CN212559800U - 一种智能水下机器人自平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能水下机器人自平衡装置。采用的技术方案是：包括压缩气罐，进气管，竖直涵式推进器，机器人机架，进排气管，电池仓，水平涵道式推进器，控制模块，三通管，排气端常闭电磁阀，排气管，进气端常闭电磁阀，横向涵道式推进器，自净化多级储水式浮力舱，活性炭过滤板水位传感器，单级储水式浮力舱，紫外线灭菌灯。本实用新型在自净化多级储水式浮力箱中设置紫外线和过滤板净化水质，防止藻类生长减少浮力箱的容积以及砂石堵塞进排气管，还设置多个单级储水式浮力舱，实现水中的平衡调整，运动调整，另外设置涵道式推进器和三角形及低重心结构提升稳定性。

Description

一种智能水下机器人自平衡装置

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种智能水下机器人自平衡装置。

背景技术

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。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水体开发利用的重要工具。无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，针对近几年智能机器人领域与无缆水下机器人的融合，新型智能水下机器人需要更为稳定的平衡系统提高作业精度，方便机器人能够快速识别和分析环境，自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。但是多数现有的水下机器人在平衡系统的设计上具有结构复杂，维修维护成本高，价格不菲并需要占用水下机器人更多储备能源等问题，造成难以民用化普及的现状，现在大量浅水地区的生产者仍旧依靠人力对水体和生产作业区进行监护和管理，大大增加了生产周期，提高生产成本，另外现有的水下机器人浮力水箱直接与外环境水相同，外环境水中的泥沙，细小碎片，动植物残骸等不仅容易堵塞损坏浮力装置和内部管路，并且长时间使用容易在浮力箱中积攒大量泥沙藻类生物造成进一步的管路堵塞，浮力箱容积变小，还需要花费大量时间和人力成本进行内部清洗。

实用新型内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种智能水下机器人自平衡装置，采用的技术方案是，包括压缩气罐，进气管，竖直涵式推进器，机器人机架，进排气管，电池仓，水平涵道式推进器，控制模块，三通管，排气端常闭电磁阀，排气管，进气端常闭电磁开关，进气管，横向涵道式推进器，所述机器人机架顶部安装所述压缩气罐，所述压缩气罐下方安装所述横向涵道式推进器并受所述控制器控制，所述机器人机架底部左右两边安装所述水平涵道式推进器并受所述控制器控制，所述水平涵道式推进器下方安装所述电池仓，所述压缩气罐和所述电池仓构成等腰三角形的空间结构，所述机器人机架底部中间位置安装所述竖直涵式推进器并受所述控制器控制，所述水平涵道式推进器和所述竖直涵道式推进器和所述横向涵道式推进器两两成空间垂直的位置关系，所述进气管连通所述压缩气罐与进气端常闭电磁开关，所述进气端常闭电磁开关旁安装所述排气端常闭电磁开关，所述进气端常闭电磁开关与所述排气端常闭电磁开关共同连接下方的所述三通管并与所述控制器共同位于机器人机架底面的中间，所述三通管与所述进排气管连接，还包括自净化多级储水式浮力舱，活性炭过滤板，水位传感器，单级储水式浮力舱，紫外线抑菌灯，所述自净化多级储水式浮力舱内部设置有6个单级储水式浮力舱，所述自净化多级储水式浮力舱侧面安装有所述活性炭过滤板，所述自净化多级储水式浮力舱顶部安装两个所述紫外线抑菌灯，所述单级储水式浮力舱底部设置有水位传感器，所述单级储水式浮力舱顶部固定连接有进排气管，所述进排气管贯穿所述自净化多级储水式浮力舱并与所述进排气管连接，所述多级储水式浮力舱安装在所述电池仓内侧。

