进电机311发出电信号。第一步进电机1121通过转接机构对摄像机垂直于摄像机中轴的轴向转动。

在水下机器人工作过程中，水上的操作人员可以根据实际情况，调节摄像机进行垂直于摄像机中轴的轴向调节。

电子仓50固定安装于与架体的上底面相对的侧面，将该侧面定义为下底面。

架体包括有固定安装于架体上底面的浮板和框架，浮板设置有相对的两侧分别设置有第二推进机构12相匹配的缺口。第一推进机构11、第二推进机构12、第一光补偿机构21和第二光补偿机构22分别设置为两个。

两个第一推进机构11和两个第二推进机构12可以使水下机器人的动力分布更加均匀，运行时更加平稳。

两个第一光补偿机构21和两个第二光补偿机构22可以使摄像机构30视野范围内的光补偿更加充足。

本实用新型的工作原理如下：当水下机器人的航行上下窜动时，陀螺仪1123向第一步进电机1121发出修信号，第一步进电机1121的轴转动使第一推进器向与相反方向转动，使水下机器人平稳运行。光补偿系统20中，挡光环2141可以阻挡发射角度较大的光线而吸光器214内部具有吸光的涂层可以吸收照射在其表面的光线，从而可过滤发射角度较大的光线，使从第一光补偿机构21发出的光线角度较集中，没有散射光线，光线穿透能力强。

需说明的是，本实用新型的吸光器214可以有以下几种方式： 1、吸光器214固定安装于第一子座2111上方的外表面且吸光器 214包围在透镜213的外部。2、吸光器214固定安装于第一子座 2111上方的外表面且吸光器214包围在透镜213的外部。3、吸光器214固定分别安装于第一子座2111和第二子座2112的上方的外表面且吸光器214包围在透镜213的外部。本实施例为第一种方式，也可以根据实际需要选择其他两种方式。第二子座2112的可以设置为5个优选，也可以设置为3个或者3个以上。该水下机器人具有可以用于修正航线的推进系统10，在水下机器在水下行动时可以自动检测是否偏离航线，自动调节推进器的角度使水下机器人平稳。同时本实用新型的光补偿系统20具用能吸收散射光线而且光线的发射角小、穿透能力强有效减少前后方向的反射光。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

实施例2。

一种水下机器人,其他特征与实施例1相同，不同之处在于，第二子座2112设置有3个。

本实施例的第二光补偿机构22的光补偿范围更广，对摄像机构30更用利。

该水下机器人具有可以用于修正航线的推进系统10，在水下机器在水下行动时可以自动检测是否偏离航线，自动调节推进器的角度使水下机器人平稳。同时本实用新型的光补偿系统20具用能吸收散射光线而且光线的发射角小、穿透能力强有效减少前后方向的反射光。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

实施例3。

一种水下机器人,其他特征与实施例2相同，不同之处在于，水下机器人的重心和浮力的总作用点在同一垂直线。

本实施例的水下机器人的运行时较实施例1和实施例2更加平稳。

该水下机器人具有可以用于修正航线的推进系统10，在水下机器在水下行动时可以自动检测是否偏离航线，自动调节推进器的角度使水下机器人平稳。同时本实用新型的光补偿系统20具用能吸收散射光线而且光线的发射角小、穿透能力强有效减少前后方向的反射光。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

实施例4。

一种水下机器人,其他特征与实施例1相同，不同之处在于，本实施例的第一子座2111和第二子座2112都设置有吸光器214。

本实施例的第一光补偿机构21的较实施例1而且光线的穿透能力更强，散射光更少。

该水下机器人具有可以用于修正航线的推进系统10，在水下机器在水下行动时可以自动检测是否偏离航线，自动调节推进器的角度使水下机器人平稳。同时本实用新型的光补偿系统20具用能吸收散射光线而且光线的发射角小、穿透能力强有效减少前后方向的反射光。该水下机器人具有水下运行平稳的特点，同时能够避免光补偿系统的散射光对摄像系统产生影响，提高成像质量的特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种水下机器人,其特征在于：设置有架体、可修正航线的推进系统、发散少穿透力强的光补偿系统、摄像机构和检测机构，推进系统、光补偿系统、摄像机构和检测机构分别固定安装于架体；

