水下壁面运行机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种水下壁面运行机器人，属于水下机器人领域，包括机架，还包括与所述机架连接的动力单元和所述机架连接并用于与所述壁面接触的支撑单元；所述动力单元包括与所述机架固定的转向水通道体和设置在所述水通道体内与所述水通道体连接的推进器，所述转向水通道体设有进水端、出水端和连接所述进水端和出水端的平滑过渡段部分，所述进水端的进水方向与所述出水端的出水方向垂直，所述出水端的出水方向与所述壁面垂直；所述推进器用于使水流从所述进水端流入，经过所述平滑过渡段部分，从所述出水端流出；所述支撑单元包括轮架和与所述轮架铰接的支撑轮，所述支撑轮与所述壁面接触。减少了动力源，使得结构简化，操作简单，易于控制。

Underwater wall running robot

The invention relates to a underwater wall running robot, belonging to an underwater robot field, including a frame, and also comprising a power unit connected to the rack and a support unit connected to the wall; the power unit includes a steering water channel body fixed to the rack and set in the water. A thruster connected with the water channel body in the channel body is provided with a water inlet, a water end and a smooth transition section connecting the inlet and outlet ends of the water inlet, and the inlet direction of the inlet is perpendicular to the water outlet direction of the effluent end, and the water outlet direction of the water outlet is perpendicular to the wall surface; The propeller is used to inflow the water from the inlet, through the smooth transition section, from the effluent end, and the support unit includes a wheel frame and a support wheel articulated with the wheel frame, and the support wheel is in contact with the wall. The power source is reduced, the structure is simplified, the operation is simple, and the control is easy.

【技术实现步骤摘要】
水下壁面运行机器人
本专利技术涉及机器人运用领域，具体而言，涉及一种水下壁面运行机器人。
技术介绍
水下机器人由于其工作安全、适应能力强、作业范围广且具有经济和高效性，已成为水下作业的重要装备，其应用涉及海洋环境调查、海底地质勘探、海洋结构物的安装与维修、水利水电工程、科学考察等诸多领域。现有的水下运行机器人多为悬浮在水中进行作业，或者直接作用到水底，与水底地面接触进行作业，对于具有一定角度(如大于45°角)壁面，无法进行作业。现有的一些技术中，常常运用吸附压力，使得机器人与壁面贴合运行，需要各自单独运行的垂向动力驱动、转向驱动和爬行驱动，驱动数量多，控制复杂，稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有水下壁面运行机器人结构复杂，操作复杂，运行不稳定的问题，提供了一种新型动力原理的水下壁面运行机器人，包括机架，还包括与所述机架连接的动力单元和所述机架连接并用于与所述壁面接触的支撑单元；所述动力单元包括与所述机架固定的转向水通道体和设置在所述水通道体内与所述水通道体连接的推进器，所述转向水通道体设有进水端、出水端和连接所述进水端和出水端的平滑过渡段部分，所述进水端的进水方向与所述出水端的出水方向垂直，所述出水端的出水方向与所述壁面垂直；所述推进器用于使水流从所述进水端流入，经过所述平滑过渡段部分，从所述出水端流出，所述推进器设置在靠近所述出水端的位置；所述支撑单元包括轮架和与所述轮架铰接的支撑轮，所述支撑轮与所述壁面接触。进一步地，还包括与所述机架连接的水下壁面清洗装置，所述水下壁面清洗装置包括集水罩、与所述集水罩连接的水动力盒、设置在所述集水罩内可相对所述水动力盒旋转的清洗盘、设置在所述水动力盒内的水推力叶片、穿过所述水动力盒的底板与所述清洗盘的旋转中心和所述水推力叶片的旋转中心连接的动力轴、密封所述水动力盒的开口的清洗水舱；所述集水罩侧面设置有第一出水口，所述水动力盒的侧面设置有第一进水口和第二出水口，所述清洗水舱侧面设置有第二进水口；所述水下壁面清洗装置还包括一端与所述第一出水口连接，另一端与所述第一进水口连接的第一水通道管和一端与所述第二出水口连接，另一端与所述第二进水口连接的第二水通道管。进一步地，所述水下壁面清洗装置还包括与所述清洗水舱密封连接的清洗出水罩、设置在所述清洗水舱内与所述清洗水舱固定的清洗推进电机、与所述清洗推进电机连接的清洗动力叶片；所述清洗出水罩顶部设置有第三出水口。进一步地，所述水动力盒上第二进水口和第二出水口与水动力盒中心形成的夹角大于所述水推力叶片上相邻叶片之间的夹角。进一步地，所述清洗盘上设置有毛刷和流孔。进一步地，所述推进器包括推进器电机、与所述推进电机连接的动力叶片、设置在所述推进电机尾部的第一导流罩。进一步地，所述动力单元的数量为三个或四个，各个动力单元中的进水端相对于所述机器人的中心均匀分布并远离所述机器人的中心设置。进一步地，所述进水端的截面积小于所述出水端的截面积，所述平滑过渡段部分的截面从所述进水端向着所述出水端，截面尺寸逐渐变大。进一步地，所述轮架还包括轮架本体和轮安装架，所述轮安装架与所述轮架本体铰接，所述支撑轮与所述轮安装架铰接，在所述轮安装架与所述轮架本体之间还设置有拉簧，所述轮架本体的末端设置有壁面贴合垫。进一步地，所述支撑单元有多个，所述多个支撑单元均布在相邻动力单元之间。通过上述实施例的技术方案，通过动力单元，既提供垂直于壁面的压力，又提供平行于壁面的推进力，利用布置的多个动力单元的推进力之差，控制机器人沿壁面运行，减少了动力源，使结构简化；同时，配置在机器人上的水下壁面清洗装置，利用抽吸水流的动力带动清洗盘运动，使得动力源减少，结构简化。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人的整体结构示意图；图2为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的的动力单元的结构示意图；图3为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的动力单元的剖视结构示意图；图4为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人的工作示意图；图5为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的支撑单元的结构示意图；图6为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的支撑单元的工作状态示意图；图7为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的水下壁面清洗装置的第一侧面的整体结构示意图；图8为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的水下壁面清洗装置的与图7中第一侧面相对的第二侧面的整体结构示意图；图9为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的水下壁面清洗装置的整体结构剖视示意图；图10为本专利技术一些实施例中的水下壁面运行机器人中的水下壁面清洗装置的整体结构爆炸示意图；图11为本专利技术一些实施例中的水下壁面清洗机器人的整体结构示意图；图12为本专利技术一些实施例中的水下壁面清洗机器人的悬停工作状态示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术针对现有的水下壁面运行机器人需要同时提供压附动力和壁面运行动力的状况进行了改进，将压附动力与壁面运行动力进行整合，仅需一套动力系统将机器人压附在壁面上，同时利用上述动力系统中多个动力单元之间的动力输出的差异实现在壁面上运动，所述动力单元包括转向水通道体，所述转向水通道体的进水端和出水端被配置为使得进水端的进水方向与所述出水端的出水方向垂直或者呈一定角度，可以为60°，80°，85°，较优的选择为90度，即垂直；所述转向水通道体在所述进水端和所述出水端之间设置有平滑过渡段，使得从进水端进入的水在运送到出水端时阻力较小，动力损失小；进一步地，将所述进水端的截面设置成比所述出水端的截面小，使得进水端的水流速度大、水压大，能量高；出水端的水流速度小、水压小，能量低，使得进水端的水的能量通过平滑过渡段部分转换为在出水方向垂直的方向上的动力，同时出水端将水排出时，排出水的反作用力向转向水通道体施加与出水方向相反的作用，使得所述动力单元能够同时提供压附作用力和沿压附方向垂直的运行驱动力，从而实现利用单套动力系统实现压附和沿壁面运行的功能。进一步地，在所述转向水通道体的出水端设置有与所述转向水通道体固定的推进电机，所述推进电机的输出轴上安装有螺旋推进器，通过推进电机的输出轴旋转带动所述螺旋推进器旋转，从而使得水流从所述出水端排出。本专利技术提供的水下壁面运行机器人包括机架和上述动力系统，上述动力系统中的动力单元安装在所述机架上，所述机架上还设置有轮架，所述轮架的末端设置有可相对轮架旋转的支撑轮，为了保证各个方向上运行的灵活性，所述支撑轮可从全向轮、万向轮或者麦克纳姆轮中选择一种或多种进行安装，所述支撑轮作用到壁面上，运行时，所述动力单元提供压附力，使得所述支撑轮可靠作用到所述壁面上，同时由于水流作用到所述平滑过渡段部分，提供了运行动力，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下壁面运行机器人，包括机架，其特征在于，还包括与所述机架连接的动力单元和与所述机架连接并用于与所述壁面接触的支撑单元；所述动力单元包括与所述机架固定的转向水通道体和设置在所述水通道体内与所述水通道体连接的推进器，所述转向水通道体设有进水端、出水端和连接所述进水端和出水端的平滑过渡段部分，所述进水端的进水方向与所述出水端的出水方向垂直，所述出水端的出水方向与所述壁面垂直；所述推进器用于使水流从所述进水端流入，经过所述平滑过渡段部分，从所述出水端流出，所述推进器设置在靠近所述出水端的位置；所述支撑单元包括轮架和与所述轮架铰接的支撑轮，所述支撑轮与所述壁面接触。

