CN209870706U - 一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，包括呈流线体外形的主舱模块、动力模块、遥控显示模块和浮标模块，所述动力模块通过支架设置于所述主舱模块侧边，所述主舱模块上设置有电缆防水接头，所述浮标模块通过电缆与所述电缆防水接头连接，所述遥控显示模块和浮标模块通过无线连接；所述浮标模块包括电连接的副电源装置、开关装置、信号发送接收器、信号灯；所述主舱模块包括内置相互电连接的电源装置、主控板、陀螺仪装置、摄像头装置、电机驱动控制器装置。采用本实用新型，适用于浅水区域，是流线型、半有缆式、模块化和适合水下检查作业的水下观察级机器人。

Description

一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人

技术领域

本实用新型涉及一种观察级水下机器人，尤其涉及一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人。

背景技术

近年，水下机器人开始在渔业环境检测、潜水娱乐等消费级市场兴起，但相比于无人机在技术和产品上都较为成熟并已被消费级市场接受相比，水下机器人在技术和产品形态上都有待开发，产品的价格也较为昂贵。除此之外，水下机器人作为一种可以深入水下、遥控控制的自动化产品，可以代替人在水下作业，了解水下环境，改善潜水员比较危险的工作环境，降低水下作业成本等。

目前，国内外已经有多个型号的轻量化、消费级的水下机器人产品。在这几款水下机器人中，它们或者力学模型复杂，动力分布不均不适合未加训练的人操作；或者模型采取简单的外形设计，导致水下阻力偏大，不利于提高机器人的效率和续航能力；或者采取全有缆的方式导致水下机器人的工作范围受缆线长度的限制。所以目前市场上尚未出现一种普遍认可的，既拥有水动力外形，效率又高，工作范围不受缆线影响的能实时传输视频的机型。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人。优化了现有观察级水下机器人水动力外形，并便于模块化组装设计，解决水下机器人工作效率低、工作区域受限的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，包括呈流线体外形的主舱模块、动力模块、遥控显示模块和浮标模块，所述动力模块通过支架设置于所述主舱模块侧边，所述主舱模块上设置有电缆防水接头，所述浮标模块通过电缆与所述电缆防水接头连接，所述遥控显示模块和浮标模块通过无线连接；所述浮标模块包括电连接的副电源装置、开关装置、信号发送接收器、信号灯；所述主舱模块包括内置相互电连接的电源装置、主控板、陀螺仪装置、摄像头装置、电机驱动控制器装置，所述主控板通过所述电缆与所述浮标模块通讯连接，所述电机驱动控制器装置与所述动力模块电连接。

进一步地，所述主舱模块还包括主舱上、下外壳以及橡胶垫，所述主舱上、下外壳之间通过所述橡胶垫配合螺钉气密连接。

更进一步地，所述主舱上外壳上设置有触水感应针，所述触水感应针与所述主控板电连接。

更进一步地，所述动力模块包括电机、螺旋桨、固定支架、桨叶罩，所述电机固定设置于所述固定支架上，所述桨叶罩呈上下开口的圆桶状，所述螺旋桨固定设置于所述电机的输出端且整体置于所述桨叶罩内。

更进一步地，所述桨叶罩外壁设置有卡槽，所述支架置于所述卡槽内并配合螺钉紧固。

更进一步地，所述动力模块数量为六个，其中四个为垂直放置，其圆心对角线相互垂直平分且相等，另外两个为水平设置于所述主舱模块的两侧。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本发明采用了半有缆方式控制，能够保证视频信号从水下摄像头采集传输视频给浮标，再通过无线电传输给地面；主舱模块采用流线型设计可以有效减少水下阻力。本发明适用于浅水区域，是流线型、半有缆式、模块化和适合水下检查作业的水下观察级机器人。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型水下部分的结构示意图；

图3是浮标模块的结构示意图；

图4是主舱模块的结构示意图；

图5是动力模块的半剖结构示意图。

其中，(1)主舱模块；(2)动力模块；(3)浮标模块；(5)泡沫板；(6)电缆防水接头模块；(7)铝合金支架；(101)浮标盖(102)浮标舱；(201)主舱上外壳；(202)橡胶垫；(203)主舱下外壳；(204)摄像头装置；(205)螺栓螺母连接件；(207)触水感应针；(301)桨叶罩；(302)调整环；(303)固定支架；(304)电机；(305)螺栓螺母连接件；(306)螺旋桨；(307)螺母。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参照图1、图2所示，本实用新型实施例的一种基于流线体的模块化半有缆式水下观察级机器人，呈流线体外形的主舱模块1、动力模块2、遥控显示模块和浮标模块3。