进一步的，所述活性炭过滤板向内侧设置垂直且贯通的凹槽1601。

进一步的，所述单级储水式浮力舱上端开设进排气口，下端开设通水口。

进一步的，所述单级储水式浮力舱底部水位传感器距离通水口垂直距离5-10cm。

进一步的，所述两个紫外线抑菌灯相距60-180cm。

本实用新型的有益效果：本实用新型的姿态调整系统结构简单成本低，在自净化多级储水式浮力箱中设置多个单级浮力舱，只需要完成多个单级浮力舱进气排气动作，便可以实现上浮下潜前仰后仰，左右倾斜，简化机器人姿态调整的整个系统，并降低成本，也能够起到提供更大的视觉范围，躲避障碍，提高机动性，抵抗扰流，狭小空间运作的作用，另外设置的自平衡系统，保证机器人稳定性的同时降低了平衡系统的成本，节约机器人储备能源，提升机器人在水下可工作时间，电池仓与压缩气罐所构成的等腰三角形结构，使用低重心自稳定的力学结构，另外设置的涵道式推进器，大大降低了螺旋桨叶缠绕的发生率，同时能够提供更稳定的动力输出方向，给机器人提供更稳定而强劲的抵抗扰流的能力，另外设置的活性炭过滤版将水过滤后进入自净化多级储水式浮力舱内，紫外线抑菌灯进一步净化水质，紫外线的波长和高能量值以及其物理化学性能，能够使蛋白质变性，破坏藻类生物，真菌，原核细胞生物的DNA和RNA，从而起到消灭藻类、真菌、原核细胞生物的作用，保证自净化多级储水式浮力箱正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的自净化多级储水式浮力舱的放大结构示意图；

图中：1-压缩气罐，2-进气管Ⅰ，3-竖直涵式推进器，4-机器人机架，5-进排气管，6-电池仓，7-水平涵道式推进器，8-自净化多级储水式浮力舱，9-控制模块，10-三通管，11-排气端常闭电磁开关，12-排气管，13-进气端常闭电磁开关，15-横向涵道式推进器，16-活性炭过滤板，17-水位传感器，18-单级储水式浮力舱，1801-通水口，19-紫外线抑菌灯。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本实用新型所述的一种智能水下机器人自平衡装置，包括压缩气罐1，进气管2，竖直涵式推进器3，机器人机架4，进排气管5，电池仓6，水平涵道式推进器7，控制模块9，三通管10，排气端常闭电磁开关11，排气管12，进气端常闭电磁阀 13，横向涵道式推进器15，还包括自净化多级储水式浮力舱8，活性炭过滤板16水位传感器17，单级储水式浮力舱18，紫外线抑菌灯19，所述自净化多级储水式浮力舱8内部设置有6个单级储水式浮力舱18，所述自净化多级储水式浮力舱8侧面安装有所述活性炭过滤板16，所述自净化多级储水式浮力舱8顶部安装两个所述紫外线抑菌灯19，所述单级储水式浮力舱18底部设置有水位传感器17，所述单级储水式浮力舱18顶部固定连接有进排气管12，所述进排气管12贯穿所述自净化多级储水式浮力舱8并与进气管2和排气管12通过三通管10连接，所述进气管2与所述三通管10之间安装有进气端常闭电磁开关13，所述进气端常闭电磁开关13与所述控制模块9连接并接受其控制命令，所述排气管12与三通管10之间连接所述排气端常闭电磁开关11，所述排气端常闭电磁开关11与控制模块9连接并接受其控制命令，所述电池舱6安装在机器人机架4底部左右两侧，所述多级储水式浮力舱8安装在机器人机架4下方，所述机器人机架4左右两侧安装有水平涵道式推进器7并受控制模块9控制，所述机器人机架4前后竖直安装有竖直涵道式推进器3并受控制模块9 控制，所述机器人机架4上方安装有所述横向涵道式推进器15并受控制模块9控制，所述水平涵道式推进器7和竖直涵道式推进器6和横向涵道式推进器15两两成空间垂直的位置关系。

