CN210653597U - 一种机械平衡自稳水下机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械平衡自稳水下机器人，包括动力系统部分、密封结构部分、支架结构部分和通讯浮漂部分，密封结构部分位于支架结构部分前端，动力系统部分为左右对称结构，且排布在支架结构部分的左右两侧，通讯浮漂部分通过线缆与支架结构部分、密封结构部分内电路电连接；动力系统部分包括水平悬挂推进器组和设置在支架结构部分支架内的沉浮控制唧筒，密封结构部分包括密封法兰、密封端盖、O型圈、克力桶和亚克力半球罩，通讯浮漂部分包括浮筒和通讯天线，支架结构部分包括内部支架、外部支架、侧翼和配重支架。本实用新型具有较强的自稳性，从而实现姿态调整、前进、后退、转弯、沉浮的运动功能。

Description

一种机械平衡自稳水下机器人

技术领域

本实用新型涉及水下机器人技术领域，具体说是一种机械平衡自稳水下机器人。

背景技术

随着近代社会对于海洋探索需求的不断增加，水下机器人作为一种重要的探索工具不断在市场出现和更新迭代。由于水下工作环境复杂，目前水下机器人的运动是通过推进器和陀螺仪来实现水下机器人的运动控制，使得水下机器人在水下能够稳定的行进，但是这种方法实现成本较高，且需要大量的运算方法实现，具有较高的技术难度。所以研发一种能够在水下稳定行进并实现技术难度较低，成本相对可控的水下机器人成为必须。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种机械平衡自稳水下机器人。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种机械平衡自稳水下机器人，包括动力系统部分、密封结构部分、支架结构部分和通讯浮漂部分，密封结构部分位于支架结构部分前端，动力系统部分为左右对称结构，且排布在支架结构部分的左右两侧，通讯浮漂部分通过线缆与支架结构部分、密封结构部分内电路电连接；

进一步地，动力系统部分包括水平悬挂推进器组和设置在支架结构部分支架内的沉浮控制唧筒，水平悬挂推进器组分为左侧水平悬挂推进器组和右侧水平悬挂推进器组，且左侧水平悬挂推进器组和右侧水平悬挂推进器组以水下机器人的中轴线对称设置于水下机器人的机身的两侧，沉浮控制唧筒设置在支架结构部分的支架内，并用水管连接外界，通过排出和抽进压载水的方式控制水下机器人的沉浮运动；

进一步地，密封结构部分包括密封法兰、密封端盖、O型圈、克力桶和亚克力半球罩，O型圈套在密封法兰和密封端盖上，密封端盖紧压扣在克力桶的其中一端端面上，克力桶的另一端端面则通过另外的密封端盖和O型圈固定有亚克力半球罩；

进一步地，通讯浮漂部分包括浮筒和通讯天线，浮筒两端具有相同结构的密封法兰、密封端盖实现密封，浮筒其中一端的密封端盖设置有伸出外部的通讯天线，浮筒另一端的密封端盖通过线缆与支架结构部分、密封结构部分内电路电连接；

进一步地，支架结构部分包括内部支架、外部支架、侧翼和配重支架，内部支架为圆筒形且位于克力桶内，外部支架为拱形板结构，上下外部支架的两端通过贯穿两侧侧翼的螺栓螺母固定连接，形成对克力桶的扎紧，并套在克力桶外侧壁上，电池、主控板和沉浮控制唧筒固定在内部支架内，摄像头位于亚克力半球罩内，左右水平悬挂推进器组固定在底部的外部支架两侧，配重支架位于克力桶下表面，并与底部的外部支架固定连接，配重块固定于配重支架上。

通过以上设置，本实用新型通过在水下机器人的机身两侧设置水平悬挂推进器组，并且在机身的内部设置沉浮控制唧筒，在水下机器人下方设置配重支架，使得整体机器人重心降低，具有较强的自稳性，从而实现姿态调整、前进、后退、转弯、沉浮的运动功能。

附图说明

现结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的顶部立体示意图。

图3为本实用新型的底部立体示意图。

图4为本实用新型内部支架的立体结构示意图。

图5为本实用新型通讯浮漂示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，一种机械平衡自稳水下机器人，包括动力系统部分1、密封结构部分2、支架结构部分3和通讯浮漂部分4；

动力系统部分1包括如图3所示能够控制水平运动的水平悬挂推进器组5和如图4所示设置于内部支架上的沉浮控制唧筒6，水平悬挂推进器组5负责水平方向自由度的控制，水平悬挂推进器组5为防水电机驱动螺旋桨组成，是目前常用的水下机器人结构，水平悬挂推进器组5包括左侧水平悬挂推进器组和右侧水平悬挂推进器组，其中，左侧水平悬挂推进器组和右侧水平悬挂推进器组以水下机器人的中轴线对称设置于水下机器人的机身的两侧；

沉浮控制唧筒6负责上下方向自由度的控制，沉浮控制唧筒6内置于机器人架体（即支架结构部分3）内部，并用水管连接外界，通过排出和抽进压载水的方式控制水下机器人的沉浮运动；

