CN209426997U - 一种模块化的水下机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水下机器人技术领域，特别涉及一种模块化的水下机器人，浮球的内部设置有电动绕线轮和信号中继器；数据电缆一端伸入到浮球内部后缠绕在电动绕线轮上；数据电缆中伸入浮球的一端与信号中继器相接通；电源模块、水下机械臂组、行走机构和推进机构均接通在主控模块上；防水密封舱设置在保护罩的内部；全景摄像装置固定在保护罩上；行走机构固定在保护罩的底部；推进机构固定在防水密封舱的外部；推进机构设置在保护罩的内部。在使用本实用新型时，该结构的水下机器人，丰富人类探索深海的手段，降低人类探索海域的难度,而且各个结构模块化，能够根据不同的使用目的进行自由组合各个模块进行使用，使用更加灵活。

Description

一种模块化的水下机器人

技术领域

本实用新型涉及水下机器人技术领域，特别涉及一种模块化的水下机器人。

背景技术

水下机器人可以进行水下观光，潜水跟拍，水下作业，环保监测，损伤识别等应用；随着人们的活动范围向水下扩展越来越多，水下机器人产品集成化程度也越来越高，越来越复杂。整套产品的体积和重量也同步大幅增加；机器人在水下的操作变得更加困难；影响操作者的使用感受，降低人们对海域探索的热情。

故有必要对现有水下机器人进行进一步地技术革新。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种模块化的水下机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型所述的一种模块化的水下机器人，它包括有浮球、数据电缆、保护罩和防水密封舱；所述浮球的内部设置有电动绕线轮和信号中继器；所述防水密封舱的内部固定有主控模块、通讯模块和中央处理器；所述数据电缆一端伸入到浮球内部后缠绕在电动绕线轮上；所述数据电缆中伸入浮球的一端与信号中继器相接通；所述数据电缆另一端伸入防水密封舱后与通讯模块相接通；

所述防水密封舱外分别设置有全景摄像装置、行走机构、电源模块、水下机械臂组和推进机构；

所述电源模块、水下机械臂组、行走机构和推进机构均接通在主控模块上；

所述防水密封舱设置在保护罩的内部；所述全景摄像装置固定在保护罩上；所述水下机械臂组由两个水下机械臂组成；所述水下机械臂对称设置在全景摄像装置的左右两侧；所述行走机构固定在保护罩的底部；所述推进机构固定在防水密封舱的外部；所述推进机构设置在保护罩的内部。

进一步地，所述推进机构由竖直推进器组和水平推进器组组成；所述竖直推进器组由若干个在防水密封舱上均布的竖直推进器组成；所述水平推进器组由若干个在防水密封舱上均布的水平推进器组成；所述竖直推进器在防水密封舱上呈圆周分布；所述水平推进器在防水密封舱上呈圆周分布；所述竖直推进器的数量等于水平推进器的数量；所述竖直推进器与水平推进器之间相间分布；所述竖直推进器的推进方向与水平推进器的推进方向相互平行设置；所述竖直推进器和水平推进器均接通在防水密封舱内的主控模块上。

进一步地，所述水下机械臂包括有固定臂、关节舵机、摆臂和固定杆；所述固定臂一端固定在防水密封舱上；固定臂另一端与关节舵机的外壳相固定连接；所述关节舵机的输出端与摆臂一端相固定连接；所述固定杆一端固定在摆臂另一端；所述固定杆的末端设置有操作头。

进一步地，所述固定杆上固定有补光灯；所述补光灯设置在固定杆上靠近摆臂的一端；所述补光灯的出光方向指向操作头。

进一步地，所述全景摄像装置包括有全景摄像头、第一支撑杆、摄像摆角舵机、第二支撑杆和安装座；所述第二支撑杆一端通过安装座固定在保护罩上；所述摄像摆角舵机的外壳固定在第二支撑杆另一端；摄像摆角舵机的输出端与第一支撑杆一端相固定连接；所述全景摄像头固定在第一支撑杆另一端。

