一种水下多功能机器人及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水下多功能机器人及其控制系统，包括机器人外壳所述机器人外壳一端安装有摄像组件，所述机器人外壳另一端安装有引导组件，本发明专利技术结构科学合理，使用安全方便，设置有摄像组件，通过弧形防护板和弧形透明板的作用，便于将微型摄像头进行遮挡保护，避免外界物体与之发生碰撞，通过旋转环、摇杆和弧形橡胶垫的作用，便于角度调节轴转动时，同步带动弧形橡胶垫进行转动，从而对弧形透明板外表面进行摩擦清理，避免水下杂质吸附在弧形透明板表面，影响摄像工作，设置有引导组件，通过套管、内杆和把手的作用，便于拉出把手，方便潜水者提供抓握，操作简单，使用方便可靠，增加水底引导工作，提高装置的功能性。

【技术实现步骤摘要】
一种水下多功能机器人及其控制系统
本专利技术涉及水下机器人
，具体为一种水下多功能机器人及其控制系统。
技术介绍
水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具，普通的水下机器人功能单一，只能提高数据采集工作，或者水下采样工作，操作复杂，而且，当水底环境较差，水中存在大量杂质时，杂质容易吸附在摄像头表面，使得摄像头摄像模糊，影响摄像工作，需要将机器人打捞上来进行清理，在嵌入水中进行工作，操作复杂，浪费时间，所以急需一种水下多功能机器人及其控制系统解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种水下多功能机器人及其控制系统，可以有效解决上述
技术介绍
中提出普通的水下机器人功能单一，只能提高数据采集工作，或者水下采样工作，操作复杂，而且，当水底环境较差，水中存在大量杂质时，杂质容易吸附在摄像头表面，使得摄像头摄像模糊，影响摄像工作，需要将机器人打捞上来进行清理，在嵌入水中进行工作，操作复杂，浪费时间的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水下多功能机器人，包括机器人外壳、水平推进器、通孔和垂直推进器，所述机器人外壳两侧均安装有水平推进器，所述机器人外壳顶端两侧均开设有通孔，所述通孔内部嵌入安装有垂直推进器，所述水平推进器和垂直推进器的数量均为两个，所述水平推进器和垂直推进器的输入端均与机器人内部控制器的输出端电性连接，所述机器人外壳一端安装有摄像组件；所述摄像组件包括U型槽、角度调节轴、微型摄像头、弧形防护板、弧形透明板、旋转环、摇杆、弧形橡胶垫、活动轴和LED灯；所述机器人外壳一端开设有U型槽，所述U型槽内壁之间嵌入安装有角度调节轴，所述角度调节轴中心位置处安装有微型摄像头，所述微型摄像头边部嵌入安装有LED灯，所述微型摄像头和LED灯的输入端均与机器人内部控制器的输出端电性连接，所述U型槽外侧安装有弧形防护板，所述弧形防护板中心位置处嵌入安装有弧形透明板，所述弧形透明板的弧度为一百八十度，所述角度调节轴两端外侧均套接有旋转环，所述旋转环一侧安装有摇杆，两个所述摇杆之间安装有弧形橡胶垫，所述弧形橡胶垫与摇杆之间通过活动轴相连，所述弧形橡胶垫的数量为两个，且分布在弧形透明板两端，所述弧形橡胶垫一侧与弧形透明板贴合。根据上述技术方案，所述机器人外壳顶端一侧安装有接线块，所述接线块顶端连接有脐带缆，所述脐带缆端部与接线块之间通过活动球相连。根据上述技术方案，所述机器人外壳另一端安装有引导组件；所述引导组件包括套管、内杆、把手、凹槽、线盘、引导线和锁紧螺杆；所述机器人外壳另一端两侧均嵌入安装有套管，所述套管内部插入安装有内杆，两个所述内杆端部之间安装有把手，所述机器人外壳另一端与把手对应位置处开设有凹槽，所述把手中心位置处安装有线盘，所述线盘内部安装有引导线，所述引导线一端连接有套环，所述线盘与引导线出口处安装有锁紧螺杆。根据上述技术方案，所述机器人外壳底端两侧均安装有固定块，所述固定块的数量为4个，两个相邻所述固定块之间安装有转轴，所述转轴底端两侧均安装有取样铲，所述取样铲底端连接有磁条。根据上述技术方案，所述机器人外壳底端两边均安装有支撑组件；所述支撑组件包括支撑底座、连接弹簧、支撑板和软管；所述机器人外壳底端两边均固定安装有支撑底座，所述支撑底座底部均匀安装有连接弹簧，所述连接弹簧底端连接有支撑板，所述连接弹簧外侧套接有软管，并通过软管将连接弹簧包裹密封。一种水下多功能机器人控制系统，包括水上控制端、显示屏、电源和水下控制器，所述显示屏与水上控制端相连，所述水上控制端与电源相连，所述水上控制端通过脐带缆与水下控制器相连，所述水下控制器包括监测模块、动力模块、摄像模块和采集模块，所述监测模块包括温度传感器、深度传感器、照度传感器和惯性传感器，所述动力模块包括水平推进子模块和垂直推进子模块，所述摄像模块包括角度调节电机、LED灯和微型摄像头，所述采集模块包括采集电机。