一种水下探测球形变形机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种水下探测球形变形机器人，包括左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳，中间球壳内安装有驱动装置，驱动装置包括驱动电机、左右且同轴设置的两根齿轮轴、电池以及第一控制装置，左、右两侧的齿轮轴上通过轴承转动安装有球壳，两根齿轮轴分别与驱动电机传动连接，密封腔内安装有高压瓶，左侧球壳和右侧球壳的内腔分别通过导气管与高压瓶连通，导气管上设有第二控制装置，左、右侧球壳与中间球壳之间设有安装于齿轮轴上的螺旋桨，本发明专利技术通过螺旋桨驱动推进，辅以控制机器人左、右侧球壳的伸缩与高压气体的量灵活实现机器人的转向运动。可以解决人类无法直接参与水下实验获取实验数据的技术问题，是水下机器人一个新颖的设计方案。

【技术实现步骤摘要】
一种水下探测球形变形机器人
本专利技术属于水下探测设备
，尤其涉及一种水下探测球形变形机器人。
技术介绍
随着社会的发展与进步，人类生活水平的提高，陆地的自然资源已被过度的开采，尤其是化石能源的消耗更是超出想象，能源危机日益突出。而占地球表面积71％的海洋是一个富饶而远未得到开发的资源宝库。人类面临着人口膨胀和生存空间、陆地资源枯竭和社会生产增长、生态环境恶化和人类发展的三大矛盾挑战，要维持发展，就必须充分利用海洋资源，这是无法避免的选择，在现代化的战争中，智能化、无人化的特点非常重要，水下机器人能够以水平舰船为基地，在数百里的水下空间完成环境探测、目标识别、情报收取和数据通讯，大大地扩大了水面舰艇和潜艇的作战半径，因此水下探测机器人将在海洋资源勘查、海洋环境监测、海洋科学研究中发挥重要作用也会是未来战争中的神兵利器。水下机器人也称作无人水下潜水器(Unmannedunderwatervehicle)简称UUV，是一种可以在水下移动、具有感知系统、通过自主操作方式、使用机械手或其他工具或辅助人去完成水下作业任务的机电一体化智能装置。水下机器人在机器人学领域属于服务机器人类，它包括有缆遥控水下机器人(Remotelyoperatedvehicles)简称(ROV)和自主水下机器人(Autonomousunderwatervehicles)简称(AUV)两大类，ROV是拴在宿主舰船上，由操作人员持续控制；AUV则是可经过编程航行至一个或多个航点，自带电能，不用缆线，二者比较可知AUV优点多。随着研究的深入，AUV的研发种类也越来越多，常见的两种类型，一种是是由鱼雷启发研发的单推进器鱼雷外形，另一种是多推进器开架式，两种AUV都有一定的缺点，前者的灵活性较差，后者的动力性较差，所以设计研发一种新型的水下机器人是很有必要的；球形水下潜器是被研究最早的一种结构形式，但是国内外对球形水下机器人的研究很少；球形水下机器人相比于其他种类水下机器人而言有着抗压性好，转动阻力小的独特优点，球形机器人可以很好的适应水下特殊环境。
技术实现思路
本专利技术是一种水下探测球形变形机器人，其功能是能在水底下灵活转向，且能满足探测所需要的动力要求；以解决人类无法直接参与水下实验获取实验数据的技术问题。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种水下探测球形变形机器人，包括左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳，左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳共同构成一个完整的球形外壳，所述中间球壳内设有密封腔，所述密封腔内安装有驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机、左右且同轴设置的两根齿轮轴、电池以及第一控制装置，左侧的所述齿轮轴上转动安装有左侧球壳，右侧的齿轮轴上转动安装有右侧球壳，两根齿轮轴分别与所述驱动电机传动连接，所述电池为所述驱动电机供电，所述第一控制装置用于控制所述驱动电机旋转，所述左侧球壳和所述右侧球壳采用韧性足且有一定塑性的塑料制成且靠近中间球壳的壁采用硬质抗压塑料制成，所述密封腔内安装有高压瓶，所述左侧球壳和所述右侧球壳的内腔分别通过导气管与所述高压瓶连通，所述导气管上设有第二控制装置，所述左侧球壳与所述中间球壳之间设有安装于左侧所述齿轮轴上的左螺旋桨，所述右侧球壳与所述中间球壳之间设有安装于右侧所述齿轮轴上的右螺旋桨。