一种水下万向移动机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种水下万向移动机器人，包括外壳体、机身、重浮力调节器、水槽盖板、机械鳍、机械手。水槽盖板安装在机身的水槽上，重浮力调节器扣压在水槽盖板上并将重浮力电机安装在机身的电机槽内，外壳体通过螺钉固装在机身上并挤压密封圈实现水密，机械鳍和机械手分别错位周向布置在机身底部。通过重浮力调节器、机械鳍和机械手可实现水下机器人自由万向浮游和任务作业。其中重浮力调节器通过吸排液来实现重心、浮心和质心调节，可实现机器人位姿转向；重浮力调节器和机械鳍组合可实现机器人水下任意方向浮游；机械手可完成水下任务作业。以上整个结构简单紧凑，原理清晰合理，控制灵活方便，可广泛应用于水下装备或水下工程机械技术中。械技术中。械技术中。

【技术实现步骤摘要】
一种水下万向移动机器人


[0001]本专利技术属于水下机器人
，涉及一种水下万向移动机器人。

技术介绍

[0002]海洋机器人在建设海洋强国的过程中有着举足轻重的作用，可以帮助实现更深、更远、更准的海洋资源探测和环境监测，在减轻海洋劳动者负担的同时又可增强海防实力。但现有的水下机器人存在体积庞大、系统复杂、机动转向差、重浮力和姿态调节不便等问题，严重影响机器人机动灵活性和作业效率。因此，当前需迫切解决的一个技术问题是能够设计一种机动灵活的水下万向移动机器人。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题
[0004]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种水下万向移动机器人，解决了水下机器人重浮力调节和姿态调节不便的问题，利于提高机器人机动性和灵活性。
[0005]技术方案
[0006]一种水下万向移动机器人，其特征在于包括外壳体、机身、重浮力调节器、水槽盖板、机械鳍、机械手；水槽盖板安装在机身的水槽上，重浮力调节器扣压在水槽盖板上，密封圈放置在机身的密封槽内，外壳体通过螺钉固装在机身上并挤压密封圈实现水密，机械鳍和机械手分别错位周向布置在机身底部，重浮力调节器用于实现机器人位姿转向，重浮力调节器和机械鳍组合可实现机器人水下任意方向浮游和转向，机械手用于抓取。
[0007]进一步地：所述的外壳体上端为空心球状，目的在于增加浮力，平衡初始状态重力。
[0008]进一步地：所述的重浮力调节器包括电磁部件、阀体、供液阀、隔离阀、进液阀、出液阀、压力传感器、重浮力电机、柱塞泵和蓄能器；重浮力电机安装在机身的电机槽内，阀体位于水槽盖板上，阀体上表面设有若干个孔，供液阀、隔离阀、进液阀、出液阀、压力传感器放置于阀体上表面对应的孔内，阀体侧面设有若干个孔，柱塞泵和蓄能器分别扣压在阀体侧对边的孔内，阀体下表面中心设有电机轴孔，电磁部件位于阀体上面，电磁部件给供液阀、隔离阀、进液阀、出液阀提供电磁吸力实现阀口开合，同时给压力传感器和重浮力电机供电。
[0009]进一步地：所述的阀体上设置有吸排液孔、进出水孔、供液阀孔、隔离阀孔、进液阀孔、出液阀孔、油压传感器孔、电机轴孔、电机电源孔、柱塞泵孔、蓄能器孔，其中2个吸排液孔，分别设置在阀体侧对边上；2个供液阀孔，2个隔离阀孔，分别设置在阀体上表面内层；6个进液阀孔，分别设置在阀体上表面，且沿最外层周向布置；6个出液阀孔，分别设置在阀体上表面，且沿稍内层周向布置；1个压力传感器孔，设置在阀体上表面内层；1个电机轴孔，设置在阀体5下表面中心；1个电机电源孔，设置在阀体上表面内层；2个柱塞泵孔，分别设置在阀体侧对边上；2个蓄能器孔，分别设置在阀体侧对边上；6个进出水孔，分别设置在阀体下
表面，且沿外层周向布置。
[0010]进一步地：所述的机械鳍包括多个双轴舵机、多个U型连接件、L型舵机架、单轴舵机、多个U型舵机架、尾鳍舵机架，依次为第一双轴舵机、单轴舵机、第二双轴舵机、第三双轴舵机、第四双轴舵机，第一双轴舵机安装在机身上，其输出轴安装在第一U型连接件内，L型舵机架与第一U型连接件固连，单轴舵机安装在L型舵机架内，其输出轴通过舵盘与第二U型连接件固连，第二双轴舵机安装在第一U型舵机架内，其输出轴安装在第二U型连接件内；第一U型舵机架与第三U型连接件固连，第三双轴舵机安装在第二U型舵机架内，其输出轴安装在第三U型连接件内，第二U型舵机架与第四U型连接件固连；第四双轴舵机安装在尾鳍舵机架内，其输出轴安装在第四U型连接件内。
[0011]进一步地：所述的机械鳍为3个。
[0012]进一步地：所述的机械手包括多个关节、多个关节电机、伸缩缸、机械手腕、机械手连接件、机械爪，关节电机安装在两个关节之间，一端的关节固连在机身上，另一端的关节与机械手腕固连，伸缩缸安装在另一端的关节轴内，其伸缩杆穿过机械手腕与手腕前端横轴连接；机械手连接件和机械手腕铰接，机械爪分别和机械手腕、机械手连接件铰接。
