一种液体容器内部危害检测机器人制造技术

本发明专利技术提出一种液体容器内部危害检测机器人。包括流线型封闭外壳、两个螺旋桨、两个传动装置、两个螺旋桨电机、两个螺旋桨电机驱动器、摄像头、上浮和下沉装置、控制单元；流线型外壳两侧开有平行的两个贯穿孔；两个螺旋桨电机，两个螺旋桨电机驱动器，摄像头，上浮和下沉装置和控制单元均安装在流线型外壳的内部；两个螺旋桨分别位于流线型外壳两测的两个贯穿孔内，且通过各自对应的传动装置与螺旋桨电机连接。本发明专利技术克服了目前潜艇式机器人在液体内部不确定环境中无法做到灵活避障的难题，并能够在断电或者动力不足等紧急情况下自动上浮。

【技术实现步骤摘要】
一种液体容器内部危害检测机器人
本专利技术属于液体内部机器人领域，具体涉及一种液体容器内部危害检测危害检测机器人。
技术介绍
液体容器内部危害检测机器人是一种非常适用于液体搜索、调查、识别和检测的既经济又安全的水下自动机器人。与载人潜水器相比较，它具有安全无人、结构简单、重量轻、尺寸小、造价低等优点。且与有线潜艇式机器人相比，具有活动范围大、不怕被物体缠绕、可进入复杂结构中、不需要庞大水面支持、材料面积小和成本低等优点。液体内部环境恶劣、危险、具有很大程度的不可预测性。所以潜艇式机器人已成为开发和测液体的重要工具。液体内部危害检测机器人的关键技术问题主要是有图像识别、人工智能技术、大容量的知识库系统，以及提高信息处理能力和精密的导航定位的随感能力等。但由于液体内部环境具有不可预知性，机器人容易被物体缠绕或者卡住，并且如果失去动力源，机器人沉底造成巨大的损失。经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为:201220721327，公开日：2013年7月31日.名称：机器人.通过用于传送动力和信息的脐带电缆与水下控制系统相连，机器人自主由推送装置、舱体和传感器依次连接组成。但是此装置结构复杂，且需要较大的动力源，并且当装置所需要的动力不足时，无法实现自动上浮。中国专利申请号为201320087769.2，公开日：2013年10月2日，名称：一种无人多用途潜浮水质自动检测器。本装置检测设备连接设于仪器舱体的控制单元，控制单元经由天线和浮球天线将采集到的数据向外发送，天线和浮球天线布置在仪器舱体外，由驱动单元推动仪器舱体前进，控制单元及驱动单元由设于仪器舱体内的蓄电池或设于仪器舱体上的太阳能电池板提供电力。但是此专利的外形的设计很容易被液体内部物体卡住并且无法自动脱身，且液体内部利用太阳能供能，具有一定的不稳定性和不可靠性。
技术实现思路
本专利技术提出一种液体容器内部危害检测机器人，克服了目前危害检测机器人在液体内部不确定环境中无法做到灵活避障的难题，并能够在断电或者动力不足等紧急情况下自动上浮。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种液体容器内部危害检测机器人，包括流线型封闭外壳、两个螺旋桨、两个传动装置、两个螺旋桨电机、两个螺旋桨电机驱动器、摄像头、上浮和下沉装置、控制单元；所述流线型外壳两侧开有平行的两个贯穿孔，流线型外壳的底部设置有开口；所述两个螺旋桨电机，两个螺旋桨电机驱动器，摄像头，上浮和下沉装置和控制单元均安装在流线型外壳的内部；所述两个螺旋桨分别位于流线型外壳两测的两个贯穿孔内，且通过各自对应的传动装置与螺旋桨电机连接，两个螺旋桨的转动平面在同一平面内；所述上浮和下沉装置包括步进电机驱动器、支撑板、步进电机、绞盘、钢丝绳、弹簧和可伸缩保护膜，绞盘安装在步进电机的转动轴上，钢丝绳一端缠绕在绞盘上，钢丝绳另一端连接在弹簧的底端，弹簧的顶端固定在支撑板上，同时弹簧的底端与可伸缩保护膜相连；步进电机、绞盘、钢丝绳、弹簧位于流线型外壳内部，可伸缩保护膜与流线型外壳底部开口的边缘密封连接，伸缩保护膜与流线型外壳构成危害检测机器人的密封腔体；螺旋桨电机驱动器和步进电机驱动器均与控制单元连接。