框架式水下机器人制造技术

本实用新型专利技术具体涉及一种框架式水下机器人，包括主框架、运动单元、密封舱和电池仓，主框架包括两个侧板、一个顶板和四根连接棒，相对设置的两侧板通过固定连接棒围成矩形框架，顶板固定在侧板长边的上边缘处；运动单元包括两个水平推进器和两个垂直推进器，密封舱固定在主框架中部，包括仓体、透明的半球罩和密封舱后盖；电池仓有两个，相互平行的电池仓均垂直固定在主框架底面的连接棒下方。本实用新型专利技术的框架式水下机器人采用轻质且可靠性高的框架结构为主框架，将所需仪器部件通过模块化的组合形式进行合理的组装，有效减少机器人的整体体积和质量，精简了机器人的体积和结构；带有电池仓可以自行供电不需要外部供电，安全性更高。

【技术实现步骤摘要】
框架式水下机器人
本技术属于水下机器人
，具体涉及一种框架式水下机器人。
技术介绍
我国海洋水域资源丰富，无论是水产养殖还是海洋资源开发均需要水下作业，目前，水下作业主要是依赖于人和简单的潜水器，复杂、危险的水下环境对人的生命安全造成很大的威胁。水产养殖业具有较好的发展前景，水产养殖中常需水下作业，国家对海洋资源的开发力度不断加大，海洋资源开发工程日益增加，水下管道、电缆等逐渐增多，这就必须需要一种新的智能化的机器设备来代替人去执行海下作业任务，水下机器人就此产生。水下机器人的种类繁多，按其用途可分为军事、工业、科学考察或探险、救生等。就其外观结构而言，有整体式(亦称流线式)和开架式(亦称框架式)两种。顾名思义，整体式结构是将水下机器人所包含的大部分仪器、设备封装在一种流线型的壳体内；而框架式结构是将上述器件分别固装在一个特殊设计的框架(载体)上，允许它们直接与水接触。目前，国内外的各种框架式水下机器人的框架均很难拆卸、体积大的整体结构。框架式水下机器人可广泛应用于海洋生态调查、海洋工程、渔业养殖、科研教学等多个领域。这种具有固定结构和尺寸的水下机器人框架一般都是针对某种专门用途设计的，如果机器人的用途改变，原有的框架一般都不能使用，造成很大的浪费。目前军用的水下机器人类型较多，用于军事、资源开发的水下机器人一般结构复杂，装载多样化的仪器设备，因此，重量较大，需要设置专用的浮力舱，结构整体较为复杂，不适合一般民用养殖、管道检测使用。针对以上问题，中国申请CN200420063756.2公开一种水下机器人的组合式框架结构，由基本构件和各种附件组成，基本构件连接圆管、弯头、三通和螺栓组装的主框架为长方体，附件包括U形拉近装置、双孔轴线平行卡具、双孔轴线正交卡具、三孔可转向卡具以及圆盘夹具，三通具有中分式结构，即在两孔轴线组成的平面内中分成两半，每半上都带有凸缘、上面加工出连接用的螺栓孔，所有附件也具有中分式结构。这种框架结构可以采用模块式安装，因此水下机器人的结构可以灵活调整，有效避免了机器人用途改变时，原有框架不可继续使用造成的浪费，然而这种框架结构的框架主体由多种零散部件圆管、弯头和三通组成，整体结构可靠性、稳定性不足，承载力有限。鉴于此，需要设计结构更加可靠的框架式水下机器人，以满足多种水下作业需要，是水下机器人开发中的重要课题。此外，市场上的大部分水下机器人采用输电电缆进行外部供电，而输电线缆的长距离连接给水下机器人的运动带来不便，而且一般使用高压电，不安全；基于安全性和实用性的考虑，设计自带低压电池的水下机器人对于设计便于携带的小型化水下机器人具有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的民用水下机器人的承载框架整体结构可靠性、稳定性不足，承载力有限和需要外部供电，安全性和运动力不足的问题，本技术提供了一种框架式水下机器人。