[发明专利]一种喷水推进式水下球形重载机器人

说明书

本发明公开了一种喷水推进式水下球形重载机器人，球形壳体通过中部水平密封挡板分隔为上动力舱和下工作舱，上动力舱中安装有喷水推进系统，该系统包括安装在水平密封挡板上的电动机、高压水泵和喷嘴，喷嘴均布于水平密封挡板边部四角处且喷口密封伸出球形壳体外部，电动机驱动控制高压水泵吸取外部海水并通过喷嘴喷射，通过控制不同方位喷嘴组合喷水推进，水下球形重载机器人航向和航速可调，下工作舱中设有观测舱和压载水舱，其中，观测舱用于观测海底环境，并通过无线电传播至海上控制台。本发明采用容积式液压泵驱动中高压喷水推进，极大地提高了水下机器人作业的承载能力，而且通过喷嘴的矢量化推进提高了水下机器人的机动性能。

技术领域

本发明属于水下航行器技术领域，具体涉及一种喷水推进式水下球形重载机器人。

背景技术

地球海水资源丰富，海底资源更是数不胜数。为了大力开发海洋资源，世界各国都投入了大量精力致力于深海水下机器人的研究。传统水下机器人的推进器采用螺旋桨推进，通过叶片的转动产生主推进力使机器人前进，其在变换姿态时，水下机器人四周的船舵摇摆，达到转向的目的。但是在实际运用时并不是很灵活，而且船舵变向需要机器人航行一个大弯角才能完成转向动作，而且在深海作业时受驱动能力所限无法实现重载操作作业；一些起到特殊作用的水下机器人在工作时，例如用于武装的水下机器人，螺旋桨旋转所产生的巨大噪声还会暴露机器人的位置，降低隐蔽性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种喷水推进式水下球形重载机器人，该机器人基于水液压传动原理，采用容积式液压泵驱动中高压喷水推进，极大地提高了水下机器人作业的承载能力，而且通过喷嘴的矢量化推进提高了水下机器人的机动性能。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种喷水推进式水下球形重载机器人，包括球形壳体，球形壳体通过中部水平密封挡板分隔为上动力舱和下工作舱，上动力舱中安装有喷水推进系统，喷水推进系统包括安装在水平密封挡板上的电动机、高压水泵和喷嘴，喷嘴均布于水平密封挡板的边部四角处且喷口密封伸出球形壳体外部，电动机驱动控制高压水泵吸取外部海水并通过喷嘴喷射，通过控制不同方位的喷嘴组合喷水推进，水下球形重载机器人航向和航速可调，下工作舱中设有观测舱和压载水舱，其中，观测舱用于观测海底环境，并通过无线电传播至海上控制台。

进一步地，所述球形壳体包括上半球壳和下半球壳，所述上半球壳的下部外围设置有上凸台，所述下半球壳的上部外围设置有下凸台，所述上凸台和下凸台上对应均布有纵向螺栓孔，所述上半球壳和下半球壳通过螺栓配合纵向螺栓孔锁紧固定。

进一步地，所述上凸台内侧开设有一圈直径为7～9mm的上密封槽，所述下凸台内侧开设有一圈直径为7～9mm的下密封槽，所述上半球壳和下半球壳通过八个螺栓配合对应数量纵向螺栓孔锁紧固定，并通过上、下密封槽中安装密封圈而密封连接，防止海水渗入球形壳体内部。

进一步地，为了改善球形重载机器人零部件的加工工艺和喷嘴的装配工艺，便于拆装使用，所述上凸台和下凸台上对应开设有四个横截面为扇形的锪平开口，四个锪平开口呈十字交叉分布于上凸台或下凸台上，所述喷嘴密封设置于上半球壳锪平开口处，且喷嘴前端位于上下凸台外部。

进一步地，所述电动机驱动连接高压水泵，所述高压水泵的进水口通过进水管焊接于球形壳体的下部，并连通外部海水，所述高压水泵的出水口通过分流装置分别连接溢流阀和数字控制分流阀，所述溢流阀的出口接入进水管或通过管路连通球形壳体外部，且该管路与球形壳体之间密封连接，所述数字控制分流阀为两个，每个数字控制分流阀的两个出口通过管路连接两个二位二通电磁换向阀，所述二位二通电磁换向阀接通喷嘴。