[發明專利]一種水下機器人的傾轉推進裝置及系統

有效

• 申請號: 201910655164.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110341916B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 孫鑫;申月;亓昕陽
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H25/26
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 邱岳

本發明涉及一種水下機器人的可傾轉推進裝置及系統，該可傾轉推進裝置，包括機器人本體、水下機械臂組和傾轉推進機構；水下機械臂組和傾轉推進機構分別固定在機器人本體上，機器人本體包括兩個上下向延伸的側板、兩個水平向延伸的上支撐板和下支撐板，上支撐板中心線后部設有一個垂直推進器；可傾轉推進系統使得可傾轉推進裝置實現手動和自動兩種控制方式；手動控制方式具有水平推進和豎直推進兩種工作模式；自動控制方式根據前進、后退、上浮、下潛、前進上浮、前進下潛指令自動調整兩個可傾轉推進器的方向，實現進退、浮沉的運動。本發明使得水下機器人既具有多個方向行進自由度，又通過減少推進器數量解決了高能耗等問題。

技術領域

本發明屬于水下機器人領域，具體而言，涉及一種應用于水下機器人的傾轉推進裝置及系統。

背景技術

水下機器人作為一種智能控制工具在海洋開發、海洋探索發揮巨大作用，隨著水下機器人應用領域的拓寬，多行業迫切需要便捷水下機器人的研發以進行水下作業。水下機器人推進裝置通常按照功能需求確定運動平臺上推進器的數量，但是多自由度推進機器人具有體型龐大、高能耗等缺點，操作繁雜且不便于進行輕量作業。因此，在不損失自由度的前提下，需要一種低能耗的簡便水下機器人解決上述問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于水下機器人的可傾轉推進裝置及系統，在保持多推進器機動性的同時減少推進器數量，降低了載體能耗，又對載體體型進行緊湊簡便設計。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種水下機器人的可傾轉推進裝置，包括機器人本體、水下機械臂組和傾轉推進機構。所述水下機械臂組和傾轉推進機構分別固定在所述機器人本體上，所述機器人本體包括兩個上下向延伸的側板、兩個水平向延伸的上支撐板和下支撐板；所述上支撐板中心線后部設有一個垂直推進器，與傾轉推進機構共同實現水平推進和豎直推進兩種工作模式。

進一步的，所述水下機械臂組，固定安裝于下支撐板，用于控制兩個可傾轉推進器，設置有固定套、舵機板、舵機、和傳動機構；所述固定套安裝在下支撐板一端；所述舵機板安裝在下支撐板中心線上；所述舵機的尾部嵌套于固定套內部；頂部設有兩個螺紋孔對應于舵機板，設有一個孔對應于舵機聯動軸。

進一步的，所述傳動機構，包括第一搖臂、第一魚眼連桿軸承、絲桿、第二魚眼連桿軸承、第二搖臂。所述第一搖臂一側設有對應嵌套于舵機聯動軸的六邊形孔，通過所述舵機驅動旋轉，另一側設置有對應于所述第一魚眼連桿軸承的圓形孔，通過螺絲連接所述第一魚眼連桿軸承。所述第一魚眼連桿軸承和所述第二魚眼連桿軸承均有一側設置圓形凹槽，利用所述絲桿兩端分別嵌入圓形凹槽進行連接。所述第二魚眼連桿軸承另一端連接所述第二搖臂；所述第二搖臂另一側設置通孔，通孔頂端設置螺紋孔，用于連接所述推進機構。

進一步的，所述推進機構設有鋼軸和推進器固定板；所述鋼軸穿過所述第二搖臂通孔，中心位置設置有凹槽，通過所設通孔頂端的螺紋孔固定第二搖臂；鋼軸兩端穿過側板垂向對稱設有推進器固定板；所述推進器固定板用于固定兩個推進器，其對稱中心軸與殼體上豎直推進器所在中心軸在同一平面。

進一步的，所述機器人本體側板內側對稱設置有軸承，支撐所述鋼軸和推進器固定板旋轉。

進一步的，所述鋼軸兩側對稱設置凹槽，穿過所述軸承內圈，所述軸承內圈設有墊片，連接一個限位環；所述限位環兩側設有對應鋼軸凹槽的螺紋孔。

進一步的，鋼軸兩端對稱連接一個法蘭，所述法蘭具有三個螺紋孔，內部中心設置一個通孔，用于連接所述鋼軸和推進器固定板。

進一步的，所述推進器固定板偏中心處設置三個對應于特制法蘭的螺孔，偏外側處設置三個對應于推進器的螺孔，用以固定推進器。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種水下機器人的可傾轉推進系統，包括手動控制模塊和自動控制模塊，其執行包括以下步驟：

系統啟動后操作人員選擇控制方式，所述控制方式包括手動控制方式和自動控制方式；