【技术特征摘要】
1.一种水下壁面运行机器人，包括机架，其特征在于，还包括与所述机架连接的动力单元和与所述机架连接并用于与所述壁面接触的支撑单元；所述动力单元包括与所述机架固定的转向水通道体和设置在所述水通道体内与所述水通道体连接的推进器，所述转向水通道体设有进水端、出水端和连接所述进水端和出水端的平滑过渡段部分，所述进水端的进水方向与所述出水端的出水方向垂直，所述出水端的出水方向与所述壁面垂直；所述推进器用于使水流从所述进水端流入，经过所述平滑过渡段部分，从所述出水端流出，所述推进器设置在靠近所述出水端的位置；所述支撑单元包括轮架和与所述轮架铰接的支撑轮，所述支撑轮与所述壁面接触。2.根据权利要求1所述的水下壁面运行机器人，其特征在于，还包括与所述机架连接的水下壁面清洗装置，所述水下壁面清洗装置包括集水罩、与所述集水罩连接的水动力盒、设置在所述集水罩内可相对所述水动力盒旋转的清洗盘、设置在所述水动力盒内的水推力叶片、穿过所述水动力盒的底板与所述清洗盘的旋转中心和所述水推力叶片的旋转中心连接的动力轴、密封所述水动力盒的开口的清洗水舱；所述集水罩侧面设置有第一出水口，所述水动力盒的侧面设置有第一进水口和第二出水口，所述清洗水舱侧面设置有第二进水口；所述水下壁面清洗装置还包括一端与所述第一出水口连接，另一端与所述第一进水口连接的第一水通道管和一端与所述第二出水口连接，另一端与所述第二进水口连接的第二水通道管；所述清洗盘与所述壁面接触。3.根据权利要求2所述的水下壁面运行机器人，其特征在于，所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：林杰，孙亮，孙晓杰，
申请(专利权)人：西宁泰里霍利智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63