[發(fā)明專利]一種洋流漫游水下機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310559532.4
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103738489A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐智杰;羅均;羅千;謝少榮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00;B63G8/08;B63G8/14
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種洋流漫游水下機器人，包括一個潛水艇機器人機構(gòu)（101）內(nèi)裝有主控制系統(tǒng)（102）、電源管理系統(tǒng)（103）、太陽能電池（104）、高性能蓄電池（105）、姿態(tài)傳感系統(tǒng)（106）、任務(wù)傳感系統(tǒng)（107）、衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)（108）和沉浮系統(tǒng)（109），其特征在于：所述主控制系統(tǒng)（102）與所述電源管理系統(tǒng)（103）相連，完成系統(tǒng)供電和洋流驅(qū)動發(fā)電管理功能，所述主控制系統(tǒng)（102）與所述姿態(tài)傳感系統(tǒng)（106）相連，獲得機器人的當(dāng)前姿態(tài)信息，所述主控制系統(tǒng)（102）與所述任務(wù)傳感系統(tǒng)（107）相連，獲得當(dāng)前洋流的水質(zhì)情況信息和機器人水深信息等，所述主控制系統(tǒng)（102）與所述衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)（108）相連，實現(xiàn)全球衛(wèi)星定位信息獲取和衛(wèi)星遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程控制功能，所述主控制系統(tǒng)（102）與所述沉浮系統(tǒng)（109）相連，實現(xiàn)機器人水深控制，所述太陽能電池（104）與所述電源管理系統(tǒng)（103）相連，實現(xiàn)太陽能發(fā)電，所述電源管理系統(tǒng)（103）與所述高性能蓄電池（105）相連實現(xiàn)系統(tǒng)電能存儲與供給管理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洋流漫游水下機器人，其特征在于所述潛水艇機器人機構(gòu)（101）采用潛水艇對稱結(jié)構(gòu)，配合中空螺旋槳機構(gòu)和導(dǎo)流槳葉機構(gòu)布局，構(gòu)成機器人支架和本體外殼保護功能，內(nèi)部安裝和固定所述各種系統(tǒng)，所述潛水艇機器人機構(gòu)（101）包括外殼（201）、內(nèi)殼（202）、導(dǎo)流翼（203）、三個密封墊（204a、204b、226）、槳葉（205）、兩個支撐架（206a、206b）、軸承端蓋（207）、擋油環(huán)（208）、四個密封圈（209a、209b、214、223）、圓螺母（210、211）、端蓋（212、227）、兩個圓錐滾子軸承（213a、213b）、四個支撐板（215a、215b、215c、215d）、螺母（216、219a、219b）、螺栓（217）、兩個安裝板（218a、218b）、兩個動密封圈（220a、220b）、導(dǎo)流片（221）、封閉蓋（222）、電機殼（224）、聯(lián)軸器（225）和軸（228），所述外殼（201）與所述內(nèi)殼（202）之間采用密封墊（204a）實現(xiàn)內(nèi)密封；所述封閉蓋（222）經(jīng)所述密封圈（223），采用所述螺母（216）、螺栓（217）與所述外殼（201）進行靜密封并固定；所述封閉蓋（222）與所述內(nèi)殼（202）之間采用密封墊（204b）實現(xiàn)內(nèi)密封；所述導(dǎo)流翼（203）安裝固定于所述外殼（201）正上方尾部；所述導(dǎo)流片（221）經(jīng)兩個所述動密封圈（220a、220b）安裝于所述內(nèi)殼（202）內(nèi)，并與所述主控制系統(tǒng)（102）相連；兩個所述支撐架（206a、206b）安裝于所述內(nèi)殼（201）內(nèi)部；所述電機殼（224）經(jīng)所述密封墊（226）固定于所述支撐架（206a）；所述直流無刷電機（309）經(jīng)所述聯(lián)軸器（225）與軸（228）相連，并固定于所述支撐架（206a）；所述軸（228）經(jīng)所述擋油環(huán)（208）和圓錐滾子軸承（213a）連接所述軸承端蓋（207）；所述軸（228）另一端經(jīng)圓錐滾子軸承（213b）連接所述聯(lián)軸器（225）；所述槳葉（205）通過鍵銷固定在所述軸（228）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洋流漫游水下機器人，其特征在于所述主控制系統(tǒng)（102）的結(jié)構(gòu)：一個微處理器（301）經(jīng)驅(qū)動隔離電路（303）連接一個驅(qū)動逆變橋電路（302），連接一個電流檢測電路（304），經(jīng)位置傳感電路（305）連接直流無刷電機(309)，并連接電源管理系統(tǒng)（103）、復(fù)位電路（307）、接口轉(zhuǎn)換電路（308）、舵機（310）和沉浮系統(tǒng)（109）；所述檢測電路（304）同時與直流無刷電機（309）和驅(qū)動逆變橋電路（302）相連接，所述接口轉(zhuǎn)換電路（308）連接姿態(tài)傳感系統(tǒng)（106）、任務(wù)傳感系統(tǒng)（107）和衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)（108），所述舵機（310）與所述槳葉（205）相連；所述主控制系統(tǒng)（102）用于控制直流無刷電機（309），實現(xiàn)機器人的驅(qū)動和制動等控制，在洋流驅(qū)動條件下實現(xiàn)逆變發(fā)電控制；所述主控制系統(tǒng)（102）通過控制所述舵機（310）實現(xiàn)對所述槳葉（205）的驅(qū)動，進而實現(xiàn)機器人的轉(zhuǎn)向控制；所述主控制系統(tǒng)（102）通過控制沉浮系統(tǒng)（109）實現(xiàn)機器人的上升與下潛，進而控制機器人的水深。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洋流漫游水下機器人，其特征在于所述姿態(tài)傳感系統(tǒng)（106）獲得當(dāng)前機器人的運動的姿態(tài)信息和加速度信息，以便于判斷當(dāng)前機器人所處環(huán)境的洋流驅(qū)動情況和自身電機驅(qū)動情況。