一种推进器及水下机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种推进器及水下机器人。本发明专利技术推进器包括喷水机构、换向机构和基座，喷水机构的喷水管中部形成容纳螺旋桨的偏轴圆筒，偏轴圆筒轴线与喷水管轴线垂直，并与喷水管的内壁曲面相切，螺旋桨轴线与偏轴圆筒轴线共线，换向机构包括竖直驱动机构、水平旋转支架和水平驱动机构，水平旋转支架与水平驱动机构的驱动轴固定，水平驱动机构的驱动轴竖直设置；喷水机构的壳体与水平旋转支架通过水平的铰接轴铰接，竖直驱动机构的壳体固定在水平旋转支架上，竖直驱动机构的驱动轴与铰接轴固定；水平驱动机构的壳体固定在基座上。本发明专利技术水下机器人包括推进器。本发明专利技术通过调节喷水管的喷水方向，实现在水下快速前进、浮沉或转向，以及时调整航向。

A Propeller and Underwater Vehicle

The invention discloses a propeller and an underwater vehicle. The propeller of the present invention comprises a sprinkler mechanism, a reversing mechanism and a base. The middle part of the sprinkler pipe of the sprinkler mechanism forms an offset cylinder for propeller. The axis of the offset cylinder is perpendicular to the axis of the sprinkler pipe, and is tangent to the inner surface of the sprinkler pipe. The axis of the propeller is collinear with the axis of the offset cylinder. The reversing mechanism includes a vertical driving mechanism, a horizontal rotating support and a horizontal driving mechanism The rotating support is fixed with the driving shaft of the horizontal driving mechanism, and the driving shaft of the horizontal driving mechanism is vertically arranged; the shell of the water spraying mechanism is articulated with the horizontal rotating support through the horizontal articulated axis; the shell of the vertical driving mechanism is fixed on the horizontal rotating support; the driving shaft of the vertical driving mechanism is fixed with the articulated shaft; and the shell of the horizontal driving mechanism is fixed on the base. The underwater vehicle of the invention comprises a thruster. By adjusting the spray direction of the sprinkler pipe, the invention realizes fast underwater advance, float, sink or steer, and timely adjustment of the course.

【技术实现步骤摘要】
一种推进器及水下机器人
本专利技术涉及机械设备
，尤其涉及一种推进器及水下机器人。
技术介绍
