CN214265606U - 针对竞赛的水下机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种针对竞赛的水下机器人，包括密封筒体、推进单元以及支撑单元；所述密封筒体包括球罩、筒身前端盖、筒身以及筒身后端盖，所述筒身前端盖和筒身后端盖分别密封连接在筒身的前、后端，所述球罩设置在筒身前端，球罩与筒身前端盖可拆卸安装连接，且球罩与筒身前端盖之间通过密封圈形成密封连接；在筒身外侧均衡分布有多个推进单元；在筒身底部设置有支撑单元。本实用新型结构紧凑，质量小，利于竞赛规则中的得分，而且其装配拆卸简单支持功能扩展。

Description

针对竞赛的水下机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人结构设计领域，特别涉及一种针对竞赛的水下机器人结构设计。

背景技术

众所周知，海洋总面积占据地球表面积的百分之七十，是石油天然气可燃冰等海底资源、金属矿藏和生物资源的重要开发基地。海洋不仅是目前最现实的，而且也是未来最具发展潜力的空间。因此，一个能够搭载各种设备的水下平台，必然是探索工作的前提。

在诸多水下设备分类之中，遥控式有缆无人平台是最为经济、高效、可靠的一种。它能够替代人实现水下环境勘探和开发作业，逐渐成为一个研究的技术热点。因此，国内国外均出现了大量的水下机器人竞赛项目。而现有的遥控式有缆无人平台，往往针对性不强，在竞赛中表现不佳。现有的遥控式有缆无人平台存在的缺陷，主要表现在：

1、结构过于冗余，影响尺寸与质量得分。

2、稳定性差，抓取目标物体时较为困难。

3、装配拆卸复杂，不利于竞赛时的调试维修。

4、不支持多功能组件，针对不同的竞赛需求，无法对功能进行扩展。

实用新型内容

针对现有技术存在的以上问题，本实用新型提出了一种针对竞赛的水下机器人，可以适应水下机器人的竞赛需求，具有结构紧凑、稳定性好、拆装方便、扩展性好、成本低、易加工制造等优点。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案如下：

针对竞赛的水下机器人，包括密封筒体、推进单元以及支撑单元；所述密封筒体包括球罩、筒身前端盖、筒身以及筒身后端盖，所述筒身前端盖和筒身后端盖分别密封连接在筒身的前、后端，所述球罩设置在筒身前端，球罩与筒身前端盖可拆卸安装连接，且球罩与筒身前端盖之间通过密封圈形成密封连接；在筒身外侧均衡分布有多个推进单元；在筒身底部设置有支撑单元。

作为本实用新型的进一步设计，在筒身外围设置有多根拉杆，各拉杆的前端安装连接在筒身前端盖上，各拉杆的后端安装连接在筒身后端盖上，多根拉杆将筒身前端盖、筒身以及筒身后端盖压紧连接在一起。

作为本实用新型的进一步设计，推进单元有四个，分别是分布在筒身前端左侧的第一推进单元、分布在筒身前端右侧的第二推进单元、分布在筒身后端左侧的第三推进单元以及分布在筒身后端右侧的第四推进单元。

作为本实用新型的进一步设计，第一推进单元和第二推进单元固定连接在第一抱箍上，第一抱箍固定在筒身前端外围的拉杆上；第三推进单元和第四推进单元固定连接在第二抱箍上，第二抱箍固定安装在筒身后端外围的拉杆上。

作为本实用新型的进一步设计，推进单元包括推进器板、第一推进器和第二推进器，第一推进器和第二推进器的安装角度不同进而推进方向不同，第一推进器和第二推进器分别安装在推进器板上，推进器板安装连接在对应的抱箍上。

作为本实用新型的进一步设计，本实用新型还包括机械臂，机械臂位于筒身下方，机械臂固定连接在第三抱箍上，第三抱箍固定安装在筒身外围的拉杆上。

作为本实用新型的进一步设计，本实用新型支撑单元安装连接在筒身外围的拉杆上，将筒身支撑在一定高度，使得机械臂与地面保持一定距离。

作为本实用新型的进一步设计，本实用新型所述支撑单元的底部安装在万向轮。

作为本实用新型的进一步设计，本实用新型所述拉杆上安装连接有重浮连接块。

作为本实用新型的进一步设计，位于筒身内的筒身后端盖的内壁作为水下机器人内部电子器件的安装平面，内部电子器件通过电路板与后端盖相连固定。

相对于现有技术，本实用新型能够获得以下技术效果：

本实用新型的筒身外围为各种功能器件提供了稳定可靠的支撑搭载点，还可以满足其他设计所需的功能模块的搭载，支持功能扩展。

本实用新型在筒身外侧均衡分布有多个推进单元，通过组合控制多个推进单元实现水下机器人不同方向、速度以及姿态的推进控制。

本实用新型可以适应水下机器人的竞赛需求，具有结构紧凑、稳定性好、拆装方便、扩展性好、成本低、易加工制造等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为一实施例的结构示意图。