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：（1）本专利技术液体容器内部危害检测危害检测机器人两侧的螺旋桨被两个贯穿孔罩住，可以减少液体对危害检测危害检测机器人的阻力，节省了能耗。（2）本专利技术利用封闭外壳装置，除了螺旋桨暴露在液体中，其余装置都放置在外壳内部，保证了机器人内部仪器的安全性。且外壳流线型的设计风格，不但大大减少了液体对机器人的阻力，减少了能量的消耗，而且可以使机器人避免被液体内部不明物体缠绕。（3）本专利技术设置的上浮和下沉装置在可以使液体容器内部危害检测危害检测机器人在断电状态下实现自动上浮。附图说明图1是本专利技术液体容器内部危害检测机器人总体结构示意图。图2是本专利技术液体容器内部危害检测机器人流线型封闭外壳立体视图。图3是本专利技术液体容器内部危害检测机器人流线型封闭外壳正视图。图4是本专利技术的上浮和下沉装置结构示意图。图5是本专利技术控制单元、远程遥控系统结构框图。具体实施方式如图1所示，本专利技术液体容器内部危害检测机器人，包括流线型封闭外壳，两个螺旋桨1-1、1-2，两个传动装置2-1、2-2，两个螺旋桨电机5-1、5-2，两个螺旋桨电机驱动器14-1、14-2，摄像头3，出水口12，进水口13，远程遥控系统，上浮和下沉装置，控制单元4；流线型外壳的底部设置有开口。如图2和图3所示，流线型外壳两侧开有平行的两个贯穿孔，液体可以流过两个贯穿孔。如图1所示两个螺旋桨电机5-1、5-2，两个螺旋桨电机驱动器14-1、14-2，摄像头3，上浮和下沉装置和控制单元4均安装在流线型外壳的内部。两个螺旋桨1-1、1-2分别位于流线型外壳两测的两个贯穿孔内，且通过各自对应的传动装置2-1、2-2与螺旋桨电机5-1、5-2连接，两个螺旋桨1-1、1-2的转动平面在同一平面内；两个螺旋桨驱动器14-1、14-2对称安装在螺旋桨电机5-1、5-2下方。本专利技术利用螺旋桨1-1、1-2的转速关系来实现机器人的前进和旋转。当危害检测机器人需要前进时，控制单元4控制两个螺旋桨电机驱动器14-1、14-2输出相同的功率，并驱动螺旋桨电机5-1、5-2带动各自对应的螺旋桨1-1、1-2以相同的转速转动，从而推动危害检测机器人前进。当危害检测机器人需要旋转时，控制单元4控制两个螺旋桨电机驱动器14-1、14-2输出不同的功率，驱动两个螺旋桨电机5-1、5-2带动各自对应的螺旋桨1-1、1-2以不同的转速转动，从而使危害检测机器人发生旋转。摄像头3采集周围环境信息，提供给控制单元4，控制单元4根据实际需要来便捷地规划出危害检测机器人下一刻的运动轨迹。例如实际需要采集的图像在机器人的左边，控制单元根据当前摄像头3的位置正前方和需要的位置左前方来规划出机器人的下一刻应该做平移运动。如图4所示，上浮和下沉装置包括步进电机驱动器15、支撑板11、步进电机8、绞盘9、钢丝绳10、弹簧6和可伸缩保护膜7，绞盘9安装在步进电机8的转动轴上，钢丝绳10一端缠绕在绞盘9上，钢丝绳10另一端连接在弹簧6的底端，弹簧6的顶端固定在支撑板11上，同时弹簧6的底端与可伸缩保护膜7相连；步进电机8、绞盘9、钢丝绳10、弹簧6位于流线型外壳内部，可伸缩保护膜7与流线型外壳底部开口的边缘密封连接，伸缩保护膜7与流线型外壳构成危害检测机器人的密封腔体。本专利技术利用可伸缩保护膜7的伸缩来实现机器人的上浮和下沉。在步进电机驱动器15通电的状态下，带动步进电机8通过转动绞盘9回收钢丝绳10，钢丝绳10向上压缩弹簧6，当弹簧6被压缩到极限时，步进电机8停止转动并保持一定的力矩，利用保持力矩锁住绞盘9，使弹簧6处于压缩状态；压缩弹簧6被压缩过程中，伸缩保护膜7被弹簧6向上拉升，从而使危害检测机器人密封腔体的体积变小，危害检测机器人的浮力随之减小，使得危害检测机器人的重力大于浮力，从而实现危害检测机器人自动下沉的功能。