随着全世界范围内海洋开发与探测的不断深入，水下机器人的应用越来越趋于日常化。球形水下机器人作为一类结构较为特殊的机器人，其操纵问题比一般常规的流线型机器人更具难度。推进器系统作为水下机器人的运动执行机构，如何高效、平稳地推进与操纵保证球形机器人在水下灵活、平稳工作是推进器设计与布置要解决的关键问题。如申请号为CN201410092786.4的专利文件公开的一种浅水探测水下球形机器人，该水下球形机器人包括一个抗压的密封球壳结构、四个辅助螺旋桨推进器、一个主螺旋桨推进器、一个内部控制装置、一个锥形底座、一个摄像头装置和一个密封条，四个辅助螺旋桨推进器固定安装在抗压的密封球壳结构外部，等距均匀分布于半球截面处；主螺旋桨推进器固定安装在抗压的密封球壳结构底部，安装轴线与辅助螺旋桨推进器安装轴线垂直，且经过球心。其主要通过各螺旋桨的相互协调作用，从而实现该机器人在水中的水平面和垂直面灵活地进行转向和保持航行运动，并且由于该机器人机构紧凑，体积小巧，进一步提高了该球形机器人的灵活性。虽然，该水下机器人设置了五个螺旋桨推进器，提高了其在水平面和垂直面的转向以及保持航行运动的能力，但是，该水下机器人仍然存在前进、浮沉和转向较慢的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供了一种推进器，该推进器能够灵活地在水下前进、浮沉和转向。本专利技术的目的之二在于提供一种水下机器人，该水下机器人能够及时地调整在水中的航向。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种推进器，包括喷水机构、换向机构以及基座，所述喷水机构包括螺旋桨以及喷水管，所述喷水管的中部形成用于容纳所述螺旋桨的偏轴圆筒，所述偏轴圆筒的轴线与所述喷水管的轴线相互垂直，并与所述喷水管的内壁曲面相切，所述螺旋桨的轴线与所述偏轴圆筒的轴线共线；所述换向机构包括竖直驱动机构、水平旋转支架以及水平驱动机构，所述水平旋转支架与水平驱动机构的驱动轴固定，水平驱动机构的驱动轴竖直设置；所述喷水机构的壳体与水平旋转支架通过水平设置的铰接轴铰接，所述竖直驱动机构的壳体固定在水平旋转支架上，竖直驱动机构的驱动轴与铰接轴固定；所述水平驱动机构的壳体固定在基座上。进一步地，所述喷水机构还包括第一防水盒以及固定在第一防水盒内的喷水电机，所述喷水电机用于驱动所述螺旋桨转动。进一步地，所述换向机构设有三个，各换向机构上均设有喷水机构，各换向机构以基座的轴线为中心均匀地圆周阵列布置。进一步地，所述基座为等边三角形架体，各换向机构分设在等边三角形架体的三条边上。进一步地，所述水平旋转支架包括第一侧壁、底壁以及第二侧壁，所述底壁的两端分别连接第一侧壁和第二侧壁，所述喷水机构位于所述第一侧壁与第二侧壁之间。进一步地，所述第一侧壁和第二侧壁两者至少其中之一的外侧面设有固定架，所述固定架用于连接所述竖直驱动机构。进一步地，所述竖直驱动机构包括第二防水盒以及固定在第二防水盒内的竖直驱动电机，所述第二防水盒固定在所述水平旋转支架上，所述竖直驱动电机驱动所述喷水机构绕水平轴转动；所述水平驱动机构包括第三防水盒以及固定在所述第三防水盒内的水平驱动电机，所述水平驱动电机驱动驱动水平旋转支架绕竖直轴转动；所述第三防水盒固定在所述基座上。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：一种水下机器人，包括上述的推进器，还包括空心球壳以及元件防水盒，所述空心球壳包括上半球和下半球，所述推进器固定在所述空心球壳内，所述空心球壳在壳壁上开设有防干涉孔，所述防干涉孔的位置与所述喷水机构的位置相对应，所述元件防水盒固定在所述空心球壳内，并位于所述基座的相对面。进一步地，所述喷水机构的喷水管穿过空心球壳，喷水管的进水口位于球壳内，喷水口位于球壳外。进一步地，所述元件防水盒呈圆筒状，所述元件防水盒在筒壁上开设有通线孔。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的一种推进器，该推进器的基座上安装有换向机构，换向机构包括竖直驱动机构、水平旋转支架和水平驱动机构；喷水机构的壳体与水平旋转支架通过水平设置的铰接轴铰接；水平驱动机构驱动水平旋转支架转动，从而改变水平方向的喷水方向；竖直驱动机构用于驱动喷水机构转动，从而改变竖直方向的喷水方向；从而使得喷水机构具备作水平方向和竖直方向转动的功能，以改变喷水机构的喷水方向，使得喷水机构能够在水下灵活地前进、浮沉和转向，从而灵活地调整推进器在水下的航向。2、喷水机构包括螺旋桨以及喷水管，喷水管的中部形成有用于容纳所述螺旋桨的偏轴圆筒，偏轴圆筒的轴线与所述喷水管的轴线相互垂直，并与喷水管的内壁曲面相切，螺旋桨的轴线与偏轴圆筒的轴线共线。