[發(fā)明專利]一種氣控滑翔式水下機器人

在審

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• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108116641A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 楊曉東
• 申請（專利權）人: 楊曉東
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H1/36;B63H23/26;B63B1/32;B63B1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種氣控滑翔式水下機器人，主要部件包括前、后姿態(tài)艙，彈性皮囊，高、低壓艙，浮力艙，機電艙，魚鰭，擺尾，水下攝像頭，水下照明燈，螺旋槳等。該機器人結構簡單、控制易于實現(xiàn)，機動性好，它以壓縮空氣作為動力源，通過高壓氣體排擠設備自帶液體改變機器人在水下重力與浮力的占比以及質心與浮心的占比來實現(xiàn)上浮、下潛、定位和姿態(tài)調整等水下滑翔動作功能，具有很大的民用推廣價值。

技術領域

本發(fā)明涉及一種氣控滑翔式水下機器人，適用于機械領域。

背景技術

21世紀被稱為海洋世紀，隨著陸地資源愈發(fā)匱乏，人們越來越重視對海洋資源的開發(fā)與利用。由于海洋資源不利于人類直接去開采，因此近年來水下機器人技術迅速發(fā)展。目前，已有一些可以投人使用的水下機器人產品。但是，現(xiàn)有水下機器人大多采用外掛電渦輪機驅動，由于機器人工作環(huán)境在水下，要求水下電機的密封性要足夠好，因此這種驅動方式使產品結構復雜、價格昂貴，很少用于一般民用水下生產領域，如百米至數(shù)百米淺深的海水養(yǎng)殖領域。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出了一種氣控滑翔式水下機器人，主要部件包括前、后姿態(tài)艙，彈性皮囊，高、低壓艙，浮力艙，機電艙，魚鰭，擺尾，水下攝像頭，水下照明燈，螺旋槳等。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

所述機器人主要部件包括前、后姿態(tài)艙，彈性皮囊，高、低壓艙，浮力艙，機電艙，魚鰭，擺尾，水下攝像頭，水下照明燈，螺旋槳等，其中前、后姿態(tài)艙和浮力艙內配備有彈性皮囊，皮囊外部充入一定量的環(huán)境液體，機電艙內配備PLC、各種電磁閥、壓力傳感器等。各艙室之間采用螺栓連接，增減和拆裝設備儀器都比較方便。

所述水下機器人控制系統(tǒng)包括下潛、巡游、姿態(tài)調整、上浮控制回路。

所述氣控滑翔式水下機器人的控制系統(tǒng)主要包括姿態(tài)調整控制系統(tǒng)，上浮、下潛、定位、巡游控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：該機器人結構簡單、控制易于實現(xiàn)，機動性好，它以壓縮空氣作為動力源，通過高壓氣體排擠設備自帶液體改變機器人在水下重力與浮力的占比以及質心與浮心的占比來實現(xiàn)上浮、下潛、定位和姿態(tài)調整等水下滑翔動作功能，具有很大的民用推廣價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的水下機器人外形結構簡圖。

圖2是本發(fā)明的水下機器人氣動系統(tǒng)原理圖。

圖3是本發(fā)明的姿態(tài)調整閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖。

圖4是本發(fā)明的氣壓控制系統(tǒng)的方框圖。

圖中：a.螺旋槳；b.水下攝像頭；c.前姿態(tài)艙；d.高壓艙；e.浮力艙；f.機電艙；g.低壓艙；h.后姿態(tài)艙；i.擺尾；j.水下照明燈；k.魚鰭；l.擺動缸；1.低壓氣瓶；2.補氣泵；3.高壓氣瓶；4.過濾器；5、6、20電控開關閥；7、8.電控換向閥；9.擺動缸；10、11.電控排氣開關閥；12.電控充排液開關閥；13、14.節(jié)流閥；15.浮力艙；16、19電控充液開關閥；17.前姿態(tài)艙；18.后姿態(tài)艙；21.高壓氣瓶；22.低壓氣瓶；23.比例方向閥；24.前姿態(tài)隔膜缸；25.后姿態(tài)隔膜缸；26.開關閥。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，水下機器人由于在水下運動，因此，其運動的阻力包括摩擦阻力和粘性壓差阻力，由于摩擦阻力是雷諾數(shù)的函數(shù)，與濕表面積有關，粘性壓差阻力與型體外形有關，所以水下機器人外形型體的設計，對減小摩擦阻力和粘性壓差阻力及其重要。