进一步地，所述行走机构包括有履带支架；所述履带支架固定在保护罩上；所述履带支架的两端均固定有爬行履带；所述爬行履带对称设置在履带支架的左右两侧。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种模块化的水下机器人，浮球的内部设置有电动绕线轮和信号中继器；防水密封舱的内部固定有主控模块、通讯模块和中央处理器；数据电缆一端伸入到浮球内部后缠绕在电动绕线轮上；数据电缆中伸入浮球的一端与信号中继器相接通；数据电缆另一端伸入防水密封舱后与通讯模块相接通；防水密封舱外分别设置有全景摄像装置、行走机构、电源模块、水下机械臂组和推进机构；电源模块、水下机械臂组、行走机构和推进机构均接通在主控模块上；防水密封舱设置在保护罩的内部；全景摄像装置固定在保护罩上；水下机械臂组由两个水下机械臂组成；水下机械臂对称设置在全景摄像装置的左右两侧；行走机构固定在保护罩的底部；推进机构固定在防水密封舱的外部；推进机构设置在保护罩的内部。在使用本实用新型时，电动绕线轮能够对数据电缆进行收卷或者放线；终端设备通过无线网络与浮球内部的信号中继器连通，终端设备的指令通过信号中继器和数据电缆传递至防水密封舱的通讯模块上；通讯模块把指令传达至主控模块后，通过主控模块进行控制水下机械臂组、行走机构和推进机构运动；保护罩用于保护推进机构；保护罩的底部设置有用于调节全景摄像装置工作参数的通讯模块，保证拍摄效果最佳；该用于调节全景摄像装置的通讯模块能够使终端设备上发出的信号直接通过数据电缆传达，实现指令交换传输；该控制板上集成有电源保护系统，通电后数据初始化完成，系统自动检测电流状态，当电流过大时，系统会及时进行预警提示，如没有改善则主动停止供电；当电流处于合理范围，进行电压检测，如果测量的电源电压值过低，则进行预警提示，电源持续过放则自动断电；电压水平正常时，系统会按照上述流程反复实时检测电源工作状况，以应对突发异常状况；该结构的水下机器人，丰富人类探索深海的手段，降低人类探索海域的难度,而且各个结构模块化，能够根据不同的使用目的进行自由组合各个模块进行使用，使用更加灵活。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是全景摄像装置的结构示意图；

图3是水下机械臂的结构示意图；

图4是行走机构的结构示意图；

图5是保护罩的内部结构图；

图6是竖直推进器和水平推进器在防水密封舱上分布的结构示意图；

附图标记说明：

1、浮球；2、数据电缆；3、保护罩；

4、全景摄像装置；401、全景摄像头；402、第一支撑杆；

403、摄像摆角舵机；404、第二支撑杆；405、安装座；

5、水下机械臂；501、固定臂；502、关节舵机；503、摆臂；504、固定杆；

505、操作头；

6、行走机构；601、爬行履带；602、履带支架；

7、竖直推进器；8、水平推进器；9、防水密封舱；10、补光灯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1至6所示，本实用新型所述的一种模块化的水下机器人，它包括有浮球1、数据电缆2、保护罩3和防水密封舱9；所述浮球1的内部设置有电动绕线轮和信号中继器；电动绕线轮能够对数据电缆2进行收卷或者放线；所述防水密封舱9的内部固定有主控模块、通讯模块和中央处理器；所述数据电缆2一端伸入到浮球1内部后缠绕在电动绕线轮上；所述数据电缆2中伸入浮球1的一端与信号中继器相接通；所述数据电缆2另一端伸入防水密封舱9后与通讯模块相接通；终端设备通过无线网络与浮球1内部的信号中继器连通，终端设备的指令通过信号中继器和数据电缆2传递至防水密封舱9的通讯模块上；

所述防水密封舱9外分别设置有全景摄像装置4、行走机构6、电源模块、水下机械臂组和推进机构；

所述电源模块、水下机械臂组、行走机构6和推进机构均接通在主控模块上；通讯模块把指令传达至主控模块后，通过主控模块进行控制水下机械臂组、行走机构6和推进机构运动；

所述防水密封舱9设置在保护罩3的内部；所述全景摄像装置固定在保护罩3上；所述水下机械臂组由两个水下机械臂5组成；所述水下机械臂5对称设置在全景摄像装置4的左右两侧；所述行走机构6固定在保护罩3的底部；所述推进机构固定在防水密封舱9的外部；所述推进机构设置在保护罩3的内部；保护罩3用于保护推进机构；保护罩3的底部设置有用于调节全景摄像装置4工作参数的通讯模块，保证拍摄效果最佳；该用于调节全景摄像装置4的通讯模块能够使终端设备上发出的信号直接通过数据电缆2传达，实现指令交换传输；该控制板上集成有电源保护系统，通电后数据初始化完成，系统自动检测电流状态，当电流过大时，系统会及时进行预警提示，如没有改善则主动停止供电；当电流处于合理范围，进行电压检测，如果测量的电源电压值过低，则进行预警提示，电源持续过放则自动断电；电压水平正常时，系统会按照上述流程反复实时检测电源工作状况，以应对突发异常状况；该结构的水下机器人，丰富人类探索深海的手段，降低人类探索海域的难度,而且各个结构模块化，能够根据不同的使用目的进行自由组合各个模块进行使用，使用更加灵活。

