一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统，包括：滑翔件，其包括滑翔容置管、封闭控制管、配重调整件和电源件，封闭控制管设置在滑翔容置管上，配重调整件和电源件在封闭控制管内以调整滑翔容置管首部和尾部浮力；释放回收件，其包括主机释放回收件和僚机释放回收件，主机释放回收件和僚机释放回收件均设置在滑翔容置管上；蛇形机动件，其包括第一蛇形机器人和第二蛇形机器人，第一蛇形机器人容置在主机释放回收件上，第二蛇形机器人容置在僚机释放回收件上。本发明专利技术隐蔽性强、机动灵活，可编队协同执行任务，任务执行效率高；航行稳定、航行能耗低、维护费用低、可重复使用、可大量投放、满足了长时间、远距离隐蔽性航行的需要。的需要。的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统和控制方法


[0001]本专利技术涉及新型海洋无人航行器
，更具体地说，本专利技术涉及一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统和控制方法。

技术介绍

[0002]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，人的潜水深度和体力有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。
[0003]无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中水下滑翔机是无缆遥控潜水器的重要发展方向。水下滑翔机是一种新型的水下机器人。由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)和隐蔽性高的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、远距离和大范围海洋探索的需要。但是由于水下滑翔机本身不具有动力和自身结构所限，灵活性较差。
[0004]水下蛇形机器人是一种高冗余度移动机器人，具有多于确定机器人空间位置和姿态所需的自由度在水下实现蛇形行动；另外蛇形机器人在水下的工作效率更高。这些特点使得蛇形机器人可在水下人类难以到达的地方进行隐蔽工作，增加了安全系数，同时可减少人类因体力不足等因素引起的一系列误差将人类从繁重、危险的工作环境中解脱出来，由水下蛇形机器人代替人进行复杂工作，在军事侦察、海底资源勘测、输油管道检查清洗、钻井平台水下结构检测与维修、水底电缆检测、海上养殖以及大坝水下坝体检测等领域作用巨大。但是蛇形机器人由于其运行速度低、航行距离短、功耗高、自持力弱、效费比低，目前仅在适合近距离投放和小范围搜索中使用，不适合长距离投放、长距离和长航时航行。
[0005]因此，设计一款具有远距离投放，大范围、长航时的水下隐蔽运行，并且到达预定目标后编队灵活执行探测、高效侦测工作，并且便于回收的一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统，具有重要价值。

