【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动化产品领域，涉及一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人。
技术介绍
1、现有观测级水下机器人(rov，即遥控水下机器人)在设计上呈现出外形多样性。中大型rov普遍采用开架式框架设计，这种外观有助于提高机器人在水中的稳定性。这种稳定性是由重心和浮心的间距决定的，也称为稳心高。物体重心是所有重量的集合点，物体浮心是所有浮力的合力作用点。浮心一般位于重心上方，若位于下方，物体将在水中旋转，自行校正姿态。当外部流速或推力发生变化时，rov会在x轴上产生倾斜，利用重力矩和浮力矩产生的恢复力矩将机器人恢复到垂直状态。目前市面上出现了重心和浮心置于同一点的rov，在牺牲机器的自稳定性调节能力的情况下，显著提高机器人的操作灵活度。本专利技术便是根据这一新趋势，合理取舍性能，设计了一款低稳心的观测级水下机器人。
2、现有的观测级水下机器人主要分为中型rov和小型rov。虽然中型rov设备搭载性较好，但普遍存在体积较大、重量较大、携带性差的问题，导致在常规的观测型任务和海洋目标物拾取等任务应用中显得有些浪费，而执行轻作业任务时又会因为自身体量较小而无法搭载大量任务设备。现有的小型rov虽然结构紧凑、便于携带，但只能满足水下观测的需求，配套任务模块较少，同时因为过小的体量往往只能针对单一任务进行优化，多任务执行力差。
3、针对以上问题，本专利技术在保持小型rov的小体积和携带性好的优点的基础上，采用任务设备模块设计，兼具了中型rov设备搭载性好等优点。通过任务设备模块化设计，可以针对不同的任务需求进行快速更
4、现有的观测级水下机器人形状各异，但存在以下缺陷
5、(1)普遍体积较大，外形所受阻力大
6、(2)操作呆板，不够灵活
7、(3)成本高，性价比低
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，包括机器人本体：
2、所述机器人本体包括控制舱、第一双转子推进器、第二双转子推进器、三元矢量喷口、电池舱、矢量舵、舵机控制舱和相机；
3、所述电池舱包括电池舱体和设置在所述电池舱体内的电池模块，用于控制舱、第一双转子推进器、第二双转子推进器、三元矢量喷口、矢量舵、舵机控制舱和相机提供电源；
4、所述控制舱包括控制舱体和设置在所述控制舱体内的控制模块；
5、所述控制舱的左右两侧分别设置有第一双转子推进器和第二双转子推进器，第一双转子推进器、第二双转子推进器用于提供机器人前进的动力；
6、所述舵机控制舱包括舵机舱体和设置在舵机舱体内的舵机，用于机器人本体方向调整；
7、所述电池舱体前端置有相机，该相机置于水下机器人舱体内部，用于采集水下环境的图像；
8、所述电池舱体后端设置有三元矢量喷口，用于机器人本体方向微调整；
9、所述机器人本体从前往后看，首先是相机和电池舱，然后是三元矢量喷口，接着是控制舱，舵机控制舱和矢量舵；
10、所述矢量舵的一端与导流片相连接，另一端与控制模块相连接，接受控制模块的指令做出动作；
11、所述控制模块还与相机、三元矢量喷口、第一双转子推进器、第二双转子推进器相连接。控制模块基于相机提供的水下环境图片，综合获取路线信息，实现对三元矢量喷口、第一双转子推进器、第二双转子推进器和舵机舱的控制，从而确保机器人本体的运行。
12、进一步地：还包括第一壳体、第二壳体和第三壳体；
13、所述第一壳体设置在所述机器人本体的上侧；
14、所述第二壳体设置在所述机器人本体的下侧；
15、所述第三壳体设置在所述机器人本体的前端；
16、所述第一壳体、第二壳体和第三壳体通过固定连接方式组装，实现对机器人本体的固定。
17、进一步地：所述第一双转子推进器和第二双转子推进器结构相同；
18、所述无刷电机包括第一转子、第二转转子和定子；
19、第一转子、第二转转子和定子由2个旋转磁场耦合在一起，在定子内外两侧的三相对称绕组中通入三相对称电流，产生旋转磁场，定子磁通被分为两部分，分别穿过内外气隙与2个转子交链，此时在转子侧产生各自的电磁转矩；2个旋转磁场的磁通都经过定子铁心，分别与定子内外绕组交链，而定子内外绕组又是串联在一起的。
20、进一步地：第一探照灯和第二探照灯设置在所述相机两侧及设置在所述电池舱体前端。
21、进一步地：包括二自由度机械臂，所述二自由度机械臂与舵机相连接。
22、进一步地：所述矢量舵包括多个导流片，推进水流，流经导流片，导流片可通过内部舵机控制其偏角，微调水流方向。
23、进一步地：所述三元矢量喷口包括第一推进器和第二推进器，所述第一推进器和第二推进器采用下层叠的方式设置。
24、本专利技术提供的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，具有以下优点：一种水下机器人设置有双转子推进器，用其推力大、且通过对转的方式克服自身反扭，利于水下机器人操控，还采用了三元矢量喷口，增加了水下机器人的可控自由度，提高了操控的精确性，本专利技术的一种水下机器人具有灵活度高、低稳心，高机动性等优点。
25、采用了双转子推进器，用其推力大、且通过对转的方式克服自身反扭，利于水下机器人操控。
26、采用了三元矢量喷口，增加了水下机器人的可控自由度，提高了操控的精确性。
27、采用模块化3d打印分段设计，便于维护，降低使用成本。
28、可采用有缆、无缆两种操控方式提高了使用灵活性。
29、采用模块化设计，多任务任务性强，操控性好，体积小、重量轻、携带性很好，一个人便可以携带本专利技术水下机器人及其配套设备，单人即可完成操作，成本较低，适合执行偏向于观测、取样、水下测绘等非作业级任务。
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1.一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：包括机器人本体：
2.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：还包括第一壳体、第二壳体和第三壳体；
3.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：所述第一双转子推进器和第二双转子推进器结构相同；
4.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：第一探照灯和第二探照灯设置在所述相机两侧及设置在所述电池舱体前端。
5.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：包括二自由度机械臂，所述二自由度机械臂与舵机相连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：所述矢量舵由多个导流片组成，用于控制水流方向。内部舵机可以对导流片偏角进行微调，从而实现对水流方向的精确控制。
7.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：所述三元矢量喷口包括第一推进器和第二推进器，所述第一推进
...【技术特征摘要】
1.一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：包括机器人本体：
2.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：还包括第一壳体、第二壳体和第三壳体；
3.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：所述第一双转子推进器和第二双转子推进器结构相同；
4.根据权利要求1所述的一种基于矢量喷口控制的三推进器水下机器人，其特征在于：第一探照灯和第二探照灯设置在所述相机两侧及设置在所述电池舱体前端。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏义，廖世豪，孟昭辰，王奕为，周品霖，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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