一种水下探测机器人pdf

  本发明公开了一种水下探测机器人，包括主舱模块、背鳍、信号发射接收装置、电机和亚克力玻璃罩，所述主舱模块的后侧面安装有探照灯，且探照灯的左侧设置有背鳍，并且背鳍的一端与主舱模块相连接，所述背鳍的左侧设置有信号发射接收装置，且信号发射接收装置的一端与主舱模块相连接，所述电机固定在尾舱的内部，所述主舱模块的前后两侧均安装有第二三推进装置，且第二三推进装置由第二螺旋桨、第二桨叶罩、第二固定支架和旋转连杆组成，并且第二螺旋桨通过转轴与电机相连接。该水下探测机器人水下机器人与传统的框架式水下机器人相比，由于

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112722219 A (43)申请公布日 2021.04.30 (21)申请号 7.9 H04N 5/232 (2006.01) (22)申请日 2021.03.10 (71)申请人 广东海洋大学 地址 524088 广东省湛江市麻章区海大路1 号 (72)发明人 蔡展鹏袁剑平李震阳郑建东 郭亦平林超暖刘琼珊汤昕彤 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 陈伟斌刘瑶云 (51)Int.Cl. B63C 11/52 (2006.01) B63H 21/17 (2006.01) G08C 17/02 (2006.01) H04N 5/225 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)发明名称 一种水下探测机器人 (57)摘要 本发明公开了一种水下探测机器人，包括主 舱模块、背鳍、信号发射接收装置、电机和亚克力 玻璃罩，所述主舱模块的后侧面安装有探照灯， 且探照灯的左侧设置有背鳍，并且背鳍的一端与 主舱模块相连接，所述背鳍的左侧设置有信号发 射接收装置，且信号发射接收装置的一端与主舱 模块相连接，所述电机固定在尾舱的内部，所述 主舱模块的前后两侧均安装有第二三推进装置， 且第二三推进装置由第二螺旋桨、第二桨叶罩、 第二固定支架和旋转连杆组成，并且第二螺旋桨 通过转轴与电机相连接。该水下探测机器人水下 机器人与传统的框架式水下机器人相比，由于采 A 用了流线体形外观，使得受到的水阻力较小，推 9 进效率高，进而时巡航所能达到速度更快。 1 2 2 2 7 2 1 1 N C CN 112722219 A 权利要求书 1/1页 1.一种水下探测机器人，包括主舱模块（1）、背鳍（3）、信号发射接收装置（4）、电机（7） 和亚克力玻璃罩（12），其特征是：所述主舱模块（1）的后侧面安装有探照灯（2），且探照灯 （2）的左侧设置有背鳍（3），并且背鳍（3）的一端与主舱模块（1）相连接，所述背鳍（3）的左侧 设置有信号发射接收装置（4），且信号发射接收装置（4）的一端与主舱模块（1）相连接，所述 电机（7）固定在尾舱（1‑3）的内部，所述主舱模块（1）的前后两侧均安装有第二三推进装置 （10），且第二三推进装置（10）由第二螺旋桨（10‑1）、第二桨叶罩（10‑2）、第二固定支架（10‑ 3）和旋转连杆（10‑4）组成，并且第二螺旋桨（10‑1）通过转轴与电机（7）相连接，所述第二三 推进装置（10）通过旋转连杆（10‑4）与主舱模块（1）相连接，所述第二桨叶罩（10‑2）通过第 二固定支架（10‑3）固定在主舱模块（1）的外部，所述主舱模块（1）的右侧安装有亚克力玻璃 罩（12），且亚克力玻璃罩（12）的内部安装有摄影平台（11），所述摄影平台（11）包括GPS定位 装置（11‑1）和摄像头（11‑2），且摄影平台（11）上通过卡槽与GPS定位装置（11‑1）相连接，并 且摄像头（11‑2）位于主舱模块（1）的头舱（1‑1）内部，所述旋转连杆（10‑4）位于头舱（1‑1） 两侧对称分布。 