例如，当水平悬挂推进器组5功率相同运行时，水下机器人能够实现直线前进，后退；当两侧水平推进器组5功率不同时能够实现水下机器人的转向动作；与此同时水下机器人沉浮控制唧筒6排水时，水下机器人浮力增大，能够实现上浮运动；沉浮控制唧筒6抽水时，水下机器人浮力变小，能够实现下潜运动；

如图4所示的密封结构部分2，包括密封法兰7、密封端盖8、O型圈9、亚克力桶10和亚克力半球罩11，其中，将O型圈8均匀涂抹密封硅脂后固定于密封法兰上7和密封端盖8上，侧面通过密封法兰7和亚克力桶10的侧面压力挤压O型圈8，实现水下机器人尾部密封，通过密封端盖8和亚克力半球罩11固定于端面上，通过和密封法兰7的端面压力挤压O型圈8，实现水下机器人前端密封；

水下机器人密封端盖8上设置有能够连接的水下开关、充电口、防水连接器等均具有防水设计，且通过线缆和通讯浮漂部分4进行连接通讯；

如图5所示，通讯浮漂部分4具有相同结构的密封法兰7和密封端盖8结构实现密封，中部设置通讯天线12能够和外界通讯，在浮漂4下部通过线缆和水下机器人连接，工作时浮漂一直处于漂浮状态，可以能够和岸基上的通讯设备进行通讯，实现水下机器人的控制；

支架结构部分3包括如图4所示内部支架13、如图2所示外部支架14、侧翼15以及如图3所示配重支架16；其中电池17、主控板18、摄像头19、沉浮控制唧筒6固定在内部支架13上，内部支架放置于密封的水下机器人内舱，保证电子元件的防水性，实现正常运行，摄像头19位于水下机器人前端的亚克力半球罩11内；

配重支架16、侧翼15和水平推进器组5固定在外部支架14上，配重块固定于配重支架16上可以灵活调整数量和位置，并固定于水下机器人下方，使得水下机器人重心下移，能够具有较强的自稳定性，在水下能够自如的行进运动。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种机械平衡自稳水下机器人，其特征在于：包括动力系统部分（1）、密封结构部分（2）、支架结构部分（3）和通讯浮漂部分（4），密封结构部分（2）位于支架结构部分（3）前端，动力系统部分（1）为左右对称结构，且排布在支架结构部分（3）的左右两侧，通讯浮漂部分（4）通过线缆与支架结构部分（3）、密封结构部分（2）内电路电连接。

2.如权利要求1所述的一种机械平衡自稳水下机器人，其特征在于：动力系统部分（1）包括水平悬挂推进器组（5）和设置在支架结构部分（3）支架内的沉浮控制唧筒（6），水平悬挂推进器组（5）分为左侧水平悬挂推进器组和右侧水平悬挂推进器组，且左侧水平悬挂推进器组和右侧水平悬挂推进器组以水下机器人的中轴线对称设置于水下机器人的机身的两侧，沉浮控制唧筒（6）设置在支架结构部分（3）的支架内，并用水管连接外界，通过排出和抽进压载水的方式控制水下机器人的沉浮运动。

3.如权利要求1所述的一种机械平衡自稳水下机器人，其特征在于：密封结构部分（2）包括密封法兰（7）、密封端盖（8）、O型圈（9）、克力桶（10）和亚克力半球罩（11），O型圈（9）套在密封法兰（7）和密封端盖（8）上，密封端盖（8）通过密封法兰（7）紧压扣拧在克力桶（10）的其中一端端面上，克力桶（10）的另一端端面则通过另外的密封端盖（8）和O型圈（9）固定有亚克力半球罩（11）。

4.如权利要求1所述的一种机械平衡自稳水下机器人，其特征在于：通讯浮漂部分（4）包括浮筒和通讯天线（12），浮筒两端具有相同结构的密封法兰（7）、密封端盖（8）实现密封，浮筒其中一端的密封端盖（8）设置有伸出外部的通讯天线（12），浮筒另一端的密封端盖（8）通过线缆与支架结构部分（3）、密封结构部分（2）内电路电连接。

5.如权利要求1所述的一种机械平衡自稳水下机器人，其特征在于：支架结构部分（3）包括内部支架（13）、外部支架（14）、侧翼（15）和配重支架（16），内部支架（13）为圆筒形且位于克力桶（10）内，外部支架（14）为拱形板结构，上下外部支架（14）的两端通过贯穿两侧侧翼（15）的螺栓螺母固定连接，形成对克力桶（10）的扎紧，并套在克力桶（10）外侧壁上，电池（17）、主控板（18）和沉浮控制唧筒（6）固定在内部支架（13）内，摄像头（19）位于亚克力半球罩（11）内，左右水平悬挂推进器组（5）固定在底部的外部支架（14）两侧，配重支架（16）位于克力桶（10）下表面，并与底部的外部支架（14）固定连接，配重块固定于配重支架（16）上。

6.如权利要求1所述的一种机械平衡自稳水下机器人，其特征在于：克力桶（10）的密封端盖（8）上设置有水下开关、充电口、防水连接器。

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