[发明专利]一种气控滑翔式水下机器人

说明书

一种气控滑翔式水下机器人，主要部件包括前、后姿态舱，弹性皮囊，高、低压舱，浮力舱，机电舱，鱼鳍，摆尾，水下摄像头，水下照明灯，螺旋桨等。该机器人结构简单、控制易于实现，机动性好，它以压缩空气作为动力源，通过高压气体排挤设备自带液体改变机器人在水下重力与浮力的占比以及质心与浮心的占比来实现上浮、下潜、定位和姿态调整等水下滑翔动作功能，具有很大的民用推广价值。

技术领域

本发明涉及一种气控滑翔式水下机器人，适用于机械领域。

背景技术

21世纪被称为海洋世纪，随着陆地资源愈发匮乏，人们越来越重视对海洋资源的开发与利用。由于海洋资源不利于人类直接去开采，因此近年来水下机器人技术迅速发展。目前，已有一些可以投人使用的水下机器人产品。但是，现有水下机器人大多采用外挂电涡轮机驱动，由于机器人工作环境在水下，要求水下电机的密封性要足够好，因此这种驱动方式使产品结构复杂、价格昂贵，很少用于一般民用水下生产领域，如百米至数百米浅深的海水养殖领域。

发明内容

本发明提出了一种气控滑翔式水下机器人，主要部件包括前、后姿态舱，弹性皮囊，高、低压舱，浮力舱，机电舱，鱼鳍，摆尾，水下摄像头，水下照明灯，螺旋桨等。

本发明所采用的技术方案是：

所述机器人主要部件包括前、后姿态舱，弹性皮囊，高、低压舱，浮力舱，机电舱，鱼鳍，摆尾，水下摄像头，水下照明灯，螺旋桨等，其中前、后姿态舱和浮力舱内配备有弹性皮囊，皮囊外部充入一定量的环境液体，机电舱内配备PLC、各种电磁阀、压力传感器等。各舱室之间采用螺栓连接，增减和拆装设备仪器都比较方便。

所述水下机器人控制系统包括下潜、巡游、姿态调整、上浮控制回路。

所述气控滑翔式水下机器人的控制系统主要包括姿态调整控制系统，上浮、下潜、定位、巡游控制系统。

本发明的有益效果是：该机器人结构简单、控制易于实现，机动性好，它以压缩空气作为动力源，通过高压气体排挤设备自带液体改变机器人在水下重力与浮力的占比以及质心与浮心的占比来实现上浮、下潜、定位和姿态调整等水下滑翔动作功能，具有很大的民用推广价值。

附图说明

图1是本发明的水下机器人外形结构简图。

图2是本发明的水下机器人气动系统原理图。

图3是本发明的姿态调整闭环控制系统原理图。

图4是本发明的气压控制系统的方框图。

图中：a.螺旋桨；b.水下摄像头；c.前姿态舱；d.高压舱；e.浮力舱；f.机电舱；g.低压舱；h.后姿态舱；i.摆尾；j.水下照明灯；k.鱼鳍；l.摆动缸；1.低压气瓶；2.补气泵；3.高压气瓶；4.过滤器；5、6、20电控开关阀；7、8.电控换向阀；9.摆动缸；10、11.电控排气开关阀；12.电控充排液开关阀；13、14.节流阀；15.浮力舱；16、19电控充液开关阀；17.前姿态舱；18.后姿态舱；21.高压气瓶；22.低压气瓶；23.比例方向阀；24.前姿态隔膜缸；25.后姿态隔膜缸；26.开关阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，水下机器人由于在水下运动，因此，其运动的阻力包括摩擦阻力和粘性压差阻力，由于摩擦阻力是雷诺数的函数，与湿表面积有关，粘性压差阻力与型体外形有关，所以水下机器人外形型体的设计，对减小摩擦阻力和粘性压差阻力及其重要。