一种多功能警用水下机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能警用水下机器人，包括壳体，所述的壳体内安装有主动力推进组和升沉动力推进器，主动力推进组包括左舷姿态调整装置和右舷姿态调整装置，升沉动力推进器包括一个升沉姿态调整装置，壳体上前端设置有电子舱和电源舱，电子舱内安装有光学摄像机、云台、传感器、驱动器和控制器，壳体的前端安装有机械手装置；所述的壳体用ABS塑料或亚克力材料制成，壳体为一体制成，从尾部向首部看，壳体分为左舷部、右舷部、上部、首部、上板、右舷板、左舷板、左前定位板和右前定位板，左前定位板和右前定位板上分别开设有左侧水下灯安装孔和右侧水下灯安装孔；有益效果：实用，生产成本低，水下活动灵活，便于抓取各种物品。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能警用水下机器人
本技术涉及一种机器人，特别涉及一种多功能警用水下机器人。
技术介绍
水下机器人作为人类探测和开发海洋的重要工具，已经被广泛应用于海岸警戒与防卫、海洋油气资源开发、海洋工程建设、海洋渔业管理、海洋旅游资源开发、海岛保护与开发、海洋突发事件应急处理等重要领域。水下机器人的研究始于20世纪三十年代，得益于流体力学、机器人学、传感技术、新型材料科学、计算机以及智能控制技术的快速发展，水下机器人最终走出实验室，实现真正意义上的水下应用。水下机器人是一个完整的装备系统，涉及多个学科与技术。水下机器人的设计包括机器人机械结构、流体外形、推进器动力布置、能源、通信传输以及动力控制等诸多
目前，国内在深水大型载人潜水器
处于国际领先水平，在浅水应用领域的水下机器人
的研究则相对较少，技术落后。然而，海岸防卫和执勤工作都集中在近海的浅水海域中，有些争议海区礁石众多，海警舰艇体往往无法抛锚甚至接近，无法实现有效的监控和管制；同时在海警执法执勤过程中，海上案件证据获取难，事实认证困难，对于复杂治安和刑事案件缺乏必要的证据和专业取证器材，严重影响了案件侦办的效率；在检修保养中，海警舰艇水线以下的船艇体、螺旋桨、阀门、轴封等部分检查困难，往往需要上排才能进行维护和排查，因此大大增加了维护成本，减少了舰艇的有效工作时间。因此，设计并开发一种适用于海警近海浅水水域维权执法和辅助舰艇维护保养的一种多功能水下机器人具有重要应用价值。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多功能警用水下机器人。为了实现上述目的，本技术所采取的措施：一种多功能警用水下机器人，包括壳体，所述的壳体内安装有主动力推进组和升沉动力推进器，主动力推进组包括左舷姿态调整装置和右舷姿态调整装置，升沉动力推进器包括一个升沉姿态调整装置，壳体上前端设置有电子舱和电源舱，电子舱内安装有光学摄像机、云台、传感器、驱动器和控制器，壳体的前端安装有机械手装置；所述的壳体用ABS塑料或亚克力材料制成，壳体为一体制成，从尾部向首部看，壳体分为左舷部、右舷部、上部、首部、上板、右舷板、左舷板、左前定位板和右前定位板，左前定位板和右前定位板上分别开设有左侧水下灯安装孔和右侧水下灯安装孔；所述的左舷姿态调整装置包括左电机、左螺旋桨和左涵道，左电机安装于左涵道的中心后部，左螺旋桨安装于左涵道内，并与左电机的输出端相连接，左舷板的上部开设有连通上板的方形镂空结构、后端中部开设有四个左推进器安装螺孔、后端上下各有一个左侧电源舱固定螺孔，左涵道通过左舷连接架安装在左推进器安装螺孔上；所述的右舷姿态调整装置与左舷姿态调整装置具有相同结构，二者左右轴对称安装设置，