水下作業機器人的製作方法
2023-05-15 12:34:41
水下作業機器人的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種水下作業機器人。本發明包括帶有密封艙室的機身、所述機身內裝有用於無線接收導入程序指令的控制系統、該控制系統帶有電機驅動電路、底板、前夾板、後夾板、四個垂直螺旋槳推進器和兩個前後螺旋槳推進器，所述水下作業機器人與智慧型手機上的控制端之間通過藍牙通訊，智慧型手機主控板通過傳感器獲取深度、姿態信息，從而控制螺旋槳相應的轉速及轉向，達到定深運動和懸停；所述水下機器人前夾板、後夾板之間的設置有配重器；所述水下機器人機身的密封艙內裝載有電源、傳感器、用於無線接收導入程序指令的控制系統電路。本發明整體上密封性好，靜穩性高，可操作性強，並具有一定的可擴展性。
【專利說明】水下作業機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機器人，特別是涉及一種可以進行水下作業，能滿足工程測試、科學研究、無人偵查、環境考察和監測等需要的水下機器人。
【背景技術】
[0002]在我國，水下作業主要是依賴於人和簡單的潛水器，複雜、危險的海洋環境對人的生命安全造成很大的威脅，而國家對海洋資源的開發力度又不斷加大，這就必須需要一種新的智能化的機器設備來代替人去執行海下作業任務，水下機器人就此產生。
[0003]水下機器人，又稱自主式水下航行體(AUV)，是水下無人航行器(UUV)的一種。現有的潛艇式AUV機器人，上升和下潛大多通過改變本體在水中的浮力來實現，而且通常只有一到兩個動力推動器，反應時間慢，不夠機動靈活，雖然機器人能實現一定角度的旋轉，但控制繁瑣，穩定性差。
【發明內容】
[0004]本發明克服了現有技術中的缺點和不足，提供了密封防水、可實現五個自由度運動、水下運行平穩的一種水下作業機器人。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案主要是:
本發明包括帶有密封艙室的機身、所述機身內裝有用於無線接收導入程序指令的控制系統、該控制系統帶有電機驅動電路、底板、前夾板、後夾板、四個垂直螺旋槳推進器和兩個前後螺旋槳推進器，所述水下作業機器人與智慧型手機上的控制端之間通過藍牙通訊，智慧型手機主控板通過傳感器獲取深度、姿態信息，從而控制螺旋槳相應的轉速及轉向，達到定深運動和懸停；所述水下機器人前夾板、後夾板之間設置有配重器；所述水下機器人機身的密封艙內裝載有電源、傳感器、用於無線接收導入程序指令的控制系統電路。
[0006]進一步說，所述的四個垂直螺旋槳推進器垂直對稱固定在所述水下機器人底板四個凸臺上。
[0007]進一步說，所述的四個垂直螺旋槳推進器和兩個前後螺旋槳推進器的電機均置於小圓桶內，所述小圓筒兩端由上端蓋和下端蓋通過螺栓連接擰緊密封，桶內注滿絕緣油，對電機進行密封。
[0008]進一步說，採用所述安裝有控制水下機器人應用程式的智慧型手機的藍牙無線遙控控制端。藍牙裝置封裝在浮標內，浮標與水下作業機器人用零浮力纜連接進行數據傳輸。
[0009]進一步說，所述小圓筒均通過螺栓連接固定在所述底板或前夾板上。
[0010]進一步說，所述的配重器由中空的鐵餅組成，通過螺杆與前夾板和後夾板相連，其中鐵餅可在螺杆上前後自由移動。
[0011]進一步說，所述傳感器包括陀螺儀傳感器、深度傳感器、九軸姿態傳感器和速度傳感器。
[0012]進一步說，所述陀螺儀傳感器，在姿態解算算法上，對於陀螺儀的積分時間，採用定時器精確計算每一次採樣時間。
[0013]本發明的有益效果是:由於採用上述技術方案，螺旋槳推動器為水下機器人提供動力，它通過電機帶動葉片旋轉產生推力，反應迅速、控制靈活，在水下機械人中得到廣泛運用。水下機器人機身採用有機玻璃製作，各密封艙相互獨立，空間位置符合流體動力學性能。內置空間綜合考慮了散熱、重心、平衡、載重、電氣布放等問題。整體上密封性好，靜穩性高，可操作性強，並具有一定的可擴展性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是此水下作業機器人的結構示意圖；
圖2是此水下作業機器人的系統連接圖；