作为本实用新型的一种优选方式，所述推进机构由竖直推进器组和水平推进器组组成；所述竖直推进器组由若干个在防水密封舱9上均布的竖直推进器7组成；所述水平推进器组由若干个在防水密封舱9上均布的水平推进器8组成；所述竖直推进器7在防水密封舱9上呈圆周分布；所述水平推进器8在防水密封舱9上呈圆周分布；所述竖直推进器7的数量等于水平推进器8的数量；所述竖直推进器7与水平推进器8之间相间分布；所述竖直推进器7的推进方向与水平推进器8的推进方向相互平行设置；所述竖直推进器7和水平推进器8均接通在防水密封舱9内的主控模块上；竖直推进器7和水平推进器8均为同一类推进器，且与现有推进器无本质区别；通过主控模块分别对各个竖直推进器7和水平推进器8进行控制，控制水下机器人在水中的运动状态。

作为本实用新型的一种优选方式，所述水下机械臂5包括有固定臂501、关节舵机502、摆臂503和固定杆504；所述固定臂501一端固定在防水密封舱9上；固定臂501另一端与关节舵机502的外壳相固定连接；所述关节舵机502的输出端与摆臂503一端相固定连接；所述固定杆504一端固定在摆臂503另一端；所述固定杆504的末端设置有操作头505；针对水下机械臂5的工作内容，操作头505上能够安装对应的工具进行操作，关节舵机502在主控模块的控制下驱动，使摆臂503绕固定臂501转动，实现固定杆504在水平面摆动，固定臂501与防水密封舱9之间也设置有竖直面摆动舵机，该竖直面摆动舵机用于驱动固定臂501绕防水密封舱9在竖直平面上摆动；通过竖直面摆动舵和关节舵机502实现操作头505在空间的移动。

作为本实用新型的一种优选方式，所述固定杆504上固定有补光灯10；所述补光灯10设置在固定杆504上靠近摆臂503的一端；所述补光灯10的出光方向指向操作头505；补光灯10的作用是用于水下补光，使视频或者拍照更加清晰，方便操控者进行操作。

作为本实用新型的一种优选方式，所述全景摄像装置4包括有全景摄像头401、第一支撑杆402、摄像摆角舵机403、第二支撑杆404和安装座405；所述第二支撑杆404一端通过安装座405固定在保护罩3上；所述摄像摆角舵机403的外壳固定在第二支撑杆404另一端；摄像摆角舵机403的输出端与第一支撑杆402一端相固定连接；所述全景摄像头401固定在第一支撑杆402另一端；摄像摆角舵机403接通在防水密封舱9内的主控模块上，通过主控模块往摄像摆角舵机403输送电信号，摄像摆角舵机403驱动后控制第一支撑杆402的摆角，进行改变全景摄像头401的拍摄角度。

作为本实用新型的一种优选方式，所述行走机构6包括有履带支架602；所述履带支架602固定在保护罩3上；所述履带支架602的两端均固定有爬行履带601；所述爬行履带601对称设置在履带支架602的左右两侧；爬行履带601的内部设置有用于驱动履带的驱动机构，该驱动机构接通在防水密封舱9内的主控模块上。