通过螺旋桨的轴体带动桨叶转动时，桨叶能够大面积排水而使得喷水机构产生足够的动力，从而实现推进器具备产生足够动力以及时调整航向的能力；并使得驱动螺旋桨的喷水电机的输出轴与喷水管的轴线垂直，从而避免喷水机构在某一方向的尺寸过长，减小了喷水机构的整体尺寸，使得将该推进器安装到球形的水下机器人上后，能够整体上缩小水下机器人的外形体积，从而使得水下机器人前进、浮沉和转向起来更加轻便快捷，并且由于喷水机构的桨叶能够大面积排水为该水下机器人提供足够的动力，从而更进一步地提高了水下机器人在水下作前进、浮沉和转向的能力。附图说明图1为本专利技术一种推进器的结构示意图；图2为图1所示的一种推进器的喷水机构的结构示意图；图3为图1所示的一种推进器的螺旋桨的结构示意图；图4为图1所示的一种推进器的水平旋转支架的结构示意图；图5为本专利技术一种水下机器人的结构示意图；图6为图5所示的一种水下机器人的结构示意图(省略上半球)；图7为图5所示的一种水下机器人的上半球与元件防水盒连接的结构示意图；图中：100、推进器；110、喷水机构；111、螺旋桨；1111、轴体；1112、桨叶；112、喷水管；1121、进水口；1122、喷水口；1123、偏轴圆筒；113、第一防水盒；120、水平旋转支架；121、第一侧壁；122、底壁；123、第二侧壁；124、固定架；125、侧壁孔；130、竖直驱动机构；140、水平驱动机构；150、基座；200、水下机器人；201、防干涉孔；210、上半球；220、下半球；300、元件防水盒。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述。如图1至图4所示，一种推进器100，包括喷水机构110、换向机构以及基座150；换向机构包括竖直驱动机构130、水平旋转支架120以及水平驱动机构140。水平旋转支架120与水平驱动机构140的驱动轴固定，水平驱动机构140的驱动轴竖直设置；喷水机构110的壳体与水平旋转支架120通过水平设置的铰接轴铰接；竖直驱动机构130的壳体固定在水平旋转支架120上，竖直驱动机构130的驱动轴与铰接轴固定；水平驱动机构140用于驱动水平旋转支架120转动，从而改变水平方向的喷水方向；竖直驱动机构130用于驱动喷水机构110转动，从而改变竖直方向的喷水方向。因此，通过水平驱动机构140和竖直驱动机构130驱动喷水机构110分别作水平方向、竖直方向的转动，从而实现喷水机构110能够灵活地改变其喷水的方向，以调整推进器100在水下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推进器，其特征在于：包括喷水机构、换向机构以及基座，所述喷水机构包括螺旋桨以及喷水管，所述喷水管的中部形成用于容纳所述螺旋桨的偏轴圆筒，所述偏轴圆筒的轴线与所述喷水管的轴线相互垂直，并与所述喷水管的内壁曲面相切，所述螺旋桨的轴线与所述偏轴圆筒的轴线共线；所述换向机构包括竖直驱动机构、水平旋转支架以及水平驱动机构，所述水平旋转支架与水平驱动机构的驱动轴固定，水平驱动机构的驱动轴竖直设置；所述喷水机构的壳体与水平旋转支架通过水平设置的铰接轴铰接，所述竖直驱动机构的壳体固定在水平旋转支架上，竖直驱动机构的驱动轴与铰接轴固定；所述水平驱动机构的壳体固定在基座上。

【技术特征摘要】
1.一种推进器，其特征在于：包括喷水机构、换向机构以及基座，所述喷水机构包括螺旋桨以及喷水管，所述喷水管的中部形成用于容纳所述螺旋桨的偏轴圆筒，所述偏轴圆筒的轴线与所述喷水管的轴线相互垂直，并与所述喷水管的内壁曲面相切，所述螺旋桨的轴线与所述偏轴圆筒的轴线共线；所述换向机构包括竖直驱动机构、水平旋转支架以及水平驱动机构，所述水平旋转支架与水平驱动机构的驱动轴固定，水平驱动机构的驱动轴竖直设置；所述喷水机构的壳体与水平旋转支架通过水平设置的铰接轴铰接，所述竖直驱动机构的壳体固定在水平旋转支架上，竖直驱动机构的驱动轴与铰接轴固定；所述水平驱动机构的壳体固定在基座上。2.如权利要求1所述的一种推进器，其特征在于：所述喷水机构还包括第一防水盒以及固定在第一防水盒内的喷水电机，所述喷水电机用于驱动所述螺旋桨转动。3.如权利要求1或2所述的一种推进器，其特征在于：所述换向机构设有三个，各换向机构上均设有喷水机构，各换向机构以基座的轴线为中心均匀地圆周阵列布置。4.如权利要求3所述的一种推进器，其特征在于：所述基座为等边三角形架体，各换向机构分设在等边三角形架体的三条边上。5.如权利要求1或2所述的一种推进器，其特征在于：所述水平旋转支架包括第一侧壁、底壁以及第二侧壁，所述底壁的两端分别连接第一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，潘武健，吕明，王瑞金，刘雷，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33