技术实现思路

[0006]为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统和控制方法，具体采用如下的技术方案：
[0007]一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统，包括：
[0008]滑翔件，其包括滑翔容置管、封闭控制管、配重调整件和电源件，所述封闭控制管设置在所述滑翔容置管上，所述配重调整件和所述电源件在所述封闭控制管内以调整所述滑翔容置管首部和尾部浮力；
[0009]释放回收件，其设置在所述滑翔件上，其包括主机释放回收件和僚机释放回收件，所述主机释放回收件和所述僚机释放回收件均设置在所述滑翔容置管上；
[0010]蛇形机动件，其设置在所述释放回收件上，其包括第一蛇形机器人和第二蛇形机
器人，所述第一蛇形机器人容置在所述主机释放回收件上，所述第二蛇形机器人容置在所述僚机释放回收件上；
[0011]其中：所述第一蛇形机器人和所述第二蛇形机器人被容置在所述滑翔容置管内远距离投放入海水中，以水中滑翔推进系统模式游至目的地后，将所述第一蛇形机器人和所述第二蛇形机器人释放并且编队，以水下蛇形机动推进系统模式执行任务。
[0012]优选地，所述滑翔容置管包括前部端盖、中部容置管和后部端盖，所述前部端盖贯通连接在所述中部容置管一端口上，所述前部端盖内设置有调整固定架；所述中部容置管侧壁上开设有收放通孔，所述收放通孔上设置有收放启闭件，所述收放启闭件包括第一启闭门、第二启闭门和启闭动力件，所述第一启闭门通过第一铰接轴铰接在所述收放通孔上，所述第二启闭门通过所述第二铰接轴铰接在所述收放通孔上；所述启闭动力件包括启闭电机、启闭蜗杆和启闭蜗轮，所述启闭电机设置在所述后部端盖内，所述启闭蜗轮套装在所述第一铰接轴和所述第二铰接轴上，所述启闭蜗杆设置在所述启闭电机的转轴上，并且所述启闭蜗杆与所述启闭蜗轮啮合。
[0013]优选地，所述封闭控制管呈圆弧板状，所述封闭控制管固定设置在所述中部容置管侧壁上，并且所述封闭控制管一端与所述中部容纳腔一端做密封圆弧处理，同时所述封闭控制管另一端与所述中部容纳腔另一端做密封圆弧处理；所述封闭控制管外侧壁上对称设置有两个滑翔翼。
[0014]优选地，所述配重调整件包括调节油箱、调节输油管和调节油囊，所述调节油箱设置在所述封闭控制管内，所述调节油箱上设置有输油泵，所述输油泵能够通过所述调节输油管向所述调节油囊输送或者抽取油，所述调节油囊设置在所述调整固定架上。
[0015]优选地，所述电源件包括滑轨、移动电源和移动微型电机，多个所述滑轨相互平行设置在所述封闭控制管内的所述中部容置管上，所述移动电源通过其上设置的滑动槽设置在所述滑轨上，所述移动微型电机设置在所述移动电源上，所述移动微型电机的转轴上的主动轮与所述滑轨上的第一齿牙啮合。
[0016]优选地，所述主机释放回收件包括第一铁芯和第一磁力线圈，所述第一铁芯一端竖直设置在所述中部容置管内，所述第一铁芯另一端面上设置有第二齿牙，所述第一磁力线圈固定套装在所述第一铁芯上。
[0017]优选地，所述僚机释放回收件包括左侧僚机释放回收件和右侧僚机释放回收件，所述左侧僚机释放回收件和所述右侧僚机释放回收件均设置在所述中部容置管上，并且所述左侧僚机释放回收件与所述第一启闭门位置对应，所述右侧僚机释放回收件与所述第二启闭门位置对应；所述左侧僚机释放回收件包括收放传动杆、收放动力件和抓取调整件，所述收放传动杆沿着所述中部容置管内侧面嵌装在滑动轨内，所述滑动轨呈矩形槽状，多个所述滑动轨沿着所述中部容置管内壁周向分布；所述收放动力件包括收放电机和收放齿轮，所述收放电机设置在所述封闭控制管内的所述中部容置管上，并且所述收放电机的转轴贯穿入所述中部容置管，所述收放齿轮设置在所述收放电机的转轴上，并且所述收放齿轮与所述收放传动杆侧边上的第三齿牙啮合。
[0018]优选地，所述抓取调整件包括抓取调整管、第二铁芯和第二磁力线圈，所述抓取调整管外壁周向设置有第四齿牙，所述抓取调整管设置在所述收放传动杆一端上，所述第二铁芯一端设置在所述抓取调整管内壁上，多个所述第二铁芯在所述抓取调整管内壁周向分
布；所述第二磁力线圈套装在所述第二铁芯上，多个所述第二磁力线圈与多个所述第二铁芯逐一对应，并且多个所述第二磁力线圈相互之间并联；所述右侧僚机释放回收件与所述左侧僚机释放回收件结构相同。
[0019]优选地，所述第一蛇形机器人包括探测舱、动力舱、中控舱、尾舱和转向机构，四个所述转向机构以次将所述探测舱、所述动力舱、所述中控舱和所述尾舱依次逐个连接；所述探测舱、所述动力舱、所述中控舱和所述尾舱的外壳上均固定套装有齿轮环；所述探测舱上设置有舱侧螺旋桨推进器，所述动力舱上设置有螺旋桨横向推进器和螺旋桨竖向推进器；所述第二蛇形机器人与所述第一蛇形机器人结构相同，所述第二蛇形机器人设置有两个，两个所述第二蛇形机器人与所述左侧僚机释放回收件和所述右侧僚机释放回收件逐一对应。