作为一种改进的方式，所述左侧半球壳的内壁设置有环形槽，所述右侧半球壳的内壁设置有环形槽,所述左侧球壳内安装有第一电动推杆装置，所述第一电动推杆装置包括机体和推杆，所述第一电动推杆装置的机体固定安装于左侧所述齿轮轴末端，所述第一电动推杆装置的推杆末端设置L型钩状，在不工作的时候位于左侧球壳的环形槽中，在半球壳收缩的时候，通过推杆末端与球壳壁接触传递动力，在伸张的时候，通过电动推杆末端的L形部分与环形槽接触传递拉力；所述右侧球壳内安装有第二电动推杆装置，所述第二电动推杆装置包括机体和推杆，所述第二电动推杆装置的机体固定安装于右侧所述齿轮轴末端，所述第二电动推杆装置的推杆末端设置L型钩状，在不工作的时候位于右侧球壳的环形槽中，在半球壳收缩的时候，通过推杆末端与球壳壁接触传递动力，在伸张的时候，通过电动推杆末端的L形部分与环形槽接触传递拉力；所述左螺旋桨滑动安装于左侧所述齿轮轴上，所述左螺旋桨与左侧所述齿轮轴之间设有电磁铁，所述右螺旋桨滑动安装于右侧所述齿轮轴上，所述右螺旋桨与右侧所述齿轮轴之间设有电磁铁。作为一种改进的方式，所述中间球壳由两个部分半球壳通过法兰连接加O垫片密封而成，所述中间球壳上设置平台，所述平台上安装有探测设备。作为一种改进的方式，所述左侧球壳和所述右侧球壳内均安装压力传感器。作为一种改进的方式，所述驱动电机为伺服电机，所述驱动电机的输出轴上安装有联轴器。作为一种改进的方式，所述齿轮轴与所述驱动电机的输出轴之间为多级齿轮传动，包括锥齿轮和传动齿轮。作为一种改进的方式，所述密封腔内设有一个盒体，所述第二控制装置、驱动电机、电池、高压瓶以及联轴器安装于所述盒体内，所述四个高压瓶其中的两个高压瓶安装于所述密封腔内且位于所述盒体之外，另外两个高压瓶安装于腔内。作为一种改进方式所述左右两侧的变形球壳内壁设置有环形槽和环形电磁铁，电动推杆末端设置为L钩状，用来传递半球壳收缩、伸张的动力。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用的圆球状外形，和常见的开放式和鱼雷式外形的机器人相比，圆球状能够更好的适应水下环境，本专利技术机器人利用伺服电机和控制装置可以完成螺旋桨的正反转，从而达到前进、后退的目的；该机器人能够利用海水的浮力和机器人本身重力的关系满足机器人下潜深度的要求；利用左右可变形球壳的充气速度不同完成转向；利用左右可变形球壳充气体积的多少控制浮力大小，用来提供机器人垂直方向运动的动力。由于所述左侧球壳内安装有第一电动推杆装置，所述第一电动推杆装置包括机体和推杆，所述第一电动推杆装置的机体固定安装于左侧所述齿轮轴末端，所述第一电动推杆装置的推杆末端设置L型钩状，在不工作的时候位于左侧球壳的环形槽中，在半球壳收缩的时候，通过推杆末端与球壳壁接触传递动力，在伸张的时候，通过电动推杆末端的L形部分与环形槽接触传递拉力；所述右侧球壳内安装有第二电动推杆装置，所述第二电动推杆装置包括机体和推杆，所述第二电动推杆装置的机体固定安装于右侧所述齿轮轴末端，所述第二电动推杆装置的推杆末端设置L型钩状，在不工作的时候位于右侧球壳的环形槽中，在半球壳收缩的时候，通过推杆末端与球壳壁接触传递动力，在伸张的时候，通过电动推杆末端的L形部分与环形槽接触传递拉力；所述左螺旋桨滑动安装于左侧所述齿轮轴上，所述左螺旋桨与左侧所述齿轮轴之间设有电磁铁，所述右螺旋桨滑动安装于右侧所述齿轮轴上，所述右螺旋桨与右侧所述齿轮轴之间设有电磁铁，通过控制装置控制安放在齿轮轴末端的电动推杆通电，齿轮轴上的电磁铁断电收缩，使得两边可变形球壳向中间部分移动，将螺旋桨和半球壳向中间推动，最终合并为球体，在上浮下潜运动时，机器人三个部分合并变成一个完整的球体，不需要伸出传动轴来为螺旋桨提供动力，只需要两边可变形球壳充放气来提供上浮下潜的浮力，避免了出现被水草等水下植物绊住的情况。