图2为一实施例的结构示意图。

图3为一实施例的结构示意图。

图中标号：

1、球罩；2、筒身前端盖；3、筒身；4、筒身后端盖；5、拉杆；501、第一拉杆；502、第二拉杆；503、第三拉杆；504、第四拉杆；6、推进单元；601、第一推进单元；602、第二推进单元；603、第三推进单元；604、第四推进单元；605、推进器板；606、第一推进器；607、第二推进器；7、第一抱箍；8、第二抱箍；9、机械臂；10、第三抱箍；11、支撑单元；12、万向轮；13、重浮连接块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1、2和3，针对竞赛的水下机器人，包括密封筒体、推进单元、支撑单元、机械臂以及设置在密封筒体内的内部电子器件等。密封筒体能够起到保护内部电子器件的作用。

所述密封筒体包括球罩1、筒身前端盖2、筒身3以及筒身后端盖4，所述筒身前端盖2和筒身后端盖3分别密封连接在筒身2的前、后端，所述球罩1设置在筒身2的前端，球罩1与筒身前端盖2可拆卸安装连接，且球罩1与筒身前端盖2之间通过O型橡胶密封圈形成密封连接。通过筒身前端盖2上的螺栓，使球罩、筒身前端盖2之间相互挤压，使O型密封圈受压变形，达到防水的目的。筒身后端盖3余筒身之间同样通过O型橡胶密封圈形成密封连接。

球罩1为透明的亚克力球罩，使得位于球罩内的内置摄像头能够清楚准确成像。

在筒身3外围设置有多根拉杆5，分别为位于筒身上方左侧的第一拉杆501，位于筒身上方右侧的第二拉杆502，位于筒身下方左侧的第三拉杆 503和位于筒身下方右侧的第四拉杆504。各拉杆5的前端安装连接在筒身前端盖2上，各拉杆5的后端安装连接在筒身后端盖4上，多根拉杆5将筒身前端盖2、筒身3以及筒身后端盖4压紧连接在一起。在筒身前端盖2、筒身后端盖3上均设置有密封圈安装槽，分别用来安装O型橡胶密封圈。通过拉杆上的螺纹，使筒身前端盖2、筒身3和筒身后端盖4相互挤压，使O型橡胶密封圈受压变形，进一步达到防水的目的。拉杆的设置还能起到便于提握和吊装的作用。

拉杆还作为推进单元、机械臂、重浮连接块、支撑单元等安装支撑件，为推进单元、机械臂、重浮连接块、支撑单元等这些功能结构提供稳定可靠的安装支撑点，当然拉杆上能够加载的功能结构不限于以上所述，还可以满足其他设计所需的功能模块的搭载，支持功能扩展。

在筒身3外侧均衡分布有多个推进单元6，分别是分布在筒身3前端左侧的第一推进单元601、分布在筒身3前端右侧的第二推进单元602、分布在筒身3后端左侧的第三推进单元603以及分布在筒身3后端右侧的第四推进单元604。第一推进单元601和第二推进单元602固定连接在第一抱箍7上，第一抱箍7固定在筒身前端外围的拉杆5上；第三推进单元603和第四推进单604固定连接在第二抱箍8上，第二抱箍8固定安装在筒身后端外围的拉杆5上。

各推进单元的组成结构相同，均包括推进器板605、第一推进器606 和第二推进器607，第一推进器606和第二推进器607的安装角度不同进而推进方向不同，第一推进器606和第二推进器607分别安装在推进器板 605上，推进器板605安装连接在对应的抱箍上。推进器通过推进器板与抱箍相连接。各推进器单元其相对于筒身的位置可以非常方便的通过抱箍的两个定位螺母前后调节确定，便于调试。各抱箍两两相对，接合部通过定位螺母连接，可以在不打开筒身后端盖的情况下拆装，提高了维修性和装配速度，同时也保证了安装紧固。

在本实用新型的一实施例中，通过抱箍可以安装机械臂9，从而实现夹取等功能。机械臂9位于筒身下方，机械臂9固定连接在第三抱箍10上，第三抱箍10固定安装在筒身外围的拉杆5上。