根据上述技术方案，所述监测模块包括温度传感器、深度传感器和照度传感器，其中，所述温度传感器用于测量机器人下潜时不同深度的水温，并将水温信息通过水下控制器传递至水上控制端进行记录储存，所述深度传感器为一种扩散硅型压力传感器，是指用于测量机器人下潜和上浮的深度信息，并将深度信息通过水下控制器传递至水上控制端进行记录储存，所述照度传感器是指测量不同水底不同深度的光线数据，并将光线数据通过水下控制器传递至水上控制端进行记录储存，所述惯性传感器是指采集机器人工作时的加速度、陀螺仪信息，并通过水下控制器传递至水上控制端进行分析，获得机器人的姿态数据。根据上述技术方案，所述动力模块包括水平推进子模块和垂直推进子模块，所述水平推进子模包括两个水平推进器，所述垂直推进子模块包括垂直推进器，其中，推进器采用有刷直流电机，电机驱动使用全桥驱动方式，控制器只需发出PWM信号即可控制转速，所述动力模块是指根据监测模块提供的信息，通过水上控制端控制水下控制器，改变其动力，其中，阻力主要来自本体水下移动时的阻力，本体水下移动阻力公式为：其中，Cd为阻力系数，V为机器人运动速度，ρ为水密度，L为机器人纵向长度。根据上述技术方案，所述摄像模块包括角度调节电机、LED灯和微型摄像头，所述角度调节电机输出轴与角度调节轴相连，并根据需求转动角度调节轴，从而调节微型摄像头的摄像角度，所述微型摄像头是指采集水下的影像信息，并将深度信息通过水下控制器传递至水上控制端，通过显示屏进行观看，所述LED灯是指根据照度传感器采集的水底光线信息进行分析，控制LED灯的光照强度，从而提高微型摄像头摄像的清晰度。根据上述技术方案，所述采集模块包括采集电机，所述采集电机的输出轴与转轴相连，所述采集电机根据水下控制器下达的指令，对指定水底的水下物体进行采集，获取相应样品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术结构科学合理，使用安全方便：1、设置有摄像组件，通过角度调节轴的作用，便于根据需求调节微型摄像头的摄像角度，通过弧形防护板和弧形透明板的作用，便于将微型摄像头进行遮挡保护，避免外界物体与之发生碰撞，造成其损坏，通过旋转环、摇杆、弧形橡胶垫和活动轴的作用，便于角度调节轴转动时，同步带动弧形橡胶垫进行转动，从而对弧形透明板外表面进行摩擦清理，避免水下杂质吸附在弧形透明板表面，影响摄像工作。2、设置有引导组件，通过套管、内杆和把手的作用，便于拉出把手，方便潜水者提供抓握，从而引导带动潜水者前进，通过线盘、引导线和锁紧螺杆的作用，便于根据需求拉出一定长度的引导线，从而引导多名潜水者进行水下活动，操作简单，使用方便可靠，增加水底引导工作，提高装置的功能性。3、设置有固定块，通过转轴和取样铲的作用，便于在指定地点进行水底采集工作，从而将水底物体进行打捞，供使用者研究，通过磁条的作用，便于将两个取样铲吸附固定，避免机器人移动过程中，两个取样铲分开造成物体掉落，增加水底采样工作，提高装置的功能性。4、设置有支撑组件，通过支撑底座、连接弹簧和支撑板的作用，便于缓冲机器人与物体接触时的碰撞力，同时通过连接弹簧的弹性作用，使得不同支撑板根据接触面的凹凸情况进行压缩，从而使其更好的与接触面贴合，提高装置的稳定性，使用更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下多功能机器人，包括机器人外壳(1)、水平推进器(2)、通孔(3)和垂直推进器(4)，所述机器人外壳(1)两侧均安装有水平推进器(2)，所述机器人外壳(1)顶端两侧均开设有通孔(3)，所述通孔(3)内部嵌入安装有垂直推进器(4)，所述水平推进器(2)和垂直推进器(4)的数量均为两个，所述水平推进器(2)和垂直推进器(4)的输入端均与机器人内部控制器的输出端电性连接，其特征在于：所述机器人外壳(1)一端安装有摄像组件(8)；所述摄像组件(8)包括U型槽(801)、角度调节轴(802)、微型摄像头(803)、弧形防护板(804)、弧形透明板(805)、旋转环(806)、摇杆(807)、弧形橡胶垫(808)、活动轴(809)和LED灯(810)；所述机器人外壳(1)一端开设有U型槽(801)，所述U型槽(801)内壁之间嵌入安装有角度调节轴(802)，所述角度调节轴(802)中心位置处安装有微型摄像头(803)，所述微型摄像头(803)边部嵌入安装有LED灯(810)，所述微型摄像头(803)和LED灯(810)的输入端均与机器人内部控制器的输出端电性连接，所述U型槽(801)外侧安装有弧形防护板(804)，所述弧形防护板(804)中心位置处嵌入安装有弧形透明板(805)，所述弧形透明板(805)的弧度为一百八十度，所述角度调节轴(802)两端外侧均套接有旋转环(806)，所述旋转环(806)一侧安装有摇杆(807)，两个所述摇杆(807)之间安装有弧形橡胶垫(808)，所述弧形橡胶垫(808)与摇杆(807)之间通过活动轴(809)相连，所述弧形橡胶垫(808)的数量为两个，且分布在弧形透明板(805)两端，所述弧形橡胶垫(808)一侧与弧形透明板(805)贴合。...