由于所述中间球壳由两个部分半球壳通过法兰连接加O垫片密封而成，所述中间球壳上设置平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下探测球形变形机器人，其特征在于，包括左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳，所述左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳共同构成一个完整的球形外壳，所述中间球壳内设有密封腔，所述密封腔内安装有驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机、左右且同轴设置的两根齿轮轴、电池以及第一控制装置，左侧的所述齿轮轴上转动安装有左侧球壳，右侧的齿轮轴上转动安装有右侧球壳，两根齿轮轴分别与所述驱动电机传动连接，所述电池为所述驱动电机供电，所述第一控制装置用于控制所述驱动电机旋转，所述左侧球壳和所述右侧球壳采用韧性足且有一定塑性的塑料制成且靠近中间球壳的壁采用硬质抗压塑料制成，所述密封腔内安装有高压瓶，所述左侧球壳和所述右侧球壳的内腔分别通过导气管与所述高压瓶连通，所述导气管上设有第二控制装置，所述左侧球壳与所述中间球壳之间设有安装于左侧所述齿轮轴上的左螺旋桨，所述右侧球壳与所述中间球壳之间设有安装于右侧所述齿轮轴上的右螺旋桨。

【技术特征摘要】
1.一种水下探测球形变形机器人，其特征在于，包括左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳，所述左侧球壳、中间球壳以及右侧球壳共同构成一个完整的球形外壳，所述中间球壳内设有密封腔，所述密封腔内安装有驱动装置，所述驱动装置包括驱动电机、左右且同轴设置的两根齿轮轴、电池以及第一控制装置，左侧的所述齿轮轴上转动安装有左侧球壳，右侧的齿轮轴上转动安装有右侧球壳，两根齿轮轴分别与所述驱动电机传动连接，所述电池为所述驱动电机供电，所述第一控制装置用于控制所述驱动电机旋转，所述左侧球壳和所述右侧球壳采用韧性足且有一定塑性的塑料制成且靠近中间球壳的壁采用硬质抗压塑料制成，所述密封腔内安装有高压瓶，所述左侧球壳和所述右侧球壳的内腔分别通过导气管与所述高压瓶连通，所述导气管上设有第二控制装置，所述左侧球壳与所述中间球壳之间设有安装于左侧所述齿轮轴上的左螺旋桨，所述右侧球壳与所述中间球壳之间设有安装于右侧所述齿轮轴上的右螺旋桨。2.如权利要求1所述的水下探测球形变形机器人，其特征在于，所述左侧半球壳的内壁设置有环形槽，所述右侧半球壳的内壁设置有环形槽,所述左侧球壳内安装有第一电动推杆装置，所述第一电动推杆装置包括机体和推杆，所述第一电动推杆装置的机体固定安装于左侧所述齿轮轴末端，所述第一电动推杆装置的推杆末端设置L型钩状结构，在不工作的时候L型钩状结构位于左侧球壳的环形槽中，在半球壳收缩的时候，通过推杆末端与球壳壁接触传递动力，在伸张的时候，通过电动推杆末端的L形部分与环形槽接触传递拉力；所述右侧球壳内安装有第二电动推杆装置；所述第二电动推杆装置包括机体和推杆，所述第二电动推杆装置的机体固定安装于右侧所述齿轮轴末端，所述第二电动推杆装置的推杆末端设置L型钩状结构且在不工作的时候L型钩状结构位于右侧球壳的环...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继清，强虎，徐关文，蒙艳玫，刘旭，黄仁智，莫荣现，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45