一种智能水下机器人及其运动控制方法技术

本发明专利技术涉及水下机器人领域，特别是涉及一种智能水下机器人及其运动控制方法，其包括机器人本体、转台、防水箱、防水电机和扇形齿轮。机器人本体上设置推进器，机器人本体上设置升降架，升降架驱动连接竖板，竖板上设置滚轮，滚轮上设置电磁环。转台设置在支架上，驱动组件驱动连接机械臂。防水箱设置在机械臂的输出端，防水箱内滑动设置双面齿条，双面齿条端部设置锯条。防水电机设置在防水箱内，防水电机驱动连接齿轮A，齿轮A两侧对称设置转轴，且转轴上均设置齿轮B，两侧齿轮B均与齿轮A啮合连接。扇形齿轮设置在两侧转轴上，两侧扇形齿轮相互平行，且两侧扇形齿轮交替与双面齿条。本发明专利技术能耗低，且能够对狭小的缝隙进行清理除杂。杂。杂。

【技术实现步骤摘要】
一种智能水下机器人及其运动控制方法


[0001]本专利技术涉及水下机器人领域，特别是涉及一种智能水下机器人及其运动控制方法。

技术介绍

[0002]水下机器人的主要用于水下环境监测以及地质信息勘探，同时还可以利用水下机器人对船只的壳体进行清理，但是现有的水下清理机器人，其前端都是利用切割盘或者砂轮对船体底部进行清理，当船体底部的涡轮卷缠大量的杂质需要清理的时候，砂轮或者切割盘切割具有不稳定因素。
[0003]授权公告号为CN216374952U的中国专利公开了一种智能水下机器人，智能水下机器人包括机器人本体及动力装置，动力装置包括用于控制前后运动的第一推进器组、用于控制上浮下沉及俯仰角的第二推进器组及用于控制偏航角的第三推进器组，第一推进器组沿机器人本体前后方向设置，第二推进器组沿机器人本体上下方向设置，第三推进器组沿机器人本体左右方向设置。本技术提出一种新型动力装置布置方式，设置分别用于控制前后、上下运动及左右偏航的三组推进器，可实现高精度的运动控制及姿态调节，控制更灵活、高效；智能化程度高，可提升水下作业效果；可实现水下无线充电，大幅度提升续航能力，拓展活动范围，提高灵活度，实现水下常驻。
[0004]但是该装置仍然存在着不足之处：机器人的驱动结构较为复杂，造成能耗增加，并且该机器人无法对船体底部进行清理。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种智能水下机器人及其运动控制方法。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一方面，一种智能水下机器人，其特征在于包括机器人本体、转台、防水箱、防水电机和扇形齿轮。
[0008]机器人本体上设置至少四个潜浮推进器，机器人本体的尾部设置水平推进器，机器人本体上设置支架，支架上对称设置两组升降架，升降架驱动连接竖板，竖板上设置两组滚轮，滚轮的弧面上设置电磁环。
[0009]转台设置在支架上，转台上设置驱动组件，且转台上设置机械臂，驱动组件驱动连接机械臂。防水箱设置在机械臂的输出端，防水箱内滑动设置双面齿条，双面齿条的端部设置锯条。
[0010]防水电机设置在防水箱内，防水电机驱动连接齿轮A，齿轮A的两侧对称设置转轴，两侧转轴均与防水箱转动连接，且转轴上均设置齿轮B，两侧齿轮B均与齿轮A啮合连接。扇形齿轮设置在两侧转轴上，两侧扇形齿轮相互平行，且两侧扇形齿轮交替与双面齿条。
[0011]优选的，机器人本体的壳体内设置水密舱，水密舱内设置控制器，且水密舱内设置
与外界通信连接的信号收发器，控制器与信号收发器电性连接。
[0012]优选的，升降架包括剪叉式支架和液压缸，液压缸驱动连接剪叉式支架，剪叉式支架的输出端设置横板，竖板设置在横板上。
[0013]优选的，机械臂为四轴机械臂，且机械臂上设置驱动各关节动作的驱动电机，驱动电机的外部套设防水罩。
[0014]优选的，机器人本体的底部设置超声波探测器，且支架上设置潜水摄像机。
[0015]优选的，潜浮推进器与水平推进器的进水端均设置防护罩。
[0016]另一方面，一种智能水下机器人的运动控制方法，包括以下步骤：
[0017]S1、将机器人至于水面上，机器人在其自身重力的作用下逐渐下潜，此时通过操作人员的遥控设备操纵潜浮推进器和水平推进器动作，将机器人驱动至船体底部。
[0018]S2、启动升降架，升降架驱动竖板上升，滚轮弧面上的电磁环通电产生强磁性，利用电磁环与船体底部吸合，此时可以关闭潜浮推进器节省机器人能耗。