左舷姿态调整装置采用右螺旋桨、右舷姿态调整装置采用左旋桨以消除推进器的扭矩，右舷板的中下部开设有左方形通孔、后端中部开设有四个右推进器安装螺孔、后端上下各开设有一个右侧电池舱固定螺孔，右舷姿态调整装置的右舷连接架固定在右推进器安装螺孔上；所述的升沉动力推进器的升沉姿态调整装置包括电机支撑座、升沉电机和升沉螺旋桨，电机支撑座设在壳体内，升沉电机安装在电机支撑座上，升沉螺旋桨安装在壳体上的圆形通孔内部的中心位置，升沉螺旋桨安装在升沉电机的输出轴上；所述的电源舱包括电源舱体、左电源舱盖和右电源舱盖，电源舱体为筒状体，电源舱体左右两端分别用左电源舱盖和右电源舱盖封闭，左电源舱盖和右电源舱盖分别固定在左侧电源舱固定螺孔右侧电池舱固定螺孔上；所述的电子舱包括电子舱体、左电子舱盖和右电子舱盖，电子舱体为筒状体，光学摄像机、云台、传感器、驱动器和控制器安装在电子舱体内，电子舱体左右两端分别由左电子舱盖和右电子舱盖封闭，左电子舱盖和右电子舱盖分别固定在左前定位板和右前定位板上；所述的机械手装置包括机械爪、机械臂和T形连接架，机械臂的后端通过第一机械爪舵机安装在T形连接架的竖直板上，机械臂的前端通过第二机械爪舵机连接有机械执行机构，机械爪安装在机械执行机构上；所述的机械手装置通过T形连接架的横板安装在左前定位板和右前定位板上。本技术的有益效果：(1)本技术采用三个姿态调整装置进行推进和姿态调整，以实现水下机器人在运动空间内的四个自由度运动，其中左舷姿态调整装置和右舷姿态调整装置呈线性对称分布，通过改变两者不同速度的大小和转向，来实现水下机器人的直航、偏航和转向。升沉姿态调整装置实现水下机器人的升沉，本水下机器人只采用三个姿态调整装置便实现了四个自由度的运动，通过控制螺旋桨的转动，能够很好的完成水下机器人沿X轴、Y轴或Z轴的移动，以及绕Z轴的转动，在大大简化结构的基础上仍能很好地到达水下机器人的基本运动要求；(2)本技术采用无刷直流电机加螺旋桨以及涵道的方式组成了涵道式水下推进器，相对于市面上的普通水下推进器而言，本技术所采用的涵道式推进器其结构紧凑，能够很好地减少振动，冲击阻力小，推进效率更高，动力强劲，同时其控制更为简单，只需采用与电机配套的电子调速器即可控制推进器转速，控制稳定，易于实现，降低了水下机器人的控制复杂度，提高了水下机器人的动力性能；(3)本技术只采用两个舵机作为传动机构，实现机械手装置两个自由度的动作，配合水下机器人的姿态调整装置，便能够实现对水下各个方位目标的抓取，减少了传动舵机的数量，简化了机械手装置的结构，提高了机器人的功能性。(4)本技术采用ABS塑料或有机玻璃非金属材料制作水下机器人机械结构，在满足浅水水域耐压强度的基础上，能够有效降低水下机器人重量，增加水下机器人的运动灵活性和续航能力；(5)本技术采用自带电池进行供电，无需额外提供水面动力，增加了水下机器人的灵活性和自主性。附图说明图1，本技术的外部结构示意图。图2，本技术的壳体结构示意图。图3，本技术的电子舱分解结构示意图。图4，本技术的电源舱分解结构示意图。图5，本技术的主动力推进组结构示意图。图6，本技术的升沉动力推进器结构示意图。图7，本技术的机械手装置结构示意图。图8，本技术的运行结构示意图。图9，本技术的机械手装置运行结构示意图。具体实施方式一种多功能警用水下机器人，包括壳体800，所述的壳体800内安装有主动力推进组和升沉动力推进器400，主动力推进组包括左舷姿态调整装置710和右舷姿态调整装置720，升沉动力推进器400包括一个升沉姿态调整装置，壳体800上前端设置有电子舱500和电源舱600，电子舱500内安装有光学摄像机、云台、传感器、驱动器和控制器，壳体800的前端安装有机械手装置。