[發(fā)明專利]一種冰下機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810313651.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108528667B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永壯;付宗國;王順之;蔣嘉豪
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/00;B63G8/08;B63G8/14;B63G8/24
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 賈森君

本發(fā)明公開了一種冰下機器人，包括主體，主體上安裝有探測裝置，主體兩側(cè)還設(shè)置有驅(qū)動裝置，其特征是：驅(qū)動裝置通過變形裝置與主體相連，變形裝置包括連接桿，連接桿端部連接有萬向軸，萬向軸包括一個十字軸和一對支座，一個支座固定連接在連接桿端部，另一個支座與驅(qū)動裝置固定連接，支座內(nèi)均設(shè)置有驅(qū)動十字軸繞其軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)輪座，轉(zhuǎn)輪座內(nèi)設(shè)置有螺旋推進器，轉(zhuǎn)輪座外側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)輪，螺旋推進器和轉(zhuǎn)輪均由電機驅(qū)動。該冰下機器人，能在快速運動和慢速運動之間進行轉(zhuǎn)換，同時具有較高的位移控制精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人，特別涉及一種冰下機器人。

背景技術(shù)

在極地科學(xué)研究領(lǐng)域中，冰蓋與冰架一直是全球變化研究的熱點。冰蓋與冰架系統(tǒng)作為全球變化的關(guān)鍵地區(qū)，構(gòu)成地球系統(tǒng)的一個重要冷源，是全球氣候系統(tǒng)的驅(qū)動器，對氣候變化有強烈的響應(yīng)與反饋作用。冰蓋與冰架底部融化是南極質(zhì)量收支的一個重要組成部分。由底部融化產(chǎn)生的融化水與不穩(wěn)定狀態(tài)對全球水團的演變同樣具有重要作用。冰架底部的水文狀況作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對研究極地科學(xué)具有至關(guān)重要的意義。

眾所周知南北極天氣非常惡劣，極度的寒冷環(huán)境使得人工操作變得非常的艱苦，所以人類發(fā)明了用來探測南北極環(huán)境的機器人。傳統(tǒng)的探測機器人都是在冰上行走的，但是南北極的低溫和狂風(fēng)可能會對機器人造成損傷，可能還會造成寶貴數(shù)據(jù)的流失。同時現(xiàn)在對于冰架下方的水文數(shù)據(jù)只能采取鉆孔探測的方法進行，該方法成本較高、效率較低，同時即使獲取后也只能大致反映某一區(qū)域的水文狀況，準(zhǔn)確度較低。若使用冰下機器人則不會存在上述問題。冰下機器人一般在冰面一下運動，通過浮力控制裝置可使該機器人與冰架底面的距離，從而獲得冰架下方不同深度處的睡文數(shù)據(jù)。但是若想要將冰下機器人移動到需要探測的位置一般都只能通過在冰架邊緣將該機器人放入到海水中，然后控制其移動到冰架下方的某一區(qū)域，這需要冰下機器人具有較強的移動能力以較快地抵達預(yù)定區(qū)域，同時當(dāng)冰下機器人移動到預(yù)定工作位置后需要其在預(yù)定工作區(qū)域進行定點采樣，這又需要冰下機器人具有較為精確的位移控制能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種冰下機器人，能較好地解決上述問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種冰下機器人，包括主體，主體上安裝有探測裝置，主體兩側(cè)還設(shè)置有驅(qū)動裝置，其特征是：驅(qū)動裝置通過變形裝置與主體相連，變形裝置包括連接桿，連接桿端部連接有萬向軸，萬向軸包括一個十字軸和一對支座，一個支座固定連接在連接桿端部，另一個支座與驅(qū)動裝置固定連接，支座內(nèi)均設(shè)置有驅(qū)動十字軸繞其軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)輪座，轉(zhuǎn)輪座內(nèi)設(shè)置有螺旋推進器，轉(zhuǎn)輪座外側(cè)設(shè)置套設(shè)有轉(zhuǎn)輪，螺旋推進器和轉(zhuǎn)輪均由電機驅(qū)動。

通過上述技術(shù)方案，主體上設(shè)置有探測裝置可以對冰架下的水文數(shù)據(jù)進行探測。變形裝置的設(shè)置可以改變驅(qū)動裝置和主體之間的相對位置，當(dāng)需要使該冰下機器人快速移動時，可以將驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動到其軸線和連接桿軸線相垂直的狀態(tài)，此時使用螺旋推進器作為推進裝置，從而獲得較為快速的推進速度。同時通過改變支座上的驅(qū)動機構(gòu)，改變兩個支座之間的相對位置，可以控制該機器人的上下、前后及左右的移動方向，使該水下機器人較為快速地達到冰架下方的預(yù)定位置和預(yù)定深度。當(dāng)需要對冰下機器人的位移進行準(zhǔn)確控制時，可以通過變形裝置使驅(qū)動裝置的軸線與連接桿的軸線保持平行狀態(tài)，通過轉(zhuǎn)輪對該機器人進行驅(qū)動。當(dāng)使用轉(zhuǎn)輪進行驅(qū)動時，電機低速旋轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)輪推動該冰下機器人在冰架下方某一深度進行移動，以達到精確控制該機器人位移的目的，調(diào)整運動方向時可以通過兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速差來進行轉(zhuǎn)向。當(dāng)需要改冰下機器人快速移動時，可以通過電機快速轉(zhuǎn)動并帶動螺旋推進器轉(zhuǎn)動，從而使該冰下機器人獲得較高的航速，以快速到達預(yù)定區(qū)域。

優(yōu)選的，所述連接桿具有伸縮能力。