[發(fā)明專利]一種仿水母運動的水下機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810691218.4
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108545163A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付景枝;郭強強;劉云平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H1/32;B63H21/17
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

本發(fā)明公開了一種仿水母運動的水下機器人，包括殼體、太陽能發(fā)電板、擺動舵機、轉(zhuǎn)向鐵塊、擺動扇葉、驅(qū)動舵機、負(fù)重鐵塊、蓄電池和主控制板；殼體頂部采用透明罩，太陽能發(fā)電板設(shè)于該透明罩下方、殼體內(nèi)；負(fù)重鐵塊、擺動舵機、驅(qū)動舵機、電源和主控制板均固定設(shè)于殼體內(nèi)；擺動扇葉為多個，可上下擺動地沿殼體周向均布設(shè)于外周側(cè)，且與擺動舵機相連；轉(zhuǎn)向鐵塊與擺動舵機相連；主控制板分別與擺動舵機、驅(qū)動舵機相連；太陽能發(fā)電板與蓄電池相連。本發(fā)明水下機器人結(jié)構(gòu)簡單，能有效實現(xiàn)對水下機器人的高效運動和長時間續(xù)航。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水下智能設(shè)備，具體涉及一種水下仿水母運動的水下機器人。

背景技術(shù)

人們對于海洋的探索從未停止，海底世界的未知物種和奇妙景象成了人們追求的目標(biāo)，可是人的身體條件的限制，只能在淺水區(qū)域進行作業(yè)，到達不了深海。通過對海洋生物的觀察，人類模仿魚的形狀建造了流線型的船體，現(xiàn)在的水下機器人大多采用螺旋槳的結(jié)構(gòu)，通過放置在不同位置的推進器，實現(xiàn)自由度的變換，但是水下環(huán)境復(fù)雜，受水流、光線、暗礁等影響，水下機器人的運動控制受到很大程度的影響。通過仿生手段，模仿海洋生物的運動模式，對于我們探索海洋具有良好的應(yīng)用前景和實際價值。

如專利號CN107697244A公開的一種球形水下機器人，外形呈橢圓形，推進器安裝在機器的腰部，底部還搭載攝像頭和機械爪設(shè)備，但是這種水下機器人的重心不穩(wěn)，整體穩(wěn)定性不夠，在海水中容易受海流影響發(fā)生翻轉(zhuǎn)。又如CN107508362A公開的一種水下機器人無線充電系統(tǒng)，以機器人為供電載體，電池作為供電源，通過基于磁共振的無線能量傳輸模塊實現(xiàn)無線充電，問題在于機器人體積小，通過搭載的發(fā)電裝置，能做到的發(fā)電量很小，無法滿足機器人的長時間工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能夠有效進行長時間續(xù)航、且采用新型驅(qū)動方式的水下機器人。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種仿水母運動的水下機器人，包括殼體、太陽能發(fā)電板、擺動舵機、轉(zhuǎn)向鐵塊、擺動扇葉、驅(qū)動舵機、負(fù)重鐵塊、蓄電池和主控制板；殼體頂部采用透明罩，太陽能發(fā)電板設(shè)于該透明罩下方、殼體內(nèi)；負(fù)重鐵塊、擺動舵機、電源和主控制板均固定設(shè)于殼體內(nèi)；擺動扇葉為多個，可上下擺動地設(shè)于所述殼體外周側(cè)；所述驅(qū)動舵機數(shù)量與擺動扇葉相對應(yīng)，沿所述殼體周向均布設(shè)于外周側(cè)，且分別與對應(yīng)的擺動扇葉傳動相連；轉(zhuǎn)向鐵塊與擺動舵機傳動相連；主控制板分別與擺動舵機、驅(qū)動舵機相連；太陽能發(fā)電板與蓄電池相連。

進一步的，負(fù)重鐵塊與轉(zhuǎn)向鐵塊的重量比為1:1；負(fù)重鐵塊設(shè)于殼體內(nèi)下部中心位置處；當(dāng)負(fù)重鐵塊與轉(zhuǎn)向鐵塊連線與水下機器人共軸線時，轉(zhuǎn)向鐵塊到殼體頂部的高度與負(fù)重鐵塊到殼體頂部的高度比為1:3。

進一步的，殼體包括上部半球透明罩和下部錐形殼體；負(fù)重鐵塊固定設(shè)于錐形殼體內(nèi)下部；擺動扇葉為六片，均布設(shè)于半球透明罩下部周側(cè)。

進一步的，本發(fā)明水下機器人還包括水下超聲傳感器；水下超聲傳感器固定設(shè)于半球透明罩外側(cè)。

進一步的，水下機器人還包括攝像頭；攝像頭設(shè)于所述半球透明罩內(nèi)，或設(shè)于錐形殼體外側(cè)。

進一步的，上述水下機器人還包括檢測傳感器；檢測傳感器設(shè)于殼體上。

進一步的，太陽能發(fā)電板依次通過輸入輸出模塊、穩(wěn)壓模塊與蓄電池相連；蓄電池串聯(lián)電量計量模塊，通過電量計量模塊向主控制板反饋蓄電池當(dāng)前的存貯的電量。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能有效實現(xiàn)對水下機器人的高效運動和長時間續(xù)航。

2、本發(fā)明通過擺動扇葉上下擺動模擬水母的張合擺動，實現(xiàn)機器人高效、高機動的水下運動；通過擺動扇葉的完全張開，控制機器人浮在水面，由太陽能發(fā)電板進行太陽能發(fā)電對機器人進行續(xù)航。