圖3是螺旋槳推進器的結構示意圖；
圖中:1、機身；2、四個垂直螺旋槳推進器；3、兩個前後螺旋槳推進器；4、底板；5、前夾板；6、後夾板；7、小圓筒；8、智慧型手機；9、浮標；10、水下作業機器人；11、連接纜；12、螺栓；13、下端蓋；14、螺旋槳；15、上端蓋；16、塑料圓環。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0016]如圖1、圖2和圖3所示，本發明提供一種水下機器人10，由帶有密封艙室的機身
1、所述機身I內裝有用於無線接收導入程序指令的控制系統、該控制系統帶有電機驅動電路、四個垂直螺旋槳推進器2和兩個前後螺旋槳推進器3，底板4、前夾板5和後夾板6組成，所述的四個垂直螺旋槳推進器2垂直對稱固定在所述水下機器人底板4四個凸臺上。所述兩個前後螺旋槳推進器3水平對稱放置在前夾板5兩側；所述水下機器人的配重器由螺栓連接於前夾板5和後夾板6之間；所述水下機器人機身I的密封艙內裝載有電源、傳感器、用於無線接收導入程序指令的作業系統電路等；所述的螺旋槳推進器的電機均置於小圓桶7內，所述小圓筒7兩端通過塑料圓環16由上端蓋15和下端蓋13通過螺栓12連接擰緊密封，桶內注滿絕緣油，對電機進行密封；所述的六個裝有所述螺旋槳推進器的小圓筒7均通過螺栓連接固定在所述底板4或前夾板5上。
[0017]機身I封裝有電源、傳感器、控制電路等，小圓筒7內封裝有直流電機、螺旋槳14，其中4個小圓筒7在底座4上垂直對稱放置可實現橫搖、縱傾、航偏和升潛等，2個小圓筒在前夾板5兩側水平對稱放置可實現左轉、右轉、前進和後退等。通過在岸上用Android智慧型手機8上安裝的控制端APP發送指令到通過接連纜11連接到所述水下機器人10的水面藍牙裝置浮標9，實現對所述水下機器人的遙控功能，在運動上能夠實現定深運動和懸停。
【權利要求】
1.水下作業機器人，其包括帶有密封艙室的機身(I)、所述機身(I)內裝有用於無線接收導入程序指令的控制系統、該控制系統帶有電機驅動電路、底板(4)、如夾板(5)、後夾板(6 )、四個垂直螺旋槳推進器(2 )和兩個前後螺旋槳推進器(3 )，其特徵在於:所述水下作業機器人(10)與智慧型手機(8)上的控制端之間通過藍牙通訊，智慧型手機(8)主控板通過傳感器獲取深度、姿態信息，從而控制螺旋槳(14)相應的轉速及轉向，達到定深運動和懸停；所述水下機器人前夾板(5)、後夾板(6)之間設置有配重器；所述水下機器人機身(I)的密封艙內裝載有電源、傳感器、用於無線接收導入程序指令的控制系統電路。
2.根據權利要求1所述的水下機器人，其特徵在於:所述的四個垂直螺旋槳推進器(2)垂直對稱固定在所述水下機器人底板(4)四個凸臺上。
3.根據權利要求1所述的水下機器人，其特徵在於:所述的四個垂直螺旋槳推進器(2)和兩個前後螺旋槳推進器(3)的電機均置於小圓桶(7)內，所述小圓筒(7)兩端由上端蓋(15)和下端蓋(13)通過螺栓連接擰緊密封，桶內注滿絕緣油，對電機進行密封。
4.根據權利要求1所述的水下機器人，其特徵在於:採用所述安裝有控制水下機器人應用程式的智慧型手機(8)的藍牙無線遙控控制端；藍牙裝置封裝在浮標(9)內，浮標(9)與水下作業機器人(10)用零浮力纜(11)連接進行數據傳輸。
5.根據權利要求3所述的水下機器人，其特徵在於:所述小圓筒(7)均通過螺栓連接固定在所述底板(4)或前夾板(5)上。
6.根據權利要求1所述的水下機器人，其特徵在於:所述的配重器由中空的鐵餅組成，通過螺杆與前夾板(5)和後夾板(6)相連,其中鐵餅可在螺杆上前後自由移動。
7.根據權利要求1所述的水下機器人，其特徵在於:所述傳感器包括陀螺儀傳感器、深度傳感器、九軸姿態傳感器和速度傳感器。
8.根據權利要求7所述的水下機器人，其特徵在於:所述陀螺儀傳感器，在姿態解算算法上，對於陀螺儀的積分時間，採用定時器精確計算每一次採樣時間。
【文檔編號】G05D1/10GK104199458SQ201410403021
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】陳瑤, 張志根, 時少輝, 樓利璇, 酈瑞奇, 餘楚盈, 宋宏, 瞿逢重, 陳鷹, 冷建興 申請人:浙江大學