如图2、图4，主舱模块1包含主控板、电源装置、MEMS陀螺仪装置、摄像头装置204、电机驱动控制器装置、电缆防水接头6、橡胶垫202、主舱上下外壳201、203、触水感应针207、升压降压模块等。

主控板、MEMS陀螺仪装置、摄像头装置和电机驱动控制器装置由电源装置供电。

电缆通过螺帽螺纹旋紧内置橡胶套防水并与浮标通信；主舱上下外壳通过螺栓螺母连接件205固定挤压橡胶垫防水。

MEMS陀螺仪装置及其他传感器通过反馈位置信息给主控板实现机器人的姿态、位置、速度、加速度调节；触水感应针相配合有由三极管或者继电器构成的电路，四路继电器同时连接充电口和电池，通过短路感应器控制充电口的通断，即一下水(触水感应针两端短路)，充电口自动断开，以免电池充电口在水中短路，从而实现机器人触水感应的功能；主舱上下外壳具有仿海豚外形的特征。

如图5所示，动力模块2包含电机304、螺旋桨306、固定支架303、桨叶罩 301、调节环302、电机外壳等。铝合金支架固定在桨叶罩外壳的卡槽里，再通过3个螺母连接件穿过铝合金支架螺纹孔和卡槽上的螺纹孔，将铝合金支架与桨叶罩固定在一起。

优选的是，螺旋桨通过螺母固定在电机输出轴上，键与槽的配合限制了螺旋桨绕电机轴旋转的自由度。

电机通过螺栓与电机底座安装孔的螺纹配合将电机固定在固定支架上；固定支架、调节环、电机外壳通过三个螺栓与螺母固定；调整环设计的目的是为了调整电机在电机壳中位置，可适当改变其厚度。

如图3，浮标模块包含副电源装置、开关装置、信号发送器、信号接收器、浮标外壳、泡沫板。副电源装置给信号发送器、信号接收器；信号发送器与信号接收器固定在浮标外壳上；浮标外壳放置在一个密度远小于水的物体保证不与水接触且保持姿态稳定，为了节约成本，材料可采用泡沫板等。

遥控显示模块由一块手持显示器、无线电遥控器及所需信号线组成。手持显示器应适合操作员操作并满足视频信息所能达到的分别率；操作员通过操作无线电遥控器发出无线电信号给浮标模块。

本实用新型实施例的动力模块与主舱模块通过螺栓螺母固定在铝合金支架上组成机器人的水下部分模型；主舱模块通过电缆与浮标模块相连，实现机器人视频与控制信号在主舱部分与浮标部分之间的传输。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，其特征在于，包括呈流线体外形的主舱模块、动力模块、遥控显示模块和浮标模块，所述动力模块通过支架设置于所述主舱模块侧边，所述主舱模块上设置有电缆防水接头，所述浮标模块通过电缆与所述电缆防水接头连接，所述遥控显示模块和浮标模块通过无线连接；所述浮标模块包括电连接的副电源装置、开关装置、信号发送接收器、信号灯；所述主舱模块包括内置相互电连接的电源装置、主控板、陀螺仪装置、摄像头装置、电机驱动控制器装置，所述主控板通过所述电缆与所述浮标模块通讯连接，所述电机驱动控制器装置与所述动力模块电连接。

2.根据权利要求1所述的基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，其特征在于，所述主舱模块还包括主舱上、下外壳以及橡胶垫，所述主舱上、下外壳之间通过所述橡胶垫配合螺钉气密连接。

3.根据权利要求2所述的基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，其特征在于，所述主舱上外壳上设置有触水感应针，所述触水感应针与所述主控板电连接。

4.根据权利要求1所述的基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，其特征在于，所述动力模块包括电机、螺旋桨、固定支架、桨叶罩，所述电机固定设置于所述固定支架上，所述桨叶罩呈上下开口的圆桶状，所述螺旋桨固定设置于所述电机的输出端且整体置于所述桨叶罩内。

5.根据权利要求4所述的基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，其特征在于，所述桨叶罩外壁设置有卡槽，所述支架置于所述卡槽内并配合螺钉紧固。

6.根据权利要求1－5任一项所述的基于流线体的半有缆式水下观察级机器人，其特征在于，所述动力模块数量为六个，其中四个为垂直放置，其圆心对角线相互垂直平分且相等，另外两个为水平设置于所述主舱模块的两侧。