一种框架可展开式水下机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种框架可展开式水下机器人，包括工作主体模块、壳体模块以及壳体驱动模块，所述壳体模块包括若干壳体单元，每个壳体单元外侧均设置第一推进器，壳体驱动模块驱动壳体单元靠近或远离工作主体模块；当壳体单元靠近工作主体模块时，壳体单元侧壁相互接触，并将工作主体模块包裹于壳体模块内；当壳体单元远离工作主体模块时，壳体单元之间相互远离，此时工作主体模块用于进行水下作业。在进行远距离航行探测时，壳体模块收缩，航行阻力小、机动性强，有利于在水中航行。在进行定点采样作业时，壳体模块展开，露出工作主体模块进行采样或者勘察作业，尾部推进器随着壳体模块展开而展开，力臂大，推进器合力矩大，作业能力增强。力增强。力增强。

【技术实现步骤摘要】
一种框架可展开式水下机器人


[0001]本专利技术涉及水下机器人，具体是涉及一种框架可展开式水下机器人。

技术介绍

[0002]海洋作为人类的第二大发展空间，拥有丰富的能源和生物资源。随着不可再生资源的储量在陆地上不断减少，海洋开发进程正在加快。无人水下机器人具有下潜深度大、成本低、可靠性高和能在危险环境下作业等优点，因此逐渐成为各国海洋资源开发的重要手段。水下机器人中，按照有缆和无缆可大致分为两类，即有缆遥控水下机器人(ROV：Remote Operated Vehicle)和无人无缆自主式水下机器人(AUV：Autonomous Underwater Vehicle)。由于AUV拥有较好的自主性和灵活性，能够广泛应用于海洋环境研究、海洋资源勘探、水下监测等领域。AUV代表了未来水下机器人的发展方向，随着科技的发展今后AUV的应用前景会更加广阔。
[0003]水下机器人按结构分为开架式或流线型两类，流线型水下机器人的结构流线结构减小水的阻力，有利于下潜，有利于节省能量，易于抵达深海区，完成海洋活动，缺点是不利于深海海底的定点作业，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，但下潜速度慢，航行时阻力较大，不适合远距离运动。
[0004]现有技术中，如专利申请号为201811311472.3的中国专利公开了一种可变形自主水下机器人，该方案中水下机器人的两侧侧翼模块通过驱动电机转动，驱动丝杠转动，进而使支撑杆同步摆动，实现侧翼模块的张合，在展开作业中，具有稳心高较大、稳定性高等优点，但总体结构只是两侧侧翼模块展开了，而推进器的位置没有发生变化，合力矩没有得到增强，作业能力有限。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种推进器合力矩可变的框架可扩展式水下机器人。
[0006]技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种框架可展开式水下机器人，包括工作主体模块、壳体模块以及壳体驱动模块，所述壳体模块包括若干壳体单元，每个壳体单元外侧均设置第一推进器，所述壳体驱动模块设置于壳体单元和工作主体模块之间，壳体驱动模块驱动壳体单元靠近或远离工作主体模块；当壳体单元靠近工作主体模块时，壳体单元侧壁相互接触，并将工作主体模块包裹于壳体模块内；当壳体单元远离工作主体模块时，壳体单元之间相互远离，此时工作主体模块用于进行水下作业。
[0007]进一步的，所述壳体驱动模块包括展开模块，所述展开模块包括前摆杆、后摆杆、驱动杆、驱动丝杆和螺母连接架，所述前摆杆一端与工作主体模块前端铰接，前摆杆另一端与壳体单元前端铰接；所述后摆杆一端与工作主体模块后端铰接，后摆杆另一端与壳体单元后端铰接，所述驱动丝杆设置于工作主体模块后端，且驱动丝杆向工作主体模块前端延伸，螺母连接架设置于驱动丝杆上，驱动丝杆转动带动螺母连接架移动，所述驱动杆一端与
后摆杆杆身铰接，驱动杆另一端与螺母连接架铰接。
[0008]进一步的，所述壳体单元之间设置有稳定模块，稳定模块与工作主体模块之间设置有限位模块，所述稳定模块包括若干稳定单元，限位模块包括若干限位单元，限位单元连接稳定单元与工作主体模块，所述稳定单元包括第一稳定连接杆、第二稳定连接杆，所述第一稳定连接杆一端与一个壳体单元铰接，第一稳定连接杆另一端与第二稳定连接杆一端铰接，第二稳定连接杆另一端与另一个壳体单元铰接，所述限位单元用于将第一稳定连接杆和第二稳定连接杆连接处在工作主体模块轴向上进行定位。
[0009]进一步的，所述限位单元包括滑块、限位连接杆，所述第一稳定连接杆另一端通过连接件与第二稳定连接杆一端铰接，限位连接杆一端与连接件铰接，限位连接杆另一端与限位单元铰接，且限位连接杆绕连接件的转动平面垂直于第一稳定连接杆和第二稳定连接杆绕连接件的转动平面，所述工作主体模块上设置滑轨，滑轨延伸方向平行于工作主体模块轴向延伸方向，所述滑块沿滑轨滑动，滑块上固定连接有电磁铁；当电磁铁得电时，电磁铁吸附滑轨，此时滑块固定于滑轨上。
[0010]进一步的，所述工作主体模块包括电子舱筒和机械臂，所述驱动丝杆设置于电子舱筒后端，所述机械臂设置于电子舱筒前端，机械臂用于进行水下作业，电子舱筒用于放置控制水下机器人工作的电子设备。
[0011]进一步的，所述工作主体模块还包括垂向推进器和纵向推进器，所述垂向推进器和纵向推进器固定连接于电子舱筒和机械臂之间，所述垂向推进器和纵向推进器的推进方向相互垂直，且垂向推进器和纵向推进器的推进方向均垂直于驱动丝杆的延伸方向。
[0012]进一步的，所述壳体单元最靠近工作主体模块时，壳体单元之间光滑衔接形成流线型弧面，并将工作主体模块完全包裹于壳体模块内。