光学摄像机用于将拍摄图像传输给上位机，云台实现光学摄像机在电子舱500中旋转，驱动器用于图像的处理和上、下层之间的通讯，传感器用于检测壳体800的姿态并传送给控制器，控制器用于控制电机的运转和舵机的转动所述的壳体800用ABS塑料或亚克力材料制成，壳体800为一体制成，从尾部向首部看，壳体800分为左舷部、右舷部、上部、首部、上板810、右舷板820、左舷板830、左前定位板840和右前定位板850，左前定位板840和右前定位板850上分别开设有左侧水下灯安装孔841和右侧水下灯安装孔851。所述的左舷姿态调整装置71本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能警用水下机器人，包括壳体(800)，其特征在于：所述的壳体(800)内安装有主动力推进组和升沉动力推进器(400)，主动力推进组包括左舷姿态调整装置(710)和右舷姿态调整装置(720)，升沉动力推进器(400)包括一个升沉姿态调整装置，壳体(800)上前端设置有电子舱(500)和电源舱(600)，电子舱(500)内安装有光学摄像机、云台、传感器、驱动器和控制器，壳体(800)的前端安装有机械手装置。

【技术特征摘要】
1.一种多功能警用水下机器人，包括壳体(800)，其特征在于：所述的壳体(800)内安装有主动力推进组和升沉动力推进器(400)，主动力推进组包括左舷姿态调整装置(710)和右舷姿态调整装置(720)，升沉动力推进器(400)包括一个升沉姿态调整装置，壳体(800)上前端设置有电子舱(500)和电源舱(600)，电子舱(500)内安装有光学摄像机、云台、传感器、驱动器和控制器，壳体(800)的前端安装有机械手装置。2.根据权利要求1所述的一种多功能警用水下机器人，其特征在于：所述的壳体(800)用ABS塑料或亚克力材料制成，壳体(800)为一体制成，从尾部向首部看，壳体(800)分为左舷部、右舷部、上部、首部、上板(810)、右舷板(820)、左舷板(830)、左前定位板(840)和右前定位板(850)，左前定位板(840)和右前定位板(850)上分别开设有左侧水下灯安装孔(841)和右侧水下灯安装孔(851)。3.根据权利要求2所述的一种多功能警用水下机器人，其特征在于：所述的左舷姿态调整装置(710)包括左电机(741)、左螺旋桨(742)和左涵道(743)，左电机(741)安装于左涵道(743)的中心后部，左螺旋桨(742)安装于左涵道(743)内，并与左电机(741)的输出端相连接，左舷板(830)的上部开设有连通上板(810)的方形镂空结构(831)、后端中部开设有四个左推进器安装螺孔(832)、后端上下各有一个左侧电源舱固定螺孔(833)，左涵道(743)通过左舷连接架(711)安装在左推进器安装螺孔(832)上。4.根据权利要求3所述的一种多功能警用水下机器人，其特征在于：所述的右舷姿态调整装置(720)与左舷姿态调整装置(710)具有相同结构，二者左右轴对称安装设置，左舷姿态调整装置(710)采用右螺旋桨(752)、右舷姿态调整装置(720)采用左旋桨(742)以消除推进器的扭矩，右舷板(820)的中下部开设有左方形通孔(821)、后端中部开设有四个右推进器安装螺孔(822)、后端上下各开设有一个右侧电池舱固定螺孔(823)，右舷姿态调整装...

【专利技术属性】
技术研发人员：何学明，胡静，李征，
申请(专利权)人：公安海警学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33