[0019]S3、启动机械臂利用机械臂将锯条插入水下涡轮的间隙中，启动防水电机，防水电机驱动齿轮A转动，进而带动两侧转轴以及齿轮B转动，两侧转轴上的扇形齿轮交替与双面齿条啮合，进而使双面齿条实现高速伸缩运动，锯条在涡轮间隙中对杂物进行高速切割，将杂物清除。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0021]通过设置潜浮推进器与水平推进器，可以实现对机器人潜水动作的水平以及竖直方向上的控制，并且设置了带电磁环的滚轮，当机器人位于船体底部清理的时候，可以利用滚轮上的电磁环与船体底部磁吸，将机器人吸附在船体底部，此时无需持续启动推进器，极大的减少了设备的能耗，并延长了机器人的水下作业时间。同时本专利技术还设置了由电机驱动的齿轮A，配合两个齿轮B以及两个平行的扇形齿轮，利用两侧扇形齿轮交替与双面齿条啮合连接，进而实现对双面齿条的往复控制动作，从而使锯条高速往复动作，该结构主要用于对船只涡轮缝隙进行清理。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中一种实施例的结构示意图；
[0023]图2为专利技术的正视图；
[0024]图3为图1中防水箱上各部件的连接结构图；
[0025]图4为电机与锯条的连接结构图。
[0026]附图标记：1、机器人本体；2、潜浮推进器；3、水平推进器；4、水密舱；5、潜水摄像机；6、支架；7、升降架；8、竖板；9、滚轮；10、转台；11、机械臂；12、防水箱；13、双面齿条；14、锯条；15、防水电机；16、齿轮A；17、转轴；18、齿轮B；19、扇形齿轮。
具体实施方式
[0027]实施例一
[0028]如图1
‑
4所示，本专利技术提出的一种智能水下机器人，包括机器人本体1、转台10、防水箱12、防水电机15和扇形齿轮19。机器人本体1上设置至少四个潜浮推进器2，机器人本体1的尾部设置水平推进器3，机器人本体1上设置支架6，支架6上对称设置两组升降架7，升降
架7驱动连接竖板8，竖板8上设置两组滚轮9，滚轮9的弧面上设置电磁环。转台10设置在支架6上，转台10上设置驱动组件，且转台10上设置机械臂11，驱动组件驱动连接机械臂11。防水箱12设置在机械臂11的输出端，防水箱12内滑动设置双面齿条13，双面齿条13的端部设置锯条14。防水电机15设置在防水箱12内，防水电机15驱动连接齿轮A16，齿轮A16的两侧对称设置转轴17，两侧转轴17均与防水箱12转动连接，且转轴17上均设置齿轮B18，两侧齿轮B18均与齿轮A16啮合连接。扇形齿轮19设置在两侧转轴17上，两侧扇形齿轮19相互平行，且两侧扇形齿轮19交替与双面齿条13。
[0029]本专利技术在对船体底部细小缝隙进行除杂清理时候，特别是针对涡轮叶片间隙的杂物清理，将机器人置于水下后，机器人本体1上的滚轮9外部电磁环通电产生磁性，机器人本体1依靠二者之间的磁性吸力牢固的悬浮与水中，无需借助推进器，进而减小了设备的能耗，延长设备的续航能力。同时利用防水电机15驱动齿轮A16以及两侧转轴17和齿轮B18转动，进而使两侧扇形齿轮19交替与双面齿条13啮合，从而驱动双面齿条13带动锯条14高速往复动作，进而将狭小缝隙中的杂物切割清除。
[0030]实施例二
[0031]如图1和2所示，本专利技术提出的一种智能水下机器人，相较于实施例一，机器人本体1的壳体内设置水密舱4，水密舱4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能水下机器人，其特征在于，包括机器人本体(1)、转台(10)、防水箱(12)、防水电机(15)和扇形齿轮(19)；机器人本体(1)上设置至少四个潜浮推进器(2)，机器人本体(1)的尾部设置水平推进器(3)，机器人本体(1)上设置支架(6)，支架(6)上对称设置两组升降架(7)，升降架(7)驱动连接竖板(8)，竖板(8)上设置两组滚轮(9)，滚轮(9)的弧面上设置电磁环；转台(10)设置在支架(6)上，转台(10)上设置驱动组件，且转台(10)上设置机械臂(11)，驱动组件驱动连接机械臂(11)；防水箱(12)设置在机械臂(11)的输出端，防水箱(12)内滑动设置双面齿条(13)，双面齿条(13)的端部设置锯条(14)；防水电机(15)设置在防水箱(12)内，防水电机(15)驱动连接齿轮A(16)，齿轮A(16)的两侧对称设置转轴(17)，两侧转轴(17)均与防水箱(12)转动连接，且转轴(17)上均设置齿轮B(18)，两侧齿轮B(18)均与齿轮A(16)啮合连接；扇形齿轮(19)设置在两侧转轴(17)上，两侧扇形齿轮(19)相互平行，且两侧扇形齿轮(19)交替与双面齿条(13)。2.根据权利要求1所述的一种智能水下机器人，其特征在于，机器人本体(1)的壳体内设置水密舱(4)，水密舱(4)内设置控制器，且水密舱(4)内设置与外界通信连接的信号收发器，控制器与信号收发器电性连接。3.根据权利要求1所述的一种智能水下机器人，其特征在于，升降架(7)包括剪叉式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦昌，徐博强，孙德起，潘秀春，
申请(专利权)人：宁波星与海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：