当出现意外情况诸如断电或者动力源不足时，步进电机驱动器15失电，步进电机8保持力矩消失，绞盘9无法被锁住，弹簧6恢复形变产生弹力，将伸缩保护膜7向下顶，从而使危害检测机器人密封腔体的体积变大，危害本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体容器内部危害检测机器人，其特征在于，包括流线型封闭外壳、两个螺旋桨（1‑1、1‑2）、两个传动装置（2‑1、2‑2）、两个螺旋桨电机（5‑1、5‑2）、两个螺旋桨电机驱动器（14‑1、14‑2）、摄像头（3）、上浮和下沉装置、控制单元（4）；所述流线型外壳两侧开有平行的两个贯穿孔，流线型外壳的底部设置有开口；所述两个螺旋桨电机（5‑1、5‑2），两个螺旋桨电机驱动器（14‑1、14‑2），摄像头（3），上浮和下沉装置和控制单元（4）均安装在流线型外壳的内部；所述两个螺旋桨（1‑1、1‑2）分别位于流线型外壳两测的两个贯穿孔内，且通过各自对应的传动装置（2‑1、2‑2）与螺旋桨电机（5‑1、5‑2）连接，两个螺旋桨（1‑1、1‑2）的转动平面在同一平面内；所述上浮和下沉装置包括步进电机驱动器（15）、支撑板（11）、步进电机（8）、绞盘（9）、钢丝绳（10）、弹簧（6）和可伸缩保护膜（7），绞盘（9）安装在步进电机（8）的转动轴上，钢丝绳（10）一端缠绕在绞盘（9）上，钢丝绳（10）另一端连接在弹簧（6）的底端，弹簧（6）的顶端固定在支撑板（11）上，同时弹簧（6）的底端与可伸缩保护膜（7）相连；步进电机（8）、绞盘（9）、钢丝绳（10）、弹簧（6）位于流线型外壳内部，可伸缩保护膜（7）与流线型外壳底部开口的边缘密封连接，伸缩保护膜（7）与流线型外壳构成机器人的密封腔体；螺旋桨电机驱动器（14‑1、14‑2）和步进电机驱动器（15）均与控制单元（4）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种液体容器内部危害检测机器人，其特征在于，包括流线型封闭外壳、两个螺旋桨(1-1、1-2)、两个传动装置(2-1、2-2)、两个螺旋桨电机(5-1、5-2)、两个螺旋桨电机驱动器(14-1、14-2)、摄像头(3)、上浮和下沉装置、控制单元(4)；所述流线型封闭外壳两侧开有平行的两个贯穿孔，流线型封闭外壳的底部设置有开口；所述两个螺旋桨电机(5-1、5-2)，两个螺旋桨电机驱动器(14-1、14-2)，摄像头(3)，上浮和下沉装置和控制单元(4)均安装在流线型封闭外壳的内部；所述两个螺旋桨(1-1、1-2)分别位于流线型封闭外壳两测的两个贯穿孔内，且通过各自对应的传动装置(2-1、2-2)与螺旋桨电机(5-1、5-2)连接，两个螺旋桨(1-1、1-2)的转动平面在同一平面内；所述上浮和下沉装置包括步进电机驱动器(15)、支撑板(11)、步进电机(8)、绞盘(9)、钢丝绳(10)、弹簧(6)和可伸缩保护膜(7)，绞盘(9)安装在步进电机(8)的转动轴上，钢丝绳(10)一端缠绕在绞盘(9)上，钢丝绳(10)另一端连接在弹簧(6)的底端，弹簧(6)的顶端固定在支撑板(11)上，同时弹簧(6)的底端与可伸缩保护膜(7)相连；步进电机(8)、绞盘(9)、钢丝绳(10)、弹簧(6)位于流线型封闭外壳内部，可伸缩保护膜(7)与流线型封闭外壳底部开口的边缘密封连接，伸缩保护膜(7)与流线型封闭外壳构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，陈和平，陶华华，
申请(专利权)人：南京赫曼机器人自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32