[發明專利]一種小型多功能水下機器人及其工作方法

在審

• 申請號: 202010868335.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111874193A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉愛民;任達;婁家川;孟繁貴
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/08;B63G8/14;B63G8/22;H02N11/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種小型多功能水下機器人及其工作方法，機器人包括殼體、電控模塊、雙螺旋槳推進機構、浮力升降機構、姿態調節機構及溫差發電裝置；電控模塊、浮力升降機構、姿態調節機構及溫差發電裝置位于殼體內，雙螺旋槳推進機構位于殼體外部；電控模塊包括智能控制器和電池。方法包括下潛及上浮模式、前進及后退模式、轉彎模式、重心調整模式及溫差發電模式。下潛及上浮模式下浮力升降機構工作，前進及后退模式、轉彎模式下雙螺旋槳推進機構工作，重心調整模式下姿態調節機構工作，溫差發電模式下溫差發電裝置工作。本發明還具備水下自動避障功能，能夠根據實際任務需要搭載不同功能的檢測模塊，可在復雜環境下完成水下觀測、勘探、航拍等特定任務。

技術領域

本發明屬于水下機器人技術領域，特別是涉及一種小型多功能水下機器人及其工作方法。

背景技術

海洋面積占到地球總面積的70.8％，其蘊藏著極其豐富的自然資源，隨著陸地資源的逐漸減少，使世界經濟對海洋的依賴程度和利用海洋資源的可能性也在不斷增長，而水下機器人便成為了人類探索和開發海洋、拓展藍色經濟空間的有效工具之一，其在水文監測、水產養殖、水下偵查、海底勘探等方面發揮著越來越重要的作用。但是，如何利用水下機器人有效地開發利用海洋能源、水資源、監測水文數據等，仍是目前社會面臨的重要問題。

現有的水下機器人一般可分為四類，分別為載人水下機器人、有纜水下機器人(ROV)、無纜自主水下機器人(AUV)和水下滑翔機，按照體積大小又可以分為大型水下機器人、中型水下機器人、小型水下機器人及超小型水下機器人，由于大、中型水下機器人存在造價高、維修成本高、占用空間大、操作復雜及電能消耗大等特點，使其應用受到一定的限制。因此，小型水下機器人在水下搜救、水下航拍、水產養殖的日常監測、海上石油平臺、海上發電廠、科學研究、水下考古等應用場景中更具優勢，且存在著巨大的產品價值和消費市場。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種小型多功能水下機器人及其工作方法，具備水下自動避障功能，能夠根據實際任務需要搭載不同功能的檢測模塊，可在復雜環境下完成水下觀測、勘探、航拍等特定任務；采用雙螺旋槳推進方式實現機器人的前進、后退和轉彎，通過改變充油體積的方式實現機器人的上浮和下潛；配備了溫差發電裝置，提高了機器人的續航能力和水下作業時間。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種小型多功能水下機器人，包括殼體、電控模塊、雙螺旋槳推進機構、浮力升降機構及姿態調節機構；所述電控模塊、浮力升降機構及姿態調節機構均設置在殼體內，所述浮力升降機構位于殼體底部，所述姿態調節機構位于浮力升降機構上方，所述電控模塊位于姿態調節機構上方，所述雙螺旋槳推進機構位于殼體外部。

所述殼體采用流線型碟式結構，包括上殼體和下殼體，上殼體與下殼體扣合構成完整殼體，上殼體與下殼體之間通過螺栓進行固連；在所述上殼體的下邊沿設有密封凸筋，在所述下殼體的上邊沿設有密封凹槽，當上殼體與下殼體處于扣合狀態時，所述密封凸筋位于密封凹槽內，所述上殼體與下殼體的扣合對接面之間通過密封凸筋與密封凹槽進行密封；在所述上殼體與下殼體的內表面設有若干加強筋板，所述電控模塊、浮力升降機構及姿態調節機構均通過加強筋板進行固定。

所述電控模塊包括智能控制器和電池，所述智能控制器內集成有陀螺儀傳感器，通過陀螺儀傳感器感知機器人的傾斜角、運動方向和加速度；所述電池用于為智能控制器、雙螺旋槳推進機構、浮力升降機構及姿態調節機構進行供電。