[發明專利]一種依靠改變重力轉向的水下機器人及其控制方法

在審

• 申請號: 201910319666.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110001897A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 陳煥若
• 申請（專利權）人: 南京涵銘置智能科技有限公司
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

本發明公開了一種依靠改變重力轉向的水下機器人及其控制方法，其特征是包括機器人本體、轉向控制單元、視覺單元、以及終端設備。所述機器人本體包括殼體，連接在所述殼體一側的仿生肌肉，以及安裝在所述殼體一端的浮力驅動單元；轉向控制單元包括內置在所述殼體內部預定位置處的重心調節組件；視覺單元安裝在所述機器人本體的首尾兩端的預定位置上；終端設備包括密封安裝在所述殼體內的信號處理單元，以及與所述信號處理單元遠程連接的用戶端。本發明在水母機器人內部設置重心調節組件，通過改變自身重心位置使得該水母機器人在航行時自動偏向重心所在位置，由于轉向控制單元集成在殼體內部，不與外界直接接觸，故轉向可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種水下機器人，具體涉及一種依靠改變重力轉向的水下機器人及其控制方法。

背景技術

水下機器人也稱無人遙控潛水器，是一種工作于水下的極限作業機器人。水下環境惡劣危險，人的潛水深度有限，所以水下機器人已成為開發海洋的重要工具。

現有技術中水下機器人通常采用螺旋槳推動，通過在機身上設置多個螺旋槳，依靠槳葉轉動產生推力，當需要轉向時依靠各螺旋槳的轉速差來實現；上述方法存在較大的局限性，且可靠性較低：由于整個動力裝置暴露在水中，會影響發動機的壽命，且槳葉在高速轉動時極易被水下的魚類意外撞擊造成發動機停轉，安全性和可靠性不可小視。

發明內容

發明目的：提供一種依靠改變重力轉向的水下機器人，解決了現有技術存在的上述問題。

技術方案：一種依靠改變重力轉向的水下機器人，包括機器人本體、轉向控制單元、視覺單元、以及終端設備四部分。

其中，機器人本體，包括殼體，連接在所述殼體一側的仿生肌肉，以及安裝在所述殼體一端的浮力驅動單元；

轉向控制單元，包括內置在所述殼體內部預定位置處的重心調節組件；

視覺單元，安裝在所述機器人本體的首尾兩端的預定位置上；

終端設備，包括密封安裝在所述殼體內的信號處理單元，以及與所述信號處理單元遠程連接的用戶端，所述用戶端包括智能手機、VR頭盔。

在進一步的實施例中，所述仿生肌肉包括若干舵機，連接在所述舵機的輸出端上的彈性貼片，以及與所述彈性貼片的表面貼合的水母翼片；所述彈性貼片呈預定曲率半徑的弧形，所述彈性貼片與所述舵機的輸出端通過一對相互嚙合的齒輪和齒槽連接，并通過緊固帽鎖緊；所述水母翼片呈碗狀、且表面設有疏水層；仿生肌肉用于模擬真實水母的運動狀態，利用排出水流產生的反作用力帶動該水母機器人前進，彈性貼片在收到外界壓力后發生形變，當壓力撤去后迅速恢復原狀。

在進一步的實施例中，所述舵機包括無刷電機，以及連接所述無刷電機的齒輪組；所述齒輪組設置在動力盒內，包括固定在所述無刷電機的輸出端的第一齒輪，通過軸承和軸承座轉動設置在所述動力盒內的第一轉軸和第二轉軸，依次固定在所述第一轉軸上的第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪，以及依次固定在所述第二轉軸上的第六齒輪、第七齒輪、第八齒輪、第九齒輪；所述彈性貼片的一端設有齒槽，所述齒槽與所述第九齒輪咬合，即所述齒槽的齒數與所述第九齒輪的齒數相同。所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合，所述第三齒輪與所述第六齒輪嚙合，所述第四齒輪與所述第七齒輪嚙合，所述第五齒輪與所述第八齒輪嚙合；所述第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪、第六齒輪、第七齒輪、第八齒輪、第九齒輪同為直齒輪；所述第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪的內徑與所述第一轉軸的外徑過盈配合；所述第六齒輪、第七齒輪、第八齒輪、第九齒輪的內徑與所述第二轉軸的外徑過盈配合。舵機能夠精準的控制每個彈性貼片。