[0013]进一步地：所述的机械手为3个。
[0014]有益效果
[0015]本专利技术提出的一种水下万向移动机器人，与现有技术相比，本专利技术利用重浮力调节器、机械鳍和机械手可实现水下机器人自由万向浮游和任务作业。重浮力调节器通过吸排液来实现重心、浮心和质心调节，可实现机器人位姿转向；重浮力调节器和机械鳍组合可实现机器人水下任意方向浮游；机械手可完成水下任务作业。以上整个结构简单紧凑，原理清晰合理，控制灵活方便，可广泛应用于水下装备或水下工程机械技术中。
附图说明
[0016]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0017]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0018]图2是本专利技术的重浮力调节器示意图；
[0019]图3是本专利技术的重浮力调节器分解示意图；
[0020]图4是本专利技术的阀体示意图；
[0021]图5是本专利技术的机身示意图；
[0022]图6是本专利技术的水槽盖板示意图；
[0023]图7是本专利技术的机身和重浮力装配示意图；
[0024]图8是本专利技术的机械鳍示意图；
[0025]图9是本专利技术的机械手示意图；
[0026]图10是本专利技术的重浮力系统示意图；
[0027]图11是本专利技术的重浮力系统下潜过程示意图；
[0028]图12是本专利技术的重浮力悬停过程系统示意图；
[0029]图13是本专利技术的重浮力上浮过程系统示意图。
[0030]1‑
外壳体、2
‑
机身、2
‑1‑
水槽、2
‑2‑
电机槽、2
‑3‑
密封槽、2
‑4‑
吸排液口、2
‑5‑
舵机
架、2
‑6‑
机械手螺钉孔、2
‑7‑
外壳螺钉孔、3
‑
水槽盖板、3
‑1‑
水槽孔、3
‑2‑
电机孔、4
‑
电磁部件、5
‑
阀体、5
‑1‑
吸排液孔、5
‑2‑
进出水孔、5
‑3‑
供液阀孔、5
‑4‑
隔离阀孔、5
‑5‑
进液阀孔、5
‑6‑
出液阀孔、5
‑7‑
油压传感器孔、5
‑8‑
电机轴孔、5
‑9‑
电机电源孔、5
‑
10
‑
柱塞泵孔、5
‑
11
‑
蓄能器孔、6
‑
供液阀、7
‑
隔离阀、8
‑
进液阀、9
‑
出液阀、10
‑
压力传感器、11
‑
重浮力电机、11
‑1‑
电机供电插座、12
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下万向移动机器人，其特征在于包括外壳体(1)、机身(2)、重浮力调节器、水槽盖板(3)、机械鳍、机械手；水槽盖板(3)安装在机身(2)的水槽(2
‑
1)上，重浮力调节器扣压在水槽盖板(3)上，密封圈(14)放置在机身(2)的密封槽(2
‑
3)内，外壳体(1)通过螺钉固装在机身(2)上并挤压密封圈(14)实现水密，机械鳍和机械手分别错位周向布置在机身(2)底部，重浮力调节器用于实现机器人位姿转向，重浮力调节器和机械鳍组合可实现机器人水下任意方向浮游和转向，机械手用于抓取。2.根据权利要求1所述的一种水下万向移动机器人，其特征在于所述的外壳体(1)上端为空心球状，目的在于增加浮力，平衡初始状态重力。3.根据权利要求1所述的一种水下万向移动机器人，其特征在于所述的重浮力调节器包括电磁部件(4)、阀体(5)、供液阀(6)、隔离阀(7)、进液阀(8)、出液阀(9)、压力传感器(10)、重浮力电机(11)、柱塞泵(12)和蓄能器(13)；重浮力电机(11)安装在机身(2)的电机槽(2
‑
2)内，阀体(5)位于水槽盖板(3)上，阀体(5)上表面设有若干个孔，供液阀(6)、隔离阀(7)、进液阀(8)、出液阀(9)、压力传感器(10)放置于阀体(5)上表面对应的孔内，阀体(5)侧面设有若干个孔，柱塞泵(12)和蓄能器(13)分别扣压在阀体(5)侧对边的孔内，阀体(5)下表面中心设有电机轴孔，电磁部件(4)位于阀体(5)上面，电磁部件(4)给供液阀(6)、隔离阀(7)、进液阀(8)、出液阀(9)提供电磁吸力实现阀口开合，同时给压力传感器(10)和重浮力电机(11)供电。4.根据权利要求3所述的一种水下万向移动机器人，其特征在于所述的阀体(5)上设置有吸排液孔(5
‑
1)、进出水孔(5
‑
2)、供液阀孔(5
‑
3)、隔离阀孔(5
‑
4)、进液阀孔(5
‑
5)、出液阀孔(5
‑
6)、油压传感器孔(5
‑
7)、电机轴孔(5
‑
8)、电机电源孔(5
‑
9)、柱塞泵孔(5
‑
10)、蓄能器孔(5
‑
11)，其中2个吸排液孔(5
‑
1)，分别设置在阀体侧对边上...

【专利技术属性】
技术研发人员：高剑，杨旭博，王鹏，董华超，高倩，龙文义，何耀帧，陈依民，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：