在筒身3底部设置有支撑单元11，支撑单元11如支撑架。支撑单元 11安装连接在筒身3外围的拉杆5上，将筒身5支撑在一定高度，使得机械臂9与地面保持一定距离。所述支撑单元11的底部安装在万向轮12。由于竞赛场地通常较为平整，因此在贴地夹取时可以保证机器人姿态的相对稳定，同时在日常调试中，方便放置，避免机械臂直接触地。

在本实用新型的一实施例中，所述拉杆5上安装连接有重浮连接块13。具体地，可以在筒身3上端和下端均安装重浮连接块13，通过重浮连接块13可以绑定重块或浮块，其位置也可以轻松移动，从而调节机器人整体的质心与浮心，同时浮心高于质心约30mm，可以在机器人姿态偏转时提供恢复力矩，提高了稳定性。同时重浮连接块13可以用来扩展功能，比如安装激光标尺或外置摄像头。其模块的选择通过分析机器人的竞赛需求决定。整体结构由拉杆与螺母压紧，因此拆装非常方便，可以快速地取出电子仓或者更改任何一个零部件。整个外壳与市面上绝大多数产品相比，没有框架，可为水下机器人提供较大的机动优势。

在本实用新型的一实施例中，位于筒身内的筒身后端盖4的内壁作为水下机器人内部电子器件的安装平面，内部电子器件通过电路板与后端盖相连固定。筒身后端盖4安装有水密接插件，通过线缆向水下机器人供电与数据传输。进一步可以在筒身后端盖4设计挂钩，以分担水密接插件所承受的线缆拉力。

通过对水下机器人作上述结构设计，能够起到保护内部电子器件、支撑推进器、调节质心与浮心、搭载机械臂或激光标尺等多种作用。

在本实用新型一实施例中，水下机器人整体结构全长约500mm，宽约 355mm，高度约为300mm。筒身3为圆柱形筒身，采用亚克力材质，厚度 2mm，长度250mm，筒身前端盖2厚22mm，筒身后端盖4厚约13mm。使用M8的螺杆作为拉杆5，将筒身前端盖2、筒身3、筒身后端盖4三者压紧在一起。筒身前端盖2与球罩1通过M3螺栓固定在一起，压紧O型橡胶圈形成密封。球罩1为内置摄像头提供良好视野环境，便于观察。内部电子器件通过内板与筒身后端盖4相连固定。

综上所述，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.针对竞赛的水下机器人，其特征在于：包括密封筒体、推进单元以及支撑单元；所述密封筒体包括球罩、筒身前端盖、筒身以及筒身后端盖，所述筒身前端盖和筒身后端盖分别密封连接在筒身的前、后端，所述球罩设置在筒身前端，球罩与筒身前端盖可拆卸安装连接，且球罩与筒身前端盖之间通过密封圈形成密封连接；在筒身外侧均衡分布有多个推进单元；在筒身底部设置有支撑单元。

2.根据权利要求1所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：在筒身外围设置有多根拉杆，各拉杆的前端安装连接在筒身前端盖上，各拉杆的后端安装连接在筒身后端盖上，多根拉杆将筒身前端盖、筒身以及筒身后端盖压紧连接在一起。

3.根据权利要求2所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：推进单元有四个，分别是分布在筒身前端左侧的第一推进单元、分布在筒身前端右侧的第二推进单元、分布在筒身后端左侧的第三推进单元以及分布在筒身后端右侧的第四推进单元。

4.根据权利要求3所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：第一推进单元和第二推进单元固定连接在第一抱箍上，第一抱箍固定在筒身前端外围的拉杆上；第三推进单元和第四推进单元固定连接在第二抱箍上，第二抱箍固定安装在筒身后端外围的拉杆上。

5.根据权利要求4所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：推进单元包括推进器板、第一推进器和第二推进器，第一推进器和第二推进器的安装角度不同进而推进方向不同，第一推进器和第二推进器分别安装在推进器板上，推进器板安装连接在对应的抱箍上。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：还包括机械臂，机械臂位于筒身下方，机械臂固定连接在第三抱箍上，第三抱箍固定安装在筒身外围的拉杆上。

7.根据权利要求6所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：支撑单元安装连接在筒身外围的拉杆上，将筒身支撑在一定高度，使得机械臂与地面保持一定距离。

8.根据权利要求7所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：所述支撑单元的底部安装在万向轮。

9.根据权利要求6所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：所述拉杆上安装连接有重浮连接块。

10.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8或9所述的针对竞赛的水下机器人，其特征在于：位于筒身内的筒身后端盖的内壁作为水下机器人内部电子器件的安装平面，内部电子器件通过电路板与后端盖相连固定。

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