[发明专利]一种水下探测机器人

说明书

本发明公开了一种水下探测机器人，包括整体框架模块、摄像头模块、潜浮模块、驱动模块和方向调整模块、电池模块。本发明采用仿潜艇式的活塞水桶抽排水进行潜浮，相比于市面上许多利用螺旋桨维持下潜状态的机器人更加节能，大大提高续航能力。使用两侧螺旋桨差速进行转弯，且螺旋桨通过转接机构与舵机相连可360°自由调节螺旋桨角度，可使机器人进行俯仰、偏航等多种动作。设计采用的磁导通式开关，使用常开型干簧管，结构简单，密封性更好。设计在外壳与干仓之间留有多段预留空间，当机器人加装其他传感器设备，总重量增加时可在空隙处加装浮力材料增加机器人浮力。

技术领域

本发明涉及水下运动、探测、科研领域，具体为一种水下遥控机器人。

背景技术

海洋占据地球面积的70％，而人类对海洋的探索还微不足道，大海中有着数不胜数的资源、物种以及人类还从未涉足的领域。要想走进深蓝，就要从浅水、淡水，从水库、湖泊、河流开始。除了对水下领域的探索，在水中的打捞、搜救以及对船舶和水下仪器设备的清理维护也是危机四伏，稍不注意就会造成重大的生命财产损失，而且传统的人工工作效率也不是很高，经济成本也大。

随着时代的发展，机器人的应用越来越广，水下机器人在水中的工作任务也层出不穷，与此同时人们对安全和质量的要求也越来越高，所以一种能够代替人类在位置水域中进行运动搜索的机器人应运而生。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种水下探测机器人，意在解决人类对位置水域以及危险水域的探索问题，同时满足不同水下环境的探测。

本发明采用的技术方案如下：

一种水下探测机器人，包括整体框架模块、摄像头模块、潜浮模块、驱动模块和方向调整模块、电池模块。其中，整体框架模块由两根m5螺纹杆穿过干仓，两端由螺母固定，干舱内的电器元件及潜浮模块均固定在螺纹杆上，摄像头模块分为拍摄部分以及传输部分，拍摄部分主要包括摄像头以及照明灯环，该部分均固定在前支撑上，前支撑中间有一块3d打印的圆形盖板，盖板中心留有摄像头孔，摄像头由螺丝固定在圆孔中，盖板一周粘有LED灯环；传输部分主要包括树莓派和电力载波模块，摄像头拍摄的画面以及视频传回给树莓派，再经过电力载波模块传回操作者。潜浮模块是机器人潜浮动力的主要来源，该部分由两块法兰片悬挂于螺纹杆上。驱动模块为机器人主要去动力来源，螺旋桨桨叶通过螺旋桨轴、联轴器与干舱内的电机相连，整体由螺丝固定于后支撑盖板上。方向调整模块是机器人调整航向的动力来源，通过轴承套筒与干舱内的舵机相连，外圈套筒最外侧有螺丝固定在干仓外部，内部旋转轴尾部安装螺旋桨。电力模块包括锂电池及电池充电电路，锂电池由电池夹片悬挂在螺纹杆上。整体框架为圆柱体结构，用于承载机器人主体部分，其内部为耐压干仓包含机器人内所有不可遇水的元器件；所述摄像头摸块固定在机器人头部，实时传回水下画面；所述潜浮模块为活塞式水桶，由电机带动齿轮转动，齿轮带动丝杠前后移动进行抽水和排水动作，改变机器人重力从而使机器人上浮或下潜；所述驱动模块包括螺旋桨叶片、传动机构、驱动电机与电机电调，尾部螺旋桨由连杆传动装置连接螺旋桨和驱动电机，电机为不防水结构不能与螺旋桨直接相连，整个驱动模块为机器人提供主要前进动力与制动动力；所述方向调整模块，为左右两侧两个独立电机驱动系统，分别包含防水电机、电调、螺旋桨叶片，在运动时利用左右电机差速进行转向，整体由连杆连接在耐压干仓内的舵机上，可进行360度旋转，在上浮下潜过程中可改变推理方向提升上浮下潜的速度；所述电池模块位于干仓前部以保持机器人整体平衡，电池模块是机器人的唯一能源。

进一步地，为减小机器人在水中的行驶阻力，采用鱼雷式、流线型外形设计。

进一步地，左推进器和右推进器均为矢量推进器，包括舵机、防水电机、电调、螺旋桨叶片组成，电机电调为一体式，都可防水，整体连接在舵机上，可进行360度旋转，改变推力方向，利用鹞式战斗机起降原理，改变左右推进器推力方向提升上浮下潜的速度，并利用左右差速进行转弯。