[實用新型]一種重心偏移式雙棲采樣機器人

有效

• 申請號: 202020198758.1
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN211592892U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳浩文;張文輝;張聰;黃志鵬;王旭;金鍵壯;馬國力
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B60F3/00;B25J18/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本實用新型公開了一種重心偏移式雙棲采樣機器人，推進器對稱安裝于殼體兩側端蓋上，重心偏移機構通過內密封倉安裝在殼體內部，內密封倉與殼體之間上下間隔安裝有上隔板和下隔板，殼體、內密封倉、上隔板和前側下隔板之間構成外密封倉，攝像裝置通過上隔板安裝在外密封倉中，上位機遠程控制重心偏移機構、攝像裝置、采樣裝置和行走機構工作，采樣裝置安裝在下隔板上并通過殼體一側的透水口向外伸展，用于夾抓目標物，行走機構安裝于殼體底部，帶動機器人雙棲行走。本實用新型由兩個推進器配合重心偏移機構實現采樣機器人在水中穩定多自由度運動，成本低，剪式機械手結構簡單，四足運動機構可帶動采樣機器人獨立上岸與水底行走作業，功能實用。

技術領域

本實用新型涉及水下機器人技術領域，具體涉及一種重心偏移式雙棲采樣機器人。

背景技術

隨著機器人技術的不斷進步，人們對地球的探索不在局限于陸地，還開啟了海底世界的探索征途，由于海洋深處的水壓及水流情況不適合人類探查，因此現今多采用水下機器人代替人類進行水下采樣、拍照等工作。目前，市面上絕大部分水下機器人都采用多推進器對稱分布的方式，來完成多自由度的運動，雖然這種方式推力大，且運動穩定性高，但是各個獨立推進器容易產生推力耦合，使得水下機器人產生抖動、控制系統更加繁瑣，極大地增加了制造成本；而且傳統水下機器人只能浮于水面運動或者潛入水中作業，無法完成獨自上岸或水底行走任務，具有一定的環境約束性。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種重心偏移式雙棲采樣機器人，該機器人通過兩個推進器配合重心偏移機構即可在水中穩定地完成多自由度運動，制作成本低，重心偏移機構采用滾珠絲桿傳動的驅動方式，具有響應快、魯棒性強等優點，四足運動機構帶動雙棲采樣機器人獨立上岸與水底行走作業，功能實用。

為實現上述技術目的，本實用新型采取的技術方案為：一種重心偏移式雙棲采樣機器人，包括殼體、推進器、重心偏移機構、攝像裝置、采樣裝置、行走機構和上位機，推進器對稱安裝于殼體的兩側端蓋上，重心偏移機構通過內密封倉密封安裝在殼體內部，內密封倉與殼體之間上下間隔安裝有上隔板和下隔板，殼體、內密封倉、上隔板和前側下隔板之間構成外密封倉，攝像裝置通過上隔板安裝在外密封倉中，所述上位機遠程控制重心偏移機構、攝像裝置、采樣裝置和行走機構工作，采樣裝置安裝在下隔板上并通過殼體一側的透水口向外伸展，用于夾抓目標物，行走機構安裝于殼體底部，帶動機器人雙棲行走。

進一步地，所述殼體為圓筒形殼體，所述圓筒形殼體采用10mm厚透明塑料材質，所述圓筒形殼體的底部為平底板，所述推進器對稱安裝在圓筒形殼體的左右側端蓋中部，所述行走機構安裝在平底板底部。

進一步地，所述內密封倉為圓筒形密封倉筒，所述圓筒形密封倉筒采用鋁合金材質，所述內密封倉的左右端面與殼體的左右側端蓋密封連接，所述內密封倉與殼體沿外周部通過均布的六個定位銷定位連接，并通過圓頭螺絲固定。

進一步地，所述圓筒形密封倉筒通過隔板分為上腔室和下腔室，所述上腔室內安裝有控制電路部分，所述控制電路部分包括主控制板樹莓派、直流電壓轉換模塊、飛行控制器與驅動器，所述重心偏移機構安裝于下腔室內。

進一步地，所述重心偏移機構包括滾珠絲桿傳動機構與鋰電池組，所述滾珠絲桿傳動機構包括支撐底座、第一伺服電機、移載絲桿和絲桿螺母，所述重心偏移機構通過支撐底座固定在隔板底部，所述第一伺服電機安裝在支撐底座的右端，所述移載絲桿右端通過聯軸器與第一伺服電機的輸出軸連接，所述移載絲桿的左端穿設支撐底座的左端通孔，并通過支撐底座底部的過絲桿支撐座進一步可轉動支撐，所述支撐底座右側移載絲桿上安裝有絲桿螺母，所述絲桿螺母上套接有螺母座，所述鋰電池組安裝在鋰電池盒中，所述鋰電池盒固定在螺母座底部，所述鋰電池盒的側面均布有散熱孔，所述絲桿螺母隨移載絲桿的正反轉運動而帶動螺母座沿支撐底座同步平移滑動，所述鋰電池盒隨螺母座同步前后移動，進而改變機器人整體結構的重心，控制雙棲采樣機器人的俯仰運動。