所述活性炭过滤板16向内一侧面设置垂直且贯通的凹槽1601。

所述单级储水式浮力舱18下端开设通水口1801，上端开设进排气口1802。

所述单级储水式浮力舱18底部水位传感器17距离通水口1801垂直距离6cm。

所述两个紫外线抑菌灯19相距60cm。

本实用新型的工作原理：机器人在水中实现下潜动作时，控制模块9控制所有排气端常闭电磁开关11打开，所有进气端常闭电磁开关13关闭，单级储水式浮力舱18内气体受自身浮力以及外界水压影响，通过进排气口1802，进排气管5，三通管10，排气端常闭式电磁开关11，排气管12排出舱体，同时单级储水式浮力舱18内部压力下降，自净化多级储水式浮力舱8内的水通过单级储水式浮力舱18下方通水口进入舱体，机器人整体排水量减小，实现下潜动作，机器人在水中实现上浮动作时，控制模块9控制所有进气端常闭电磁开关13打开，所有排气端常闭电磁开关11关闭，气体从压缩气罐1流出，经由进气管 2，进气端常闭电磁开关13，三通管10，进排气管5，进排气口1802进入单级储水式浮力舱18，此时舱内压力增大，水将从下方通水口1801排出单级储水式浮力舱18，此时机器人整体排水量增加，实现上浮动作，当单机储水式浮力舱18内的水位下降到水位传感器17所在的高度时，水位传感器17将信号反馈给控制模块9，控制模块9控制进气端常闭电磁开关13关闭，当到达预设定的除菌除藻时间时，控制模块9控制紫外线抑菌灯19打开照射自净化多级储水式浮力舱8，此时相连通的单级储水式浮力舱18和自净化多级储水式浮力舱8 内部的水充当紫外线灯光的良好导体，充分杀菌除藻，当机器人受到扰流时，控制模块9内部的传感器将扰流方向分解成XYZ单个方向上的分力，并通过控制模块9控制水平涵道式推进器7，竖直涵道式推进器3，横向涵道式推进器15启动，使用相应转速，产生抵消扰流所造成的空间位置改变量,自净化多级储水式浮力舱8靠内侧面安装的活性炭过滤板16将进入舱内的外环境水初步过滤，进一步的水质净化在当到达预设定的除菌除藻时间时，控制模块9控制紫外线抑菌灯19打开照射自净化多级储水式浮力舱8，此时相连通的单级储水式浮力舱18和自净化多级储水式浮力舱8内部的水充当紫外线灯光的良好导体，使得紫外线灯光充分照射自净化多级储水式浮力箱8和单级浮力舱18，充分杀菌除藻，消灭藻类、真菌、微生物的生长，防止影响水箱正常工作。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种智能水下机器人自平衡装置，包括压缩气罐(1)，进气管(2)，竖直涵式推进器(3)，机器人机架(4)，进排气管(5)，电池仓(6)，水平涵道式推进器(7)，控制模块(9)，三通管(10)，排气端常闭电磁开关(11)，排气管(12)，进气端常闭电磁开关(13)，横向涵道式推进器(15)，所述机器人机架(4)顶部安装所述压缩气罐(1)，所述压缩气罐(1)下方安装所述横向涵道式推进器(15)并受所述控制模块(9)控制，所述机器人机架(4)底部左右两边安装所述水平涵道式推进器(7)并受所述控制模块(9)控制，所述水平涵道式推进器(7)下方安装所述电池仓(6)，所述压缩气罐(1)和所述电池仓(6)构成等腰三角形的空间结构，所述机器人机架(4)底部中间位置安装所述竖直涵式推进器(3)并受所述控制模块(9)控制，所述水平涵道式推进器(7)和所述竖直涵道式推进器(3)和所述横向涵道式推进器(15)两两成空间垂直的位置关系，所述进气管(2)连通所述压缩气罐(1)与进气端常闭电磁开关(13)，所述进气端常闭电磁开关(13)旁安装所述排气端常闭电磁开关(11)，所述进气端常闭电磁开关(13)与所述排气端常闭电磁开关(11)共同连接下方的所述三通管(10)并与所述控制模块(9)共同位于机器人机架(4)底面的中间，所述三通管(10)与所述进排气管(5)连接，其特征在于：还包括自净化多级储水式浮力舱(8)，活性炭过滤板(16)水位传感器(17)，单级储水式浮力舱(18)，紫外线抑菌灯(19)，所述自净化多级储水式浮力舱(8)内部设置有6个单级储水式浮力舱(18)，所述自净化多级储水式浮力舱(8)侧面安装有所述活性炭过滤板(16)，所述自净化多级储水式浮力舱(8)顶部安装两个所述紫外线抑菌灯(19)，所述单级储水式浮力舱(18)底部设置有水位传感器(17)，所述单级储水式浮力舱(18)顶部固定连接有进排气管(12)，所述进排气管(12)贯穿所述自净化多级储水式浮力舱(8)并与所述进排气管(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能水下机器人自平衡装置，其特征在于：所述活性炭过滤板(16)向内一面设置有垂直并贯通的凹槽(1601)。

3.根据权利要求2所述的一种智能水下机器人自平衡装置，其特征在于：所述单级储水式浮力舱(18)下端开设通水口(1801)，上端开设进排气口(1802)。

4.根据权利要求3所述的一种智能水下机器人自平衡装置，其特征在于：所述单级储水式浮力舱(18)底部水位传感器(17)距离通水口(1801)垂直距离5-10cm。

5.根据权利要求2所述的一种智能水下机器人自平衡装置，其特征在于：所述两个紫外线抑菌灯(19)相距60-180cm。

Images