[0013]进一步的，所述壳体模块包括四个壳体单元，每个壳体单元截面均为四分之一圆弧形。
[0014]进一步的，所述壳体单元包括导流罩、固定连接于导流罩后端的中部壳体以及固定连接于中部壳体后端的尾部壳体，所述导流罩与中部壳体之间设置辅助支架，辅助支架用于安装探照灯及传感器，所述第一推进器固定连接于尾部壳体上。
[0015]进一步的，所述壳体单元固定连接有支撑框架模块，所述支撑框架模块包括若干骨架单元、连接骨架单元的连接单元，所述骨架单元包括与壳体单元内侧固定贴合的骨架、固定块、T型连接件、支撑杆，所述固定块两侧分别固定连接长连杆和T型连接件，两个T型连接件分别通过两个支撑杆与骨架固定连接，所述连接单元包括若干支撑轴、若干长连杆，所述支撑轴与所有骨架单元的骨架固定连接，所述长连杆与所有骨架单元的固定块固定连接，所述前摆杆一端与长连杆前端铰接，后摆杆一端与长连杆的后端铰接。
[0016]有益效果：本专利技术相对于现有技术，其显著优点是在进行远距离航行探测时，壳体单元靠近工作主体模块，壳体模块收缩，航行阻力小、机动性强，有利于在水中航行。在进行定点采样作业时，壳体单元远离工作主体模块，壳体模块展开，露出工作主体模块进行采样或者勘察作业，尾部推进器随着壳体模块展开而展开，力臂大，推进器合力矩大，作业能力增强，有利于提高水下机器人的作业能力与作业范围。
附图说明
[0017]图1为本专利技术水下机器人伸展状态下的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术水下机器人收缩状态下的结构示意图；
[0019]图3为本专利技术中壳体单元及支撑框架模块结合的结构示意图；
[0020]图4为本专利技术中壳体单元结构示意图；
[0021]图5为本专利技术中支撑框架模块的结构示意图；
[0022]图6为图3中B
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B处剖视图；
[0023]图7为图6中C
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C处剖视图；
[0024]图8为本专利技术中支撑框架模块的尾部框架Ⅰ结构示意图；
[0025]图9为本专利技术中支撑框架模块的尾部框架Ⅱ结构示意图；
[0026]图10为本专利技术中工作主体模块的结构示意图；
[0027]图11为图1中A
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A处剖视图；
[0028]图12为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种框架可展开式水下机器人，其特征在于，包括工作主体模块(65)、壳体模块(67)以及壳体驱动模块(66)，所述壳体模块(67)包括若干壳体单元(84)，每个壳体单元(84)外侧均设置第一推进器(6)，所述壳体驱动模块(66)设置于壳体单元(84)和工作主体模块(65)之间，壳体驱动模块(66)驱动壳体单元(84)靠近或远离工作主体模块(65)；当壳体单元(84)靠近工作主体模块(65)时，壳体单元侧壁相互接触，并将工作主体模块(65)包裹于壳体模块(67)内；当壳体单元(84)远离工作主体模块(65)时，壳体单元(84)之间相互远离，此时工作主体模块(65)用于进行水下作业。2.根据权利要求1所述的框架可展开式水下机器人，其特征在于，所述壳体驱动模块(66)包括展开模块(68)，所述展开模块(68)包括前摆杆(43)、后摆杆(54)、驱动杆(33)、驱动丝杆(61)和螺母连接架(64)，所述前摆杆(43)一端与工作主体模块(65)前端铰接，前摆杆(43)另一端与壳体单元(84)前端铰接；所述后摆杆(54)一端与工作主体模块(65)后端铰接，后摆杆(54)另一端与壳体单元(84)后端铰接，所述驱动丝杆(61)设置于工作主体模块(65)后端，且驱动丝杆(61)向工作主体模块(65)前端延伸，螺母连接架(64)设置于驱动丝杆(61)上，驱动丝杆(61)转动带动螺母连接架(64)移动，所述驱动杆(33)一端与后摆杆(54)杆身铰接，驱动杆(33)另一端与螺母连接架(64)铰接。3.根据权利要求1所述的框架可展开式水下机器人，其特征在于，所述壳体单元(84)之间设置有稳定模块(69)，稳定模块(69)与工作主体模块(65)之间设置有限位模块(70)，所述稳定模块(69)包括若干稳定单元，限位模块包括若干限位单元，限位单元连接稳定单元与工作主体模块(65)，所述稳定单元包括第一稳定连接杆(71)、第二稳定连接杆(72)，所述第一稳定连接杆(71)一端与一个壳体单元(84)铰接，第一稳定连接杆(71)另一端与第二稳定连接杆(72)一端铰接，第二稳定连接杆(72)另一端与另一个壳体单元(84)铰接，所述限位单元用于将第一稳定连接杆(71)和第二稳定连接杆(72)连接处在工作主体模块(65)轴向上进行定位。4.根据权利要求3所述的框架可展开式水下机器人，其特征在于，所述限位单元包括滑块(42)、限位连接杆(48)，所述第一稳定连接杆(71)另一端通过连接件(75)与第二稳定连接杆(72)一端铰接，限位连接杆(48)一端与连接件(75)铰接，限位连接杆(48)另一端与限位单元铰接，且限位连接杆(48)绕连接件(75)的转动平面垂直于第一稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷宝吉，徐文星，唐文献，朱永梅，齐继阳，王壮，颜静，辛伯彧，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：