一种智能折翼水下机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种智能折翼水下机器人，属于机器人领域。本发明专利技术所述的智能折翼水下机器人的能源舱与主载荷舱安装形成整体机体结构；主控制舱的前段设有透明半球罩；所述的主控制舱上设有可展开与闭合的自动机翼；所述的自动机翼通过舵机驱动机构驱动作动；所述的舵机驱动机构布置在主控制舱内，舵机驱动机构由能源舱供给能源；主载荷舱的尾部设有动力系统。本发明专利技术提供的智能折翼水下机器人，可发挥流线型下潜速度快的优势，也具有开架式稳定作业的能力，该发明专利技术在流线型结构主舱的两侧加上可以折叠的翼，作业时将翼展开，可以起到稳定，平衡的作用；下潜时将翼收缩起来，可以快速下潜。这种结构通过调整翼的姿态，可适用于不同的海洋环境。

【技术实现步骤摘要】
一种智能折翼水下机器人
本专利技术涉及一种智能折翼水下机器人，属于机器人领域。
技术介绍
从古到今,人类对海洋的探索活动从未停止，在过去，人类的活动范围仅限于陆地，对海洋的开发有限，随着科技发展，人们对占陆地面积四分之三海洋进行深入探索，从陆地到海洋是科技的进步。众所周知，海洋是巨大的资源宝库，蕴含着丰富的矿产资源，21世纪的今天，陆地资源经过几百年的开采，已经开始逐渐枯竭，所以人们开始转向海洋寻求可开发利用的资源，但是，由于人自身条件有限，所以只能借助水下机器人完成水下作业，水下机器人按结构分为开架式或流线型两类，传统的水下机器人若是用于深海作业，就将机器人设计成流线型，这种结构有利于下潜，有利于减小水的阻力，节省能量，易于抵达深海区，完成海洋活动，缺点是不利于深海海底作业，稳定性差，可靠性低，难以控制；开架式有益于浅海区作业，稳定性好。开架式结构稳定性好，但下潜速度慢，流线型结构能快速下潜，但不利于定点作业。目前水下机器人通常按照固定用途去设计，难以满足不同工作环境，很容易受到海域环境影响，工作效率不高。
技术实现思路
本专利技术针对上述不足提供了一种智能折翼水下机器人。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术所述的智能折翼水下机器人，该机器人包括透明半球罩，主控制舱,能源舱,主载荷舱；所述主控制舱，能源舱与主载荷舱安装形成整体机体结构；主控制舱的前段设有透明半球罩；所述的主控制舱上设有可展开与闭合的自动机翼；所述的自动机翼通过舵机驱动机构驱动作动；所述的舵机驱动机构布置在主控制舱内，舵机驱动机构由能源舱供给能源；主载荷舱的尾部设有动力系统。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的舵机驱动机构包括步进电机，垂直齿轮，主动齿轮，传动轴，衔接齿轮，机翼轴；所述的步进电机的驱动轴上设有主动齿轮；所述的传动轴的两端同轴分别布置垂直齿轮；所述的机翼轴轴向设有衔接齿轮，机翼轴的外壁与自动机翼相连，机翼轴的旋转带动自动机翼的展开与闭合，自动机翼为两个，每个自动机翼分别与机翼轴相固定；所述的主动齿轮的两侧分别设有传动轴，传动轴处于同一直线；两个的传动轴上的靠近主动齿轮一侧的垂直齿轮与主动齿轮相啮合；两个的传动轴上远离主动齿轮一侧的垂直齿轮与衔接齿轮相啮合；所述的两个机翼轴上的衔接齿轮相互为错位布置。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的主动齿轮上设有分度盘，通过分度盘显示主动齿轮的旋转角度，以控制自动机翼的展开角度。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的机体结构的外侧设有配重；机体结构的底部设有防腐支。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的透明半球内设有摄像头；透明半球罩的外侧设有水下防水LED灯。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的机体结构的两侧侧壁上设有导管螺旋推进器。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的自动机翼之间的主控制舱顶部设有水深传感器。本专利技术所述的智能折翼水下机器人，所述的传动轴的外侧设有保护套管。有益效果本专利技术提供的智能折翼水下机器人，可发挥流线型下潜速度快的优势，也具有开架式稳定作业的能力，该专利技术在流线型结构主舱的两侧加上可以折叠的翼，作业时将翼展开，可以起到稳定，平衡的作用；下潜时将翼收缩起来，可以快速下潜。这种结构通过调整翼的姿态，可适用于不同的海洋环境。本专利技术提供的智能折翼水下机器人结构简单，无论是浅海或深海，都可以实现作业，大大提高作业效率高，弥补了传统流线型或开架式的优势相互孤立起来，这样可以做到流线式快速下潜，流线结构可以大大减小水的阻力，能量消耗低；当下潜某一高度，折叠的双翼自动打开，这样水下机器人就变成开架式，稳定性，可靠性可以大大提高，有利于水下作业顺利完成。