【技术特征摘要】
1.一种水下多功能机器人，包括机器人外壳(1)、水平推进器(2)、通孔(3)和垂直推进器(4)，所述机器人外壳(1)两侧均安装有水平推进器(2)，所述机器人外壳(1)顶端两侧均开设有通孔(3)，所述通孔(3)内部嵌入安装有垂直推进器(4)，所述水平推进器(2)和垂直推进器(4)的数量均为两个，所述水平推进器(2)和垂直推进器(4)的输入端均与机器人内部控制器的输出端电性连接，其特征在于：所述机器人外壳(1)一端安装有摄像组件(8)；所述摄像组件(8)包括U型槽(801)、角度调节轴(802)、微型摄像头(803)、弧形防护板(804)、弧形透明板(805)、旋转环(806)、摇杆(807)、弧形橡胶垫(808)、活动轴(809)和LED灯(810)；所述机器人外壳(1)一端开设有U型槽(801)，所述U型槽(801)内壁之间嵌入安装有角度调节轴(802)，所述角度调节轴(802)中心位置处安装有微型摄像头(803)，所述微型摄像头(803)边部嵌入安装有LED灯(810)，所述微型摄像头(803)和LED灯(810)的输入端均与机器人内部控制器的输出端电性连接，所述U型槽(801)外侧安装有弧形防护板(804)，所述弧形防护板(804)中心位置处嵌入安装有弧形透明板(805)，所述弧形透明板(805)的弧度为一百八十度，所述角度调节轴(802)两端外侧均套接有旋转环(806)，所述旋转环(806)一侧安装有摇杆(807)，两个所述摇杆(807)之间安装有弧形橡胶垫(808)，所述弧形橡胶垫(808)与摇杆(807)之间通过活动轴(809)相连，所述弧形橡胶垫(808)的数量为两个，且分布在弧形透明板(805)两端，所述弧形橡胶垫(808)一侧与弧形透明板(805)贴合。2.根据权利要求1所述的一种水下多功能机器人，其特征在于：所述机器人外壳(1)顶端一侧安装有接线块(5)，所述接线块(5)顶端连接有脐带缆(6)，所述脐带缆(6)端部与接线块(5)之间通过活动球(7)相连。3.根据权利要求1所述的一种水下多功能机器人，其特征在于：所述机器人外壳(1)另一端安装有引导组件(9)；所述引导组件(9)包括套管(901)、内杆(902)、把手(903)、凹槽(904)、线盘(905)、引导线(906)和锁紧螺杆(907)；所述机器人外壳(1)另一端两侧均嵌入安装有套管(901)，所述套管(901)内部插入安装有内杆(902)，两个所述内杆(902)端部之间安装有把手(903)，所述机器人外壳(1)另一端与把手(903)对应位置处开设有凹槽(904)，所述把手(903)中心位置处安装有线盘(905)，所述线盘(905)内部安装有引导线(906)，所述引导线(906)一端连接有套环，所述线盘(905)与引导线(906)出口处安装有锁紧螺杆(907)。4.根据权利要求1所述的一种水下多功能机器人，其特征在于：所述机器人外壳(1)底端两侧均安装有固定块(10)，所述固定块(10)的数量为4个，两个相邻所述固定块(10)之间安装有转轴(11)，所述转轴(11)底端两侧均安装有取样铲(12)，所述取样铲(12)底端连接有磁条(13)。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，宋英杰，赵强，谢广明，李温温，王婷，李冰，李笑梅，王馨笛，
申请(专利权)人：白城师范学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22