[发明专利]一种水下机器人用推进系统

说明书

技术领域

本发明属于水下机器人领域，具体地说是一种可转向式的水下机器人用推进系统。

背景技术

水下机器人是一种工作于水下的极限作业机器人，能够在水下执行特定任务的水下可移动装置，又称潜水器。一般的水下机器人在水中的运动具有3-6个自由度，为了实现水下机器人运动的可控性与灵活性，需要为水下机器人配备多个固定式推进器，或者多个固定式推进器与多个舵相配合，这样无疑会增加水下机器人系统的复杂性、体积、重量、成本等。

发明内容

为了解决固定式推进器存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可转向式的水下机器人用推进系统。该推进系统可用于实现水下机器人的多自由度运动。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括转向舱及安装在转向舱内的转向轴、传动机构、驱动机构、电子单元组件，其中驱动机构通过传动机构与转向轴连接、驱动转向轴转动，所述转向轴的两端由转向舱的两侧穿出、分别安装有推进器，两个推进器随所述转向轴同步转动；所述驱动机构及两个推进器分别与所述电子单元组件相连，由电子单元组件分别控制驱动机构及两个推进器，实现推进系统多个自由度。

其中：所述驱动机构包括转向电机及行星齿轮减速器，所述传动机构包括电机端齿轮及轴端齿轮，其中行星齿轮减速器安装在转向舱的转向舱壳上，一端与转向电机同轴相连，另一端连接有电机端齿轮，所述轴端齿轮安装在转向轴上、与所述电机端齿轮相啮合；所述电机端齿轮及轴端齿轮为等径的直齿圆柱齿轮；所述行星齿轮减速器的输出轴上套合有电机轴套，所述电机端齿轮套合在电机轴套、并通过长紧定螺钉轴向定位；所述轴端齿轮与转向轴键连接，并通过短紧定螺钉轴向定位；在转向舱壳上通过电位计固定件固接有旋转电位计，该旋转电位计的中心孔与所述电机轴套的轴端相套合；所述转向轴两端的两个推进器的轴线相平行；所述转向舱包括转向舱壳及安装在转向舱壳两端的左舱盖及右舱盖，其中左、右舱盖分别通过轴承与所述转向轴连接，两端的轴承外侧均设有安装在左、右舱盖上的透盖，所述透盖与轴承之间设有套在转向轴上的唇形密封圈；所述转向舱壳的外表面上设有至少三个水密接插件；所述电子单元组件通过固定螺栓固接在所述右舱盖上；所述转向舱内安装有与电子单元组件相连的深度计；所述电子单元组件包括主体框架、保护管、继电器、转向电机驱动器、推进器电机驱动器、电子罗盘、电源板、转接板及控制板，其中保护管安装在主体框架上，所述转向轴由保护管内穿过，继电器、转向电机驱动器、推进器电机驱动器、电子罗盘、电源板、转接板及控制板分别安装在保护管两端的周围；所述主体框架由四根连接杆连接左侧固定板及右侧固定板构成，所述保护管的两端分别插入左、右侧固定板的中心孔内，保护管的中心轴线与左、右侧固定板的中心轴线共线；所述继电器、转向电机驱动器及推进顺电机驱动器分别固定在左侧固定板的内表面上，所述右侧固定板内表面、位于保护管的上下两侧分别固接有电路板固定件，电源板、转接板及控制板分别安装在电路板固定件上，所述电子罗盘通过固定件固接在右侧固定板的内表面上。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明将两个相同的推进器垂直安装于同一根转向轴上，结构简单紧凑，两个推进器的转向具有严格的同步性；通过控制转向轴的转动以及分别控制两个推进器，可以实现任意方向的直线与回转运动，使推进系统具有多个自由度。

2.本发明的传动装置采用一对等径直齿圆柱齿轮传动，传动比准确，传动可靠。

3.本发明将两个推进器的驱动器以及转向电机的驱动器、控制板、电子罗盘、深度计都集成地安装于转向舱内，实现了很好的模块化设计。

4.本发明安装有电子罗盘和深度计，能实时反馈推进系统的姿态信息和深度信息；安装有旋转电位计，能实时反馈推进器的转角信息。

5.本发明成本低，外形尺寸小，重量轻，可控性强，功能齐全，易于安装在水下机器人上。

附图说明

图1为本发明转向舱的结构原理图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明电子单元组件的结构示意图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为本发明的使用状态图；