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种框架式水下机器人，包括主框架、运动单元、密封舱和电池仓，所述主框架包括两个侧板、一个顶板和四根连接棒，所述侧板为部分区域镂空的长方形板，相对设置的两侧板通过固定在四角处的连接棒围成矩形框架，所述顶板固定在所述侧板长边的上边缘处，从而构成矩形框架的顶面；所述运动单元包括固定在主框架的后端的两个水平推进器和固定在主框架中部的两个垂直推进器，各所述水平推进器通过第一支架分别固定在一个侧板上，各所述垂直推进器通过第一支架分别固定在一个侧板上；所述密封舱固定在主框架中部、两个垂直推进器之间，密封舱包括仓体、透明的半球罩和密封舱后盖，仓体为与侧板长边平行设置的圆筒，半球罩和密封舱后盖分别通过一个环形的压盖固定在仓体的前端和后端；各所述压盖的上、下侧具有对称的延伸部，延伸部上具有通孔，所述密封舱通过穿过该通孔的螺栓分别固定在四根连接棒上，以保证密封舱的平衡和稳定；所述电池仓有两个，相互平行的两个电池仓均垂直固定在主框架底面的连接棒下方，电池仓包括半球状的电池仓前端和中空圆柱形的电池仓筒体和电池仓后盖，每个电池仓通过两个第二支架固定在两根连接棒上。进一步地，本技术所述的框架式水下机器人中，所述密封舱的半球罩中还安装有双向摄像头，仓体中固定有基板，所述双向摄像头通过U形支架固定在基板上；密封舱中还具有电路板，所述电路板固定在基板上。进一步地，本技术所述的框架式水下机器人中，所述主框架的前端还包括两个LED灯，各所述LED灯分别通过一个第三支架固定在一个侧板上。进一步地，本技术所述的框架式水下机器人中，所述第一支架、第二支架和第三支架结构相同，均包括上卡箍和下卡箍，所述下卡箍包括C形卡箍部和矩形的支座，上卡箍和C形卡箍部形状对称，共同组成环形的固定卡箍，上卡箍和C形卡箍部的接头处具有相对设置的连接通孔，通过穿过该连接通孔的螺栓紧固并调节固定卡箍；所述C形卡箍部和支座加工一体，且C形卡箍部和支座之间的连接部的横截面为弧形，以减小水流阻力；所述支座的边缘处具有用于固定支座的支座通孔。进一步地，本技术所述的框架式水下机器人中，所述密封舱后盖上安装有多个空心螺钉，其中一个所述空心螺钉中安装有水深水压传感器，其余空心螺钉供电路连接线穿过；所述密封舱后盖中央还具有过电缆孔，所述过电缆孔中安装有用于连接通信电缆的水密接头。进一步地，本技术所述的框架式水下机器人中，所述电池仓筒体的中部安装有电池，所述电池仓后盖中央具有过线孔，电池通过穿过过线孔和空心螺钉的电线与密封舱中的电路板电连接；密封舱中的电路板与水平推进器、垂直推进器、双向摄像头、LED灯和水深水压传感器电连接，控制水平推进器、垂直推进器、双向摄像头、LED灯和水深水压传感器的运行。进一步地，本技术所述的框架式水下机器人中，所述顶板的顶面中央处还具有提手。本技术的有益效果：本技术的框架式水下机器人可用于水下搜索、检测水下管道和水下养殖，采用轻质且可靠性高的框架结构为主框架，将所需仪器部件通过模块化的组合形式进行合理的组装，有效减少机器人的整体体积和质量；密封舱和电池仓同时起到浮力舱的作用，因此不需要专门设置一个浮力舱，进一步精简了机器人的体积和结构；此外，主框架的底部设置对称的两个电池仓，不仅可以克服输电线缆外部供电安全性不足的问题，还提高了机器人运动的灵活性。以下将结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。附图说明图1是本框架式水下机器人的立体结构图。图2是本框架式水下机器人的主框架立体结构图。图3是本框架式水下机器人的部分拆解结构立体图。图4是本框架式水下机器人的主视图(前端)。图5是本框架式水下机器人的仰视图。图6是本框架式水下机器人的后视图(后端)。图7是本框架式水下机器人的密封舱的主视图(前端)。图8是本框架式水下机器人的第一支架/第二支架/第三支架结构示意图。图9是本框架式水下机器人的密封舱中的基板、电路板结构示意图。图10是本框架式水下机器人的密封舱中的电路板的电路图。