[发明专利]一种利用波浪能驱动的大洋探测机器人

说明书

技术领域

本发明是关于波浪滑翔机领域，特别涉及一种利用波浪能驱动的大洋探测机器人。

背景技术

波浪滑翔机是一种通过利用浮体随波浪上下浮动，带动下层动力装置上倾斜的机翼片上下移动，通过水流与机翼片的相互作用，将水流的冲击力转换为水平方向的推动力从而实现无能耗自主航行的新型浅海推进平台。广泛应用于海洋水质检测，浅层资源勘探，海洋气象监测等领域。

现有的波浪滑翔机结构由上部船体、下部机械驱动装置与柔性缆索构成。通过波浪使船体上下浮动，所产生的拉力沿柔性缆索传递至下部机械驱动装置从而产生动力。由于波浪运动的随机性，经过船体、缆索后，波浪能效率大大降低。因此波浪滑翔机运动速度受到极大限制。为了提高波浪滑翔机运动速度，可将船体结构设计成阻力小的流线型结构，但这种这种结构的加工成本高昂，现阶段不适合大规模推广运用。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用波浪能驱动，能用于海洋探测的机器人。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种利用波浪能驱动的大洋探测机器人，包括机械动力部分和探测装置部分，所述机械动力部分包括浮子基体、舵片、翼片、柔性缆索、重块、机器人机架、蓄电池、单片机、舵机；

所述浮子基体是内部为空腔结构的浮子基体，蓄电池、单片机、舵机分别(通过紧固螺钉)固定在内部空腔中，且单片机至少设有一台；蓄电池通过电线分别与单片机、舵机相连，用于向单片机、舵机供电；浮子基体的外部固定有圆环形结构，圆环形结构上设有圆柱形开孔；

浮子基体的下方刚性连接有连接轴和机器人机架；所述舵片安装在连接轴的一端上，连接轴的另一端与舵机固接，即舵片通过连接轴与舵机相连，通过单片机控制舵机进而控制舵片的轴向转动；所述机器人机架上开有圆柱形通孔，所述翼片通过圆柱形通孔安装在机器人机架上；所述重块通过柔性缆索连接在机器人机架的下方，用于降低大洋探测机器人整个的重心，以及使机器人机架保持竖直状态；

所述探测装置部分采用浮子载体实现，浮子载体是内部为空腔结构的浮子载体，浮子载体通过柔性缆索连接在连接钢环上，连接钢环扣在浮子基体的圆柱形开孔中，进而实现浮子载体与浮子基体的连接；浮子载体上固定有太阳能电池板，浮子载体的内部空腔中分别固定有PH传感器、温度传感器、GPS模块、无线通信模块；

所述太阳能电池板通过密封在柔性缆索和连接钢环内的电线，与浮子基体内部的蓄电池连接，用于向蓄电池供电；所述PH传感器、温度传感器、GPS模块、无线通信模块分别通过密封在柔性缆索和连接钢环内的电线，与浮子基体内部的蓄电池、对应的单片机连接，蓄电池用于为PH传感器、温度传感器、GPS模块、无线通信模块提供电能，单片机用于收集存放PH传感器、温度传感器、GPS模块、无线通信模块传回的数据信息。

在本发明中，所述浮子基体是采用两个半球拼合成的圆球状浮子基体，且两个半球之间设有用于密封的O型密封圈，并利用外部的圆环形结构压紧两个半球的连接处实现拼合。

在本发明中，所述浮子基体下方的连接轴和机器人机架，连接轴设置在机器人机架的正后方向上。

在本发明中，所述重块的内部、浮子载体的内部都能用于装设拓展性实验仪器，重块的下部还能用于挂载拓展性实验仪器；

所述拓展性实验仪器包括CTD(海洋温度盐度深度探测传感器)、叶绿素传感器、ADCP(声学多普勒流速剖面仪)，拓展性实验仪器通过电线，与浮子基体内部的蓄电池和对应的单片机连接，蓄电池用于为拓展性实验仪器提供电能，单片机用于收集存放拓展性实验仪器传回的数据信息。

在本发明中，所述柔性缆索与浮子载体的连接处、柔性缆索与机器人机架的连接处、柔性缆索与重块的连接处，都采用铰链形式连接。

在本发明中，所述大洋探测机器人中的所有电线，与大洋机器人相应装置的连接处，都设有密封圈密封，并使用密封胶从内部封闭。

在本发明中，所述翼片的一侧中部设有一个缺口，缺口的底部设有橡胶护套，缺口的开口处设有翼片圆轴。

在本发明中，所述机器人机架上等间距开有六个圆柱形通孔，所述翼片设有六片，六片翼片分别通过翼片圆轴等间距连接在机器人机架上的六个圆柱形通孔内，实现六片翼片在机器人机架上的竖向排列。