[实用新型]水下机器人以及水陆两栖机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体而言，涉及水下机器人以及水陆两栖机器人。

背景技术

目前，大多数机器人只能在单一环境下活动，例如陆地移动机器人由于没有水中推进结构或不具备防水能力，不能进行水下运动，而水下机器人大多数不具备或没有足够的陆地运动能力。受两栖类动物的启发，现在的两栖机器人的设计大多以两栖动物为生物原型。但是，国内外对于水陆两栖机器人的研究尚处于起步阶段，各种仿生机构虽然都已被设计研发出来，但是陆地和水下运动的稳定性和灵活性都不太理想，距离实际水下应用还有很大一段距离。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供水下机器人，能够稳定和灵活地实现机器人水下三维空间环境下的近似全向移动。

本实用新型的另一个目的在于提供水陆两栖机器人，能够满足水陆各种复杂环境的使用要求。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供的水下机器人，包括底盘和设置于底盘的水中推进系统，水中推进系统包括全向驱动机构和升降驱动机构，全向驱动机构包括防水舵机、外齿轮驱动圈、四个四分之一外齿轮分圈和四个螺旋桨，防水舵机驱动并控制外齿轮驱动圈转动，四个外齿轮分圈周向分布于外齿轮驱动圈的外侧且分别与外齿轮驱动圈啮合，四个螺旋桨周向分布于外齿轮驱动圈的外侧且分别设置于外齿轮分圈。

全向驱动机构在水平方向上，采用四个螺旋桨合力推动，通过控制各个螺旋桨的转速，可以实现机器人在本平面范围上的全方位移动。四个螺旋桨在周向方向上均分间隔设置，又有助于提高整体机器人的运行稳定性。防水舵机控制通过带动外齿轮驱动圈转动进而带动4个外齿轮分圈转动，四个外齿轮分圈又带动螺旋桨转向，实现机器人在水中平面的二维全向转动。

在垂直于水平面的运动方位上，机器人的升降驱动机构，在与水平方向上的运动结构配合就可实现机器人水下三维空间环境下的近似全向移动了。能够稳定和灵活地实现机器人水下三维空间环境下的近似全向移动。

可选地，全向驱动机构还包括四个安装组件，每个安装组件安装于一个外齿轮分圈，每个安装组件包括螺旋桨支撑板、螺旋桨支架和具有防水功能的螺旋桨电机，螺旋桨支撑板固定于外齿轮分圈，螺旋桨支架设置于螺旋桨支撑板，螺旋桨电机套设于螺旋桨支架，螺旋桨电机驱动螺旋桨转动。

可选地，全向驱动机构还包括四个铰接支撑件，铰接支撑件包括旋轴螺杆和设置于底盘的法兰式轴承，旋轴螺杆竖向穿设于法兰式轴承，螺旋桨支撑板的一端固定于外齿轮分圈，螺旋桨支撑板的中部与旋轴螺杆的顶端连接。

可选地，底盘的上方设置有封闭壳体，升降驱动机构包括设置于封闭壳体内的至少一个驱动组件、至少一个充排水组件，封闭壳体设置有至少一个充排水口，充排水组件包括活塞和缸筒，缸筒的两端开放设置，缸筒的一端滑动嵌设有活塞，缸筒的另一端与充排水口连通；驱动组件驱动活塞来回往复移动。

可选地，驱动组件包括安装支架、驱动电机、连杆和与活塞连接的活塞固定板，驱动电机通过安装支架设置于封闭壳体内，驱动电机的输出轴与连杆连接，连杆的外侧设置有螺母，螺母与活塞固定板连接。

可选地，充排水组件设置多个，其中四个充排水组件呈矩形分布组成一个充排水机构组，四个充排水组件的活塞的驱动端分别固定于活塞固定板，每个充排水机构组对应设置一个驱动组件，驱动组件设置于四个充排水组件之间，连杆穿过活塞固定板通过轴承座转动设置于封闭壳体内侧。

可选地，充排水机构组设置两个，两个充排水机构组并排设置，两个充排水机构组的缸筒的与封闭壳体连通的一端设置方向相反。

可选地，底盘设置有多个安装柱，封闭壳体固定于多个安装柱的顶端，多个安装柱分为内层支撑组和外层支撑组，内层支撑组和外层支撑组分别包括四个安装柱；内层支撑组均分间隔设置于外齿轮驱动圈的外侧，外层支撑组均分间隔设置于内层支撑组的外侧，外层支撑组中每个安装柱位于相邻的两个外齿轮分圈之间。

可选地，封闭壳体包括上盖和顶部开放设置的下壳，下壳的顶部边缘设置有密封凹槽，密封凹槽设置有密封圈，上盖固定密封下壳。

一种水陆两栖机器人，包括陆行系统和机器人，陆行系统包括四个均分间隔环形分布且能够摆动设置于底盘的全向轮。