[实用新型]水下机器人动力推进系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水下机器人，尤其涉及一种多功能的水下机器人动力推进系统，属于机器人技术领域。

背景技术

长期以来，陆上自然资源被大量开采直至枯竭，而海洋中蕴藏着丰富的资源，是有待开发的宝藏。水下机器人具有安全、经济、高效等众多优点，能够代替潜水员在高深度和危险环境中完成高强度、大负荷的工作，是开发海洋资源的一种重要工具。有缆遥控水下机器人(ROV，Remotely Operated Vehicle)是探测和开发海洋的“先锋”，已经成为一种重要的水下作业装备，并广泛应用于内河堤坝检测、海洋工程结构物安装与维修、深海资源探测、海洋管线检修、水下搜救等领域。特别是以ROV与潜水员饱和潜水相结合的水下作业技术已成为海洋工程水下结构检测与清污技术的重要模式。

国内外现有的大多数水下机器人只有浮游能力或爬行能力，而既能够浮游也能够爬行的水下机器人较为少见。美国LBC水下机器人是一种可进行浮游和爬行的水下监测机器人，它用四驱小车爬行，使用涡流发生器来产生负压吸附力。但是该机器人动力驱动装置众多，需9个电机，供电系统额定功率大、能耗大，控制对象过多、复杂度高，电机利用率低，制造成本和加工难度较大。

专利CN201310214569.3提供了一种模态切换水下机器人的基本物理构造和控制方法，但并没有提供详细的控制系统。专利CN201310545280.X提供了一种浮游爬壁水下机器人基本结构，但没有涉及其控制方法且不具清污功能。专利CN201310273444.8提供了一种水下清污检测机器人，但其只能在水底爬行，不具浮游功能，清污功能实行起来不方便，且其清污刷一只暴露在体外，不具备模态切换功能，影响其行动能力。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种水下机器人动力推进系统，面向海洋工程水下结构检测与清污领域。尤其是具备模态切换与清污结构，在不降低水下机器人灵活度的情况下能够高效进行清污作业。清污作业通过水下传感器的配合、上位机数据处理和人为的干预使其能够在水下环境合适的情况下进行自动清污作业，减少操控人员的工作量。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种水下机器人动力推进系统，包括第一纵向推进器805、第二纵向推进器806、第一垂向推进器803、第二垂向推进器804，所述第一垂向推进器803、第二垂向推进器804首尾布置，所述第一纵向推进器805、第二纵向推进器806同转速时控制机器人进退，差速时控制机器人转艏运动；所述第一垂向推进器803、第二垂向推进器804同转速时控制机器人升沉及贴壁吸附，所述首尾布置的第一垂向推进器803、第二垂向推进器804差速时调整机器人的纵摇姿态。

本实用新型的一种水下机器人动力推进系统的设计方法，进行动力推进单元计算，将ROV看成粘性不可压缩牛顿流体，并建立以下连续方程和运动方程：

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