2.依据权利要求1所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述主舱模块（1）由头舱 （1‑1）、连接舱（1‑2）和尾舱（1‑3）组成，且头舱（1‑1）的左侧通过卡扣本体（5）安装有连接舱 （1‑2），并且连接舱（1‑2）的左侧通过卡扣本体（5）固定有尾舱（1‑3），且尾舱（1‑3）的左端与 第一推进装置（6）相连接，并且主舱模块（1）呈流线体外形设计，所述连接舱（1‑2）的内部安 装有主控板（9），所述尾舱（1‑3）的内部安装有电机（7）和电池舱（8），且电机（7）的一侧连接 有电池舱（8）。 3.依据权利要求2所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述卡扣本体（5）由卡扣 头（5‑1）、板桥（5‑2）和固定螺丝（5‑3）组成，且卡扣头（5‑1）的一端安装有板桥（5‑2），且板 桥（5‑2）的上方固定有固定螺丝（5‑3）。 4.依据权利要求2所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述第一推进装置（6）由 第一螺旋桨（6‑1）、第一浆叶罩（6‑2）和第一固定支架（6‑3）组成，且第一浆叶罩（6‑2）的内 部安装有第一螺旋桨（6‑1），并且第一浆叶罩（6‑2）的右端与第一固定支架（6‑3）相连接，且 第一螺旋桨（6‑1）通过转轴与电机（7）相连接，并且第一浆叶罩（6‑2）通过第一固定支架（6‑ 3）固定在主舱模块（1）的外部。 5.依据权利要求2所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述电池舱（8）由电池组 （8‑1）和导电柱（8‑2）组成，且电池组（8‑1）的内部安装有导电柱（8‑2）。 6.依据权利要求2所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述主控板（9）的内部安 装有无线）。 7.依据权利要求1所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述第二螺旋桨（10‑1）固 定呈上下开口的圆桶状。 8.依据权利要求1所述的一种水下探测机器人，其特征是：所述亚克力玻璃罩（12）呈 透明球形状结构设置，且亚克力玻璃罩（12）的直径小于头舱（1‑1）的高度。 2 2 CN 112722219 A 说明书 1/4页 一种水下探测机器人 技术领域 [0001] 本发明涉及水下设备技术领域，具体为一种水下探测机器人。 背景技术 [0002] 跟着社会的持续不断的发展，我国的科技也在不断的发展，在发展的过程中是离不开对 各种资源的开发和利用，在陆地资源逐渐枯竭的今天，人们把目光投向了深海大洋，海底世 界除了大家耳熟能详的锰结核、深海油气，海上水产资源，还有热液矿床，以及当前最炙手 可热的天然气水合物，因此就需要机器设备深入到水下进行工程勘测考察、水产生物跟踪，以及数 据采集和水下作业。 [0003] 水下机器人等各类水下装备在设计时均要考虑到各种仪器、电子电路等零部件的 安装问题以及机器人整体的便携性的问题，现大多数水下机器人多为整体设计，在便携性 以及运输性上表现不足。 [0004] 传统的水下机器人结构固定，功能和适合使用的范围往往在设计之初已经确定，具有 一定的局限性，存在结构及形式单一、应用场景范围有限、安装维修困难、应用场景范围有限等限制，随 着海洋开发进程的不断推进，对于能够在不同环境、不同任务下具有高适应性的水下机器 人有着更高的要求。 [0005] 因此我们便提出了水下探测机器人能够很好的解决以上问题。 