图中：1-主框架、11-侧板、12-顶板、121-提手、13-连接棒、2-密封舱、21-仓体、22-透明的半球罩、23-密封舱后盖、231-空心螺钉、232-水深水压传感器、233-电缆孔、24-压盖、25-延伸部、26-通孔、27-基板、3-电池仓、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种框架式水下机器人，其特征在于，包括主框架(1)、运动单元、密封舱(2)和电池仓(3)，所述主框架(1)包括两个侧板(11)、一个顶板(12)和四根连接棒(13)，所述侧板(11)为部分区域镂空的长方形板，相对设置的两侧板(11)通过固定在四角处的连接棒(13)围成矩形框架，所述顶板(12)固定在所述侧板(11)长边的上边缘处，从而构成矩形框架的顶面；所述运动单元包括固定在主框架(1)的后端的两个水平推进器(4)和固定在主框架(1)中部的两个垂直推进器(5)，各所述水平推进器(4)通过第一支架(41)分别固定在一个侧板(11)上，各所述垂直推进器(5)通过第一支架(41)分别固定在一个侧板(11)上；所述密封舱(2)固定在主框架(1)中部、两个垂直推进器(5)之间，密封舱(2)包括仓体(21)、透明的半球罩(22)和密封舱后盖(23)，仓体(21)为与侧板(11)长边平行设置的圆筒，半球罩(22)和密封舱后盖(23)分别通过一个环形的压盖(24)固定在仓体(21)的前端和后端；各所述压盖(24)的上、下侧具有对称的延伸部(25)，延伸部(25)上具有通孔(26)，所述密封舱(2)通过穿过该通孔(26)的螺栓分别固定在四根连接棒(13)上，以保证密封舱的平衡和稳定；所述电池仓(3)有两个，相互平行的两个电池仓(3)均垂直固定在主框架(1)底面的连接棒(13)下方，电池仓(3)包括半球状的电池仓前端(31)和中空圆柱形的电池仓筒体(32)和电池仓后盖(33)，每个电池仓(3)通过两个第二支架(34)固定在两根连接棒(13)上。...

【技术特征摘要】
1.一种框架式水下机器人，其特征在于，包括主框架(1)、运动单元、密封舱(2)和电池仓(3)，所述主框架(1)包括两个侧板(11)、一个顶板(12)和四根连接棒(13)，所述侧板(11)为部分区域镂空的长方形板，相对设置的两侧板(11)通过固定在四角处的连接棒(13)围成矩形框架，所述顶板(12)固定在所述侧板(11)长边的上边缘处，从而构成矩形框架的顶面；所述运动单元包括固定在主框架(1)的后端的两个水平推进器(4)和固定在主框架(1)中部的两个垂直推进器(5)，各所述水平推进器(4)通过第一支架(41)分别固定在一个侧板(11)上，各所述垂直推进器(5)通过第一支架(41)分别固定在一个侧板(11)上；所述密封舱(2)固定在主框架(1)中部、两个垂直推进器(5)之间，密封舱(2)包括仓体(21)、透明的半球罩(22)和密封舱后盖(23)，仓体(21)为与侧板(11)长边平行设置的圆筒，半球罩(22)和密封舱后盖(23)分别通过一个环形的压盖(24)固定在仓体(21)的前端和后端；各所述压盖(24)的上、下侧具有对称的延伸部(25)，延伸部(25)上具有通孔(26)，所述密封舱(2)通过穿过该通孔(26)的螺栓分别固定在四根连接棒(13)上，以保证密封舱的平衡和稳定；所述电池仓(3)有两个，相互平行的两个电池仓(3)均垂直固定在主框架(1)底面的连接棒(13)下方，电池仓(3)包括半球状的电池仓前端(31)和中空圆柱形的电池仓筒体(32)和电池仓后盖(33)，每个电池仓(3)通过两个第二支架(34)固定在两根连接棒(13)上。2.根据权利要求1所述的框架式水下机器人，其特征在于，所述密封舱(2)的半球罩(22)中还安装有双向摄像头(6)，仓体(21)中固定有基板(27)，所述双向摄像头(6)通过U形支架(61)固定在基板(27)上；密封舱(2)中还具有电路板，所述电路板固定在基板(27)上。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：田军委，熊靖武，彭勃，乔路，何西平，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61