所述推进系统设置有多个第一推进机构和多个第二推进机构；

将摄像机构所在的侧面定义为架体的正前面，第一推进机构固定安装于与架体的正前面相对的侧面，且将该侧面定义为架体的后背面；

第二推进机构设置有第二推进器，第二推进器固定安装于架体的侧面且该侧面分别与正前面和后背面相邻，将该侧面定义为架体的上底面，将与正前面、后背面和上底面都相邻的侧面定义为左侧面，与左侧面相对的定义为右侧面；

第一推进机构用于水下机器人的水平方向推进；

第二推进机构用于水下机器人的垂直方向推进；

所述光补偿系统设置有第一光补偿机构和第二光补偿机构，第一光补偿机构和第二光补偿机构分别固定安装于架体的正前面；

所述第一光补偿机构设置有灯座、透镜和照明灯，照明灯和透镜依次固定安装于灯座；

透镜用于汇聚照明灯发出的光线；

所述摄像机构设置有角度调节机构和摄像机，角度调节机构与架体固定连接，摄像机与角度调节机构传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人,其特征在于：所述第一推进机构设置有第一推进器和自动调节系统，第一推进器和自动调节系传动连接；

所述自动调节系统设置有陀螺仪、第一步进电机和第一连接机构，第一步进电机与架体固定连接，陀螺仪固定安装于第一步进电机内部，第一连接机构固定安装于第一推进器的表面且第一连接机构的中轴与左侧面垂直，第一步进电机与第一连接机构的一端传动连接，第一连接机构的另一端架体固定连接；

陀螺仪用于感应水下机器人的航线且对第一步进电机发出竖直修正的信号；

第一连接机构用于带第一推进器垂直于左侧面轴向转动；

第一步进电机带动第一连接机构的一端转动。

3.根据权利要求2所述的一种水下机器人,其特征在于：所述第一连接机构设置有第一连接子端、第二连接子端和第一轴承；

所述第二连接子端设置有分别与第一凹部和第一轴承的通孔相配合的第一轴端和用于装嵌第一轴承的第二凹部，第一轴承嵌装于第二凹部；

第二连接子端固定安装于架体，第一连接子端于固定安装于第一推进器的表面且与第一步进电机传动连接；第一轴端通过第二凹部和第一轴承与第二连接子端活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种水下机器人,其特征在于：所述灯座包括有一个第一子座和多个第二子座，第一子座位于灯座的中心，第二子座呈环绕第一子座平均分布于灯座；

所述第一子座设置有1个，第二子座设置有3个或3个以上；

所述第一子座的中轴线与第二子座的中轴线的夹角定义为α,且0°＜α＜90°。

5.根据权利要求4所述的一种水下机器人,其特征在于：所述第一光补偿机构还设置有吸光器；

吸光器固定安装于第一子座上方的外表面且吸光器包围在透镜的外部；或者

吸光器固定安装于第一子座上方的外表面且吸光器包围在透镜的外部的至少一种；

所述吸光器设置有挡光环和吸光涂层；

所述挡光环垂直吸光器的中轴焊接于吸光器的内表面；

所述吸光涂层附着于吸光器的内表面和挡光环的表面；

吸光器用于吸收散射光线。

6.根据权利要求5所述的一种水下机器人,其特征在于：所述角度调机节机构设置有第二步进电机、第一控制机构和连接轴，第一控制机构安装于水下机器人的电子仓内与第二步进电机电信号连接，第二步进电机与连接轴一端传动连接，连接轴的另一端与摄像机传动连接；

第一控制机构通过有线或无线接收信号并对第二步进电机发出电信号；

第一步进电机通过转接机构对摄像机垂直于摄像机中轴的轴向转动。

7.根据权利要求6所述的一种水下机器人,其特征在于：所述电子仓固定安装于与架体的上底面相对的侧面，将该侧面定义为下底面；

所述架体包括有固定安装于架体上底面的浮板和框架，浮板设置有相对的两侧分别设置有第二推进机构相匹配的缺口；

所述第一推进机构、第二推进机构、第一光补偿机构和第二光补偿机构分别设置为两个；

水下机器人的重心和浮力的总作用点在同一垂直线。