[0020]优选地，所述的提升航行稳定性的水下机器人推进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，包括：滑翔件，其包括滑翔容置管、封闭控制管、配重调整件和电源件，所述封闭控制管设置在所述滑翔容置管上，所述配重调整件和所述电源件在所述封闭控制管内以调整所述滑翔容置管首部和尾部浮力；释放回收件，其设置在所述滑翔件上，其包括主机释放回收件和僚机释放回收件，所述主机释放回收件和所述僚机释放回收件均设置在所述滑翔容置管上；蛇形机动件，其设置在所述释放回收件上，其包括第一蛇形机器人和第二蛇形机器人，所述第一蛇形机器人容置在所述主机释放回收件上，所述第二蛇形机器人容置在所述僚机释放回收件上；其中：所述第一蛇形机器人和所述第二蛇形机器人被容置在所述滑翔容置管内远距离投放入海水中，以水中滑翔推进系统模式游至目的地后，将所述第一蛇形机器人和所述第二蛇形机器人释放并且编队，以水下蛇形机动推进系统模式执行任务。2.根据权利要求1所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述滑翔容置管包括前部端盖、中部容置管和后部端盖，所述前部端盖贯通连接在所述中部容置管一端口上，所述前部端盖内设置有调整固定架；所述中部容置管侧壁上开设有收放通孔，所述收放通孔上设置有收放启闭件，所述收放启闭件包括第一启闭门、第二启闭门和启闭动力件，所述第一启闭门通过第一铰接轴铰接在所述收放通孔上，所述第二启闭门通过所述第二铰接轴铰接在所述收放通孔上；所述启闭动力件包括启闭电机、启闭蜗杆和启闭蜗轮，所述启闭电机设置在所述后部端盖内，所述启闭蜗轮套装在所述第一铰接轴和所述第二铰接轴上，所述启闭蜗杆设置在所述启闭电机的转轴上，并且所述启闭蜗杆与所述启闭蜗轮啮合。3.根据权利要求2所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述封闭控制管呈圆弧板状，所述封闭控制管固定设置在所述中部容置管侧壁上，并且所述封闭控制管一端与所述中部容纳腔一端做密封圆弧处理，同时所述封闭控制管另一端与所述中部容纳腔另一端做密封圆弧处理；所述封闭控制管外侧壁上对称设置有两个滑翔翼。4.根据权利要求3所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述配重调整件包括调节油箱、调节输油管和调节油囊，所述调节油箱设置在所述封闭控制管内，所述调节油箱上设置有输油泵，所述输油泵能够通过所述调节输油管向所述调节油囊输送或者抽取油，所述调节油囊设置在所述调整固定架上。5.根据权利要求4所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述电源件包括滑轨、移动电源和移动微型电机，多个所述滑轨相互平行设置在所述封闭控制管内的所述中部容置管上，所述移动电源通过其上设置的滑动槽设置在所述滑轨上，所述移动微型电机设置在所述移动电源上，所述移动微型电机的转轴上的主动轮与所述滑轨上的第一齿牙啮合。6.根据权利要求5所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述主机释放回收件包括第一铁芯和第一磁力线圈，所述第一铁芯一端竖直设置在所述中部容置管内，所述第一铁芯另一端面上设置有第二齿牙，所述第一磁力线圈固定套装在所述第一铁芯上。7.根据权利要求6所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述僚
机释放回收件包括左侧僚机释放回收件和右侧僚机释放回收件，所述左侧僚机释放回收件和所述右侧僚机释放回收件均设置在所述中部容置管上，并且所述左侧僚机释放回收件与所述第一启闭门位置对应，所述右侧僚机释放回收件与所述第二启闭门位置对应；所述左侧僚机释放回收件包括收放传动杆、收放动力件和抓取调整件，所述收放传动杆沿着所述中部容置管内侧面嵌装在滑动轨内，所述滑动轨呈矩形槽状，多个所述滑动轨沿着所述中部容置管内壁周向分布；所述收放动力件包括收放电机和收放齿轮，所述收放电机设置在所述封闭控制管内的所述中部容置管上，并且所述收放电机的转轴贯穿入所述中部容置管，所述收放齿轮设置在所述收放电机的转轴上，并且所述收放齿轮与所述收放传动杆侧边上的第三齿牙啮合。8.根据权利要求7所述的提升航行稳定性的水下机器人推进系统，其特征在于，所述抓取调整件包括抓取调整管、第二铁芯和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴承熹，戴跃伟，朱志宇，魏海峰，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：