发明内容 [0006] 本发明的目的是提供一种水下探测机器人，以解决上述背景技术提出的目前市 场上水下机器人功能负载单一没办法实现多任务作业，运输携带不方便的缺陷的问题。 [0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下探测机器人，包括主舱模 块、背鳍、信号发射接收装置、电机和亚克力玻璃罩，所述主舱模块的后侧面安装有探照灯， 且探照灯的左侧设置有背鳍，并且背鳍的一端与主舱模块相连接，所述背鳍的左侧设置有 信号发射接收装置，且信号发射接收装置的一端与主舱模块相连接，所述电机固定在尾舱 的内部，所述主舱模块的前后两侧均安装有第二三推进装置，且第二三推进装置由第二螺 旋桨、第二桨叶罩、第二固定支架和旋转连杆组成，并且第二螺旋桨通过转轴与电机相连 接，所述第二三推进装置通过旋转连杆与主舱模块相连接，所述第二桨叶罩通过第二固定 支架固定在主舱模块的外部，所述主舱模块的右侧安装有亚克力玻璃罩，且亚克力玻璃罩 的内部安装有摄影平台，所述摄影平台包括GPS定位装置和摄像头，且摄影平台上通过卡槽 与GPS定位装置相连接，并且摄像头位于主舱模块的头舱内部，所述旋转连杆位于头舱两侧 对称分布。 [0008] 优选的，所述主舱模块由头舱、连接舱和尾舱组成，且头舱的左侧通过卡扣本体安 装有连接舱，并且连接舱的左侧通过卡扣本体固定有尾舱，且尾舱的左端与第一推进装置 相连接，并且主舱模块呈流线体外形设计，所述连接舱的内部安装有主控板，所述尾舱的内 部安装有电机和电池舱，且电机的一侧连接有电池舱。 3 3 CN 112722219 A 说明书 2/4页 [0009] 优选的，所述卡扣本体由卡扣头、板桥和固定螺丝组成，且卡扣头的一端安装有板 桥，且板桥的上方固定有固定螺丝。 [0010] 优选的，所述第一推进装置由第一螺旋桨、第一浆叶罩和第一固定支架组成，且第 一浆叶罩的内部安装有第一螺旋桨，并且第一浆叶罩的右端与第一固定支架相连接，且第 一螺旋桨通过转轴与电机相连接，并且第一浆叶罩通过第一固定支架固定在主舱模块的外 部。 [0011] 优选的，所述电池舱由电池组和导电柱组成，且电池组的内部安装有导电柱。 [0012] 优选的，所述主控板的内部安装有无线通讯芯片、图像处理芯片、储存器和主芯 片。 [0013] 优选的，所述第二螺旋桨固定呈上下开口的圆桶状。 [0014] 优选的，所述亚克力玻璃罩呈透明球形状结构设置，且亚克力玻璃罩的直径小于 头舱的高度。 [0015] 与现存技术相比，本发明的有益效果是：该水下探测机器人； （1）水下机器人与传统的框架式水下机器人相比，由于采用了流线体形外观设计， 使得受到的水阻力较小，推进效率高，进而时巡航所能达到的速度更快，提高了效率缩短 了时间； 发明的水下机器人自身携带供电系统，能轻松实现较远的航行，拥有较长的续 （2）本 航功能；且采用了可拆卸分体设计，安装简易携带方便，能轻松实现功能模块化的快速更替， 适用于多场景； （3）本发明的水下机器人拥有无线通讯系统，水下机器人上有信号发射接收装置 可以将信号传递给控制模块的主芯片，主芯片再将无线信号传输到各个模块的驱动装置， 实现整机的控制和人机互动，稳定性强。 附图说明 [0016] 图1为本发明水下探测机器人结构示意图； 图2为本发明水下探测机器人分段示意图； 图3为本发明主舱连接卡扣结构示意图； 图4为本发明第一推进装置结构示意图； 图5为本发明电机与电池舱结构示意图； 图6为本发明主控板结构示意图； 图7为本发明第二三推进装置结构示意图； 图8为本发明摄影平台结构示意图。 [0017] 图中：1、主舱模块；1‑1、头舱；1‑2、连接舱；1‑3、尾舱；2、探照灯；3、背鳍；4、信号发 射接收装置；5、卡扣本体；5‑1、卡扣头；5‑2、板桥；5‑3、固定螺丝；6、第一推进装置；6‑1、第 一螺旋桨；6‑2、第一浆叶罩；6‑3、第一固定支架；7、电机；8、电池舱；8‑1、电池组；8‑2、导电 柱；9、主控板；9‑1、无线、第二三 推进装置；10‑1、第二螺旋桨；10‑2、第二桨叶罩；10‑3、第二固定支架；10‑4、旋转连杆；11、 摄影平台；11‑1、GPS定位装置；11‑2、摄像头；12、亚克力玻璃罩。 4 4 CN 112722219 A 说明书 3/4页 具体实施方式 [0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0019] 请参阅图1‑8，本发明提供一种技术方案：一种水下探测机器人，包括主舱模块1、 头舱1‑1、连接舱1‑2、尾舱1‑3、探照灯2、背鳍3、信号发射接收装置4、卡扣本体5、卡扣头5‑ 1、板桥5‑2、固定螺丝5‑3、第一推进装置6、第一螺旋桨6‑1、第一浆叶罩6‑2、第一固定支架 6‑3、电机7、电池舱8、电池组8‑1、导电柱8‑2、主控板9、无线、第二三推进装置10、第二螺旋桨10‑1、第二桨叶罩10‑2、第二固定 支架10‑3、旋转连杆10‑4、摄影平台11、GPS定位装置11‑1、摄像头11‑2和亚克力玻璃罩12， 主舱模块1的后侧面安装有探照灯2，且探照灯2的左侧设置有背鳍3，并且背鳍3的一端与主 舱模块1相连接，背鳍3的左侧设置有信号发射接收装置4，且信号发射接收装置4的一端与 主舱模块1相连接，电机7固定在尾舱1‑3的内部，主舱模块1的前后两侧均安装有第二三推 进装置10，且第二三推进装置10由第二螺旋桨10‑1、第二桨叶罩10‑2、第二固定支架10‑3和 旋转连杆10‑4组成，并且第二螺旋桨10‑1通过转轴与电机7相连接，第二三推进装置10通过 旋转连杆10‑4与主舱模块1相连接，第二桨叶罩10‑2通过第二固定支架10‑3固定在主舱模 块1的外部，主舱模块1的右侧安装有亚克力玻璃罩12，且亚克力玻璃罩12的内部安装有摄 影平台11，摄影平台11包括GPS定位装置11‑1和摄像头11‑2，且摄影平台11上通过卡槽与 GPS定位装置11‑1相连接，并且摄像头11‑2位于主舱模块1的头舱1‑1内部，旋转连杆10‑4位 于头舱1‑1两侧对称分布； 主舱模块1由头舱1‑1、连接舱1‑2和尾舱1‑3组成，且头舱1‑1的左侧通过卡扣本体 5安装有连接舱1‑2，并且连接舱1‑2的左侧通过卡扣本体5固定有尾舱1‑3，且尾舱1‑3的左 端与第一推进装置6相连接，并且主舱模块1呈流线的内部安装有电机7和电池舱8，且电机7的一侧连接有电池舱8，由此通过卡 扣本体5的设置便于头舱1‑1、连接舱1‑2和尾舱1‑3三者进行拆卸和拼接，便于对整个装置 进行运输和携带工作； 卡扣本体5由卡扣头5‑1、板桥5‑2和固定螺丝5‑3组成，且卡扣头5‑1的一端安装有 板桥5‑2，且板桥5‑2的上方固定有固定螺丝5‑3，通过卡扣本体5便于对多个舱体来安装； 第一推进装置6由第一螺旋桨6‑1、第一浆叶罩6‑2和第一固定支架6‑3组成，且第 一浆叶罩6‑2的内部安装有第一螺旋桨6‑1，并且第一浆叶罩6‑2的右端与第一固定支架6‑3 相连接，且第一螺旋桨6‑1通过转轴与电机7相连接，并且第一浆叶罩6‑2通过第一固定支架 6‑3固定在主舱模块1的外部，进而用于保护螺旋桨，用于推动整机前进和后退运动； 电池舱8由电池组8‑1和导电柱8‑2组成，且电池组8‑1的内部安装有导电柱8‑2，由 此便于电池舱8为整个装置进行供电； 主控板9的内部安装有无线，以便于主控板9对信号进行传输和接收控制； 第二螺旋桨10‑1固定呈上下开口的圆桶状，通过第二螺旋桨10‑1固定呈上下开口 的圆桶状，以便于第二螺旋桨10‑1很好的进行工作； 5 5 CN 112722219 A 说明书 4/4页 亚克力玻璃罩12呈透明球形状结构设置，且亚克力玻璃罩12的直径小于头舱1‑1 的高度，以便于亚克力玻璃罩12对摄影平台11进行保护。 [0020] 工作原理：在使用该水下探测机器人时，首先，将整个水下探测机器人移动到工作 区域内，到达工作区域后将多个功能模块之间通过卡扣本体5来安装，然后便可进行使用 了，通过电池舱8可为电机7进行供电，各个模块舱之间的电源采用36V，是通过将电池舱8输 出的电荷通过导线传输到每个模块舱，同时模块舱内设置有导电铜柱与导线用于连接同一 个舱内的不锈钢电柱，实现电源回路，如图5所示，电池舱8内的高密度锂电池组8‑1在主控 板9的控制下，实现整机电源的通断，电能通过不锈钢导电柱8‑2流向各个模块舱，为整机提 供电能，模块化设计能轻松实现电池舱8‑1的快速更换，大幅度提升了水下机器人的续航能力， 单独的电池舱8‑1设计，能轻松实现快速换电与电池舱扩容，大幅度的提升水下机器人的航行时 间，在推进装置提供动力时，背鳍3以及尾部四个呈对称分布的尾鳍起到导流，平衡的作用； 通过第一推进装置6和第二三推进装置10的设置，可实现180度的转动，在必要时 提供转向，悬浮，动力推进的作用，然后通信模块包括信号发射接收装置4和探照灯2，通信 模块的探照灯2固定在主舱模块1的头舱1‑1顶部，信号发射接收装置4用于记录发射水下机 器人GPS定位模块、深度感应器、温度感应器的数据和实时传输摄像机所摄得的图像，接收 操作人员发出的工作指令传达到控制模块； 主控板9根据接收到的遥控信号生成各个模块舱的驱动控制信号，控制整机运动， 同时将各个模块舱返回的信号传输至接收站，无线集中在主控板9上，其中信号发射接收装置4接收信号后通过导线后再传递到无线摄得外界信 息后对图像信息做处理，再通过导板传递到主芯片9‑4中，储存器9‑3在其中对各类信息 进行缓存转换，当操作人员发出无线指令后，信号由信号发射接收装置4获取，每一个模块 舱的内部均安装有无线驱动电路，用于接收信号发射接收装置4发出的驱动控 制信号，进而控制各个模块舱工作，实现水下机器人的航行姿态、航速、转向等功能， 控制模块位于主舱模块1的连接舱1‑2内部，用于根据信号接收装置收到的遥控信 号，生成各模块舱室的驱动控制信号控制整机的运动，摄影平台11包括GPS定位装置11‑1和 摄像头11‑2，GPS定位装置11‑1通过卡槽安装于摄影平台11上，信号通过导线的里面，用于获取水下机 器人前方的视角，并将视频信号通过不锈钢导电柱8‑2接入控制模块的主控板9；将视频信 号无线传输到地面站屏幕，并将地面站上的控制信号接收并通过信号发射接收装置4输入 控制模块的主控板9内，由图像处理芯片9‑2做多元化的分析与处理，位于主舱前端装有一球形亚 克力玻璃罩12用于保护摄像头11‑2，摄像头11‑2通过透明的玻璃的罩拍摄相关探测的影 像，位于主舱头舱1‑1顶部有两个呈对称式分布的探照灯2，扩大摄像头11‑2拍摄时的视野， 提供照明的作用，本说明书里面未作详细描述的内容属于本领域专业方面技术人员公知的现有技 术。 [0021] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说， 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案做修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围以内。 6 6 CN 112722219 A 说明书附图 1/3页 图1 图2 图3 图4 7 7 CN 112722219 A 说明书附图 2/3页 图5 图6 图7 8 8 CN 112722219 A 说明书附图 3/3页 图8 9 9

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