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术舵机驱动机构结构示意图；图3是本专利技术的驱动结构安装剖面示意图；图4是本专利技术的传感机构安装示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示：智能折翼水下机器人结构示意图：透明半球罩1，用于保护摄像头；水下摄像头2，采集图像信息，摄像头后面加装上下旋转舵机，有利于扩大图像采集的范围；主控制舱3，安放电子控制板，控制水下机器人协调运行；导管螺旋推进器4，螺旋桨上加上导流管，可以增加30%-35%的推力；水下防水LED灯5为摄像头供照明光线；水下防腐支架6用于支撑水下机器人.自动折翼7在不同的海况，不同工作条件，机翼状态也不同，当下潜时，要求下潜速度快，则需要收缩双翼；当水下工作时，要求水下机器人稳定性强一些，则需要打开双翼。配重块8，是水下机器人必不可少的，用于增加水下机器人重量及平衡，有利于下潜。能源舱9，支持3-4S锂电池，为整个水下机器人提供电源；水下防水声呐10，用于水下机器人海底避障。如图2所示：舵机驱动机构包括步进电机71，垂直齿轮72，主动齿轮73，传动轴74，衔接齿轮75，机翼轴76；舵机驱动机构与智能折翼机器人连接处示意图，步进电机71首先步进顺时针转动，4分度盘示数为时，1步进停止转动，舵机驱动机构两侧的机翼随着步进电机转动缓缓张开，这样从简单的流线型变成开架式智能水下机器人，稳定性大大提高；反之，当步进逆时针转动，4分度盘示数为时，步进转动停止，驱动机构两侧的机翼随着电机转动缓缓闭合，这时，水下机器人从开架式变成流线型，这样就有利于深海下潜，阻力小，下潜速度快。垂直齿轮72与主动齿轮73啮合；步进电机71顺时针旋转，驱动轴带动主动齿轮73顺时针时，相应的两垂直齿轮72也带动传动轴74转动，机翼轴76带动两侧机翼张开或者收缩。传动轴套管用于保护传动轴，以免杂质或者其他干扰因素，以免影响机械做功。舵机驱动机构的分度盘上刻度，显示旋转多少度，分度盘布置在主动齿轮73上，主动齿轮73连接传感器，将采集模拟信号传给stm32F103VCT6芯片处理，处理后将反馈信号发给步进电机71，正转步进电机71停止转动，实现机翼张开目的。传动轴74将获得转动动能传递给机翼轴，实现机翼打开；主动齿轮73与垂直齿轮72之间啮合，将动能传给自动机翼7，实现自动机翼7张合。折叠自动机翼7，上下折叠或者张开，从而实现流线型到开架式的转变。水下机器人舱室内设有图像采集舱，用于图像的采集及保护摄像机；摄像头模块，获取水下图像数据电子舱，安装控制芯片stm32F103VCT6;能源舱内装有锂电池，为整个水下机器人提供电力支持；尾舱，流线型，有利于减小阻力；动力模块，提供推力。机翼轴76轴向设有衔接齿轮75，机翼轴76的外壁与自动机翼7相连，机翼轴76的旋转带动自动机翼7的展开与闭合，自动机翼7为两个，每个自动机翼7分别与机翼轴76相固定；主动齿轮73的两侧分别设有传动轴74，传动轴74处于同一直线；两个的传动轴74上的靠近主动齿轮73一侧的垂直齿轮72与主动齿轮73相啮合；两个的传动轴74上远离主动齿轮73一侧的垂直齿轮72与衔接齿轮75相啮合；初始化状态下，水下智能水下机器人自动机翼7处于两侧收缩状态，当水下机器人刚下水，水深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能折翼水下机器人，该机器人包括透明半球罩（1），主控制舱（3）, 能源舱（9）, 主载荷舱（11）；所述主控制舱（3），能源舱（9）与主载荷舱（11）安装形成整体机体结构；主控制舱（3）的前段设有透明半球罩（1）；其特征在于：所述的主控制舱（3）上设有可展开与闭合的自动机翼（7）；所述的自动机翼（7）通过舵机驱动机构驱动作动；所述的舵机驱动机构布置在主控制舱（3）内，舵机驱动机构由能源舱（9）供给能源；主载荷舱（11）的尾部设有动力系统（12）。

【技术特征摘要】
1.一种智能折翼水下机器人，该机器人包括透明半球罩（1），主控制舱（3）,能源舱（9）,主载荷舱（11）；所述主控制舱（3），能源舱（9）与主载荷舱（11）安装形成整体机体结构；主控制舱（3）的前段设有透明半球罩（1）；其特征在于：所述的主控制舱（3）上设有可展开与闭合的自动机翼（7）；所述的自动机翼（7）通过舵机驱动机构驱动作动；所述的舵机驱动机构布置在主控制舱（3）内，舵机驱动机构由能源舱（9）供给能源；主载荷舱（11）的尾部设有动力系统（12）。2.根据权利要求1所述的智能折翼水下机器人，其特征在于：所述的舵机驱动机构包括步进电机（71），垂直齿轮（72），主动齿轮（73），传动轴（74），衔接齿轮（75），机翼轴（76）；所述的步进电机（71）的驱动轴上设有主动齿轮（73）；所述的传动轴（74）的两端同轴分别布置垂直齿轮（72）；所述的机翼轴（76）轴向设有衔接齿轮（75），机翼轴（76）的外壁与自动机翼（7）相连，机翼轴（76）的旋转带动自动机翼（7）的展开与闭合，自动机翼（7）为两个，每个自动机翼（7）分别与机翼轴（76）相固定；所述的主动齿轮（73）的两侧分别设有传动轴（74），传动轴（74）处...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙双龙，李远禄，王月鹏，刘云平，周慧敏，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32