在使用本实用新型时，电动绕线轮能够对数据电缆进行收卷或者放线；终端设备通过无线网络与浮球内部的信号中继器连通，终端设备的指令通过信号中继器和数据电缆传递至防水密封舱的通讯模块上；通讯模块把指令传达至主控模块后，通过主控模块分别对各个竖直推进器和水平推进器进行控制，控制水下机器人在水中的运动状态；针对整水下机械臂的工作内容，操作头上能够安装对应的工具进行操作，关节舵机在主控模块的控制下驱动，使摆臂绕固定臂转动，实现固定杆摆动；利用补光灯在水下补光，使视频或者拍照更加清晰，方便操控者进行操作；摄像摆角舵机接通在防水密封舱内的主控模块上，通过主控模块往摄像摆角舵机输送电信号，摄像摆角舵机驱动后控制第一支撑杆的摆角，进行改变全景摄像头的拍摄角度；爬行履带的内部设置有用于驱动履带的驱动机构，该驱动机构接通在防水密封舱内的主控模块上；保护罩的底部设置有用于调节全景摄像装置工作参数的通讯模块，保证拍摄效果最佳；该用于调节全景摄像装置的通讯模块能够使终端设备上发出的信号直接通过数据电缆传达，实现指令交换传输；该控制板上集成有电源保护系统，通电后数据初始化完成，系统自动检测电流状态，当电流过大时，系统会及时进行预警提示，如没有改善则主动停止供电；当电流处于合理范围，进行电压检测，如果测量的电源电压值过低，则进行预警提示，电源持续过放则自动断电；电压水平正常时，系统会按照上述流程反复实时检测电源工作状况，以应对突发异常状况；该结构的水下机器人，丰富人类探索深海的手段，降低人类探索海域的难度,而且各个结构模块化，能够根据不同的使用目的进行自由组合各个模块进行使用，使用更加灵活。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型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，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种模块化的水下机器人，其特征在于：它包括有浮球（1）、数据电缆（2）、保护罩（3）和防水密封舱（9）；所述浮球（1）的内部设置有电动绕线轮和信号中继器；所述防水密封舱（9）的内部固定有主控模块、通讯模块和中央处理器；所述数据电缆（2）一端伸入到浮球（1）内部后缠绕在电动绕线轮上；所述数据电缆（2）中伸入浮球（1）的一端与信号中继器相接通；所述数据电缆（2）另一端伸入防水密封舱（9）后与通讯模块相接通；

所述防水密封舱（9）外分别设置有全景摄像装置（4）、行走机构（6）、电源模块、水下机械臂组和推进机构；

所述电源模块、水下机械臂组、行走机构（6）和推进机构均接通在主控模块上；

所述防水密封舱（9）设置在保护罩（3）的内部；所述全景摄像装置固定在保护罩（3）上；所述水下机械臂组由两个水下机械臂（5）组成；所述水下机械臂（5）对称设置在全景摄像装置（4）的左右两侧；所述行走机构（6）固定在保护罩（3）的底部；所述推进机构固定在防水密封舱（9）的外部；所述推进机构设置在保护罩（3）的内部。

2.根据权利要求1所述的一种模块化的水下机器人，其特征在于：所述推进机构由竖直推进器组和水平推进器组组成；所述竖直推进器组由若干个在防水密封舱（9）上均布的竖直推进器（7）组成；所述水平推进器组由若干个在防水密封舱（9）上均布的水平推进器（8）组成；所述竖直推进器（7）在防水密封舱（9）上呈圆周分布；所述水平推进器（8）在防水密封舱（9）上呈圆周分布；所述竖直推进器（7）的数量等于水平推进器（8）的数量；所述竖直推进器（7）与水平推进器（8）之间相间分布；所述竖直推进器（7）的推进方向与水平推进器（8）的推进方向相互平行设置；所述竖直推进器（7）和水平推进器（8）均接通在防水密封舱（9）内的主控模块上。

3.根据权利要求1所述的一种模块化的水下机器人，其特征在于：所述水下机械臂（5）包括有固定臂（501）、关节舵机（502）、摆臂（503）和固定杆（504）；所述固定臂（501）一端固定在防水密封舱（9）上；固定臂（501）另一端与关节舵机（502）的外壳相固定连接；所述关节舵机（502）的输出端与摆臂（503）一端相固定连接；所述固定杆（504）一端固定在摆臂（503）另一端；所述固定杆（504）的末端设置有操作头（505）。

4.根据权利要求3所述的一种模块化的水下机器人，其特征在于：所述固定杆（504）上固定有补光灯（10）；所述补光灯（10）设置在固定杆（504）上靠近摆臂（503）的一端；所述补光灯（10）的出光方向指向操作头（505）。

5.根据权利要求1所述的一种模块化的水下机器人，其特征在于：所述全景摄像装置（4）包括有全景摄像头（401）、第一支撑杆（402）、摄像摆角舵机（403）、第二支撑杆（404）和安装座（405）；所述第二支撑杆（404）一端通过安装座（405）固定在保护罩（3）上；所述摄像摆角舵机（403）的外壳固定在第二支撑杆（404）另一端；摄像摆角舵机（403）的输出端与第一支撑杆（402）一端相固定连接；所述全景摄像头（401）固定在第一支撑杆（402）另一端。

6.根据权利要求1所述的一种模块化的水下机器人，其特征在于：所述行走机构（6）包括有履带支架（602）；所述履带支架（602）固定在保护罩（3）上；所述履带支架（602）的两端均固定有爬行履带（601）；所述爬行履带（601）对称设置在履带支架（602）的左右两侧。