水下作业机器人制造技术

一种水下作业机器人，包括主体架、压力水箱、电池舱、控制舱、第一和第二推进器以及浮力控制系统，其中，压力水箱安装在主体架的内部，电池舱以及控制舱并行或前后亦或上下排列设在主体架的内部且位于压力水箱之间，电池舱搭载电池，控制舱搭载控制器具，第一推进器设置在主体架外部的两侧，第二推进器设置在主体架的中部，浮力控制系统设置在控制舱的内部以及压力水箱上并通过线路与压力水箱连通，浮力控制系统控制压力水箱注入的水量，压力水箱通过其注入的水量调节其自重。本实用新型专利技术可进行浮力与自重重力差值的自动调节，并配合推进器完成水中上升、下潜、定深悬浮等动作，节约能源，实现水下长航、高效、大负载作业，且可灵活调整其负载。其负载。其负载。

【技术实现步骤摘要】
水下作业机器人


[0001]本技术涉及一种机器人，尤其涉及一种水下作业机器人，属于水下作业机器人的生产制造


技术介绍

[0002]随着人类对水下世界研究探索的日益深入，相应的，需要更多高效率、长续航、大负载的水下作业机器人，帮助人们完成相关的水下研究、水下工作。
[0003]水下研究和水下作业，通常需要悬浮在一定深度的水中。而在一定深度的水中悬浮，此时的水下机器人其自身的重力应与水下机器人在该水深处所获得的浮力近似相等，配合使用推进器可以实现悬浮。
[0004]现有技术中，水下机器人通常是采用浮木进行浮力大小的调节，即采用浮木产生浮力，使得水下机器人的自身重力与所受浮力近似相等，让水下机器人悬浮在水中，然后利用推进器产生的推力实现水下的移动，完成相应的工作。
[0005]利用浮木产生浮力使得水下机器人能在一定深度的水中悬浮的方法，不仅方便，而且节省能量，可让水下机器人自身携带的能量充分使用在水下移动和水下作业之中，而不必将能量过多消耗于水下机器人为在水中的悬浮而进行的相关操作之中。
[0006]但是，这用利用浮木产生浮力的方法不适用于水下作业机器人，因为水下作业机器人需要搭载的设备众多，合计重量较大，若仍然采用浮木产生浮力的方法使得水下作业机器人在一定水深中悬浮，需要较多数量的浮木，由此会产生巨大的阻力，使得水下作业机器人需要消耗巨大的能量才能完成移动，从而极大地消耗水下作业机器人携带的能量，降低水下作业机器人的续航能力和作业效率，不能完成期望的作业要求。
[0007]此外，通过浮木产生浮力，由于配置的浮木数量通常固定，因此，其能够产生的浮力也就固定，故相应的水下机器人其负载只能依据浮木能够产生的浮力进行配置，而无法根据任务的需要进行负载的大幅度调整，因此，无法满足因任务的多样性而必须进行机器人负载调整的需要，其作业范围和应用领域受到了极大的限制。

技术实现思路

[0008]为克服现有技术的不足，本技术提供一种水下作业机器人，目的在于：
[0009]为水下作业提供一种具有新型浮沉装置的水下作业机器人，实现水下作业机器人浮力与自重重力差值的自动调节，配合水下作业机器人装备的推进器，完成水下作业机器人在水中的上升、下潜、定深悬浮等动作，完成相关的水下作业，并降低水下作业机器人的能耗，提高能量利用效率，实现水下作业机器人的高效率、长续航、大负载且负载可灵活调整的工作需要。
[0010]为达上述目的，本技术提供如下的技术方案。
[0011]一种水下作业机器人，用以水下悬浮作业，包括：
[0012]主体架、压力水箱、电池舱、控制舱、第一推进器、第二推进器以及浮力控制系统；
[0013]所述压力水箱安装在所述主体架的内部且位于所述主体架的边缘；
[0014]所述电池舱以及所述控制舱并行排列或前后排列亦或上下排列设置在所述主体架的内部且位于所述压力水箱之间；
[0015]所述电池舱用于搭载所述水下作业机器人的用电电池，所述控制舱用于搭载和安装所述水下作业机器人的控制器具；
[0016]所述第一推进器设置在所述主体架外部的两侧，所述第二推进器设置在所述主体架的中部；
[0017]所述浮力控制系统设置在所述控制舱的内部以及所述压力水箱上并通过线路与所述压力水箱连通，所述浮力控制系统用于控制所述压力水箱注入的水量，所述压力水箱通过其注入的水量调节其自重。
[0018]可选的，所述主体架为框架式结构体。
[0019]进一步的：
[0020]所述第一推进器对称设置在所述主体架外部的两侧且分别位于所述主体架外部侧面的中部。
[0021]可选的：
[0022]所述第一推进器以及所述第二推进器皆为正反双向螺旋桨推进器，且所述第一推进器、所述第二推进器具皆有涵道结构。
[0023]可选的：
[0024]所述浮力控制系统包括中央控制器、水流管、电磁阀、三通和高压水泵，且所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述三通包括第一三通、第二三通和第三三通，其中：
[0025]所述中央控制器设置在所述控制舱内并连接和控制所述电磁阀以及所述高压水泵；
[0026]所述水流管设置在所述压力水箱的底部并与所述压力水箱连通；
[0027]所述第一三通的第一端连接在所述水流管上；
[0028]所述第一电磁阀的一端与所述第一三通的第二端连通，所述第一电磁阀的另一端与所述第二三通的第一端连通；
[0029]所述第二三通的第二端与所述第二电磁阀连通；
[0030]所述第三电磁阀的一端与所述第一三通的第三端连通，所述第三电磁阀的另一端与所述第三三通的第一端连通；
[0031]所述第三三通的第二端与所述第四电磁阀连通；
[0032]所述高压水泵的进水口与所述第二三通的第三端连通，所述高压水泵的出水口与所述第三三通的第三端连通。
[0033]可选的：
[0034]所述浮力控制系统包括中央控制器、水流管、气流管、第五电磁阀、电磁气流阀和高压气包，其中：
[0035]所述中央控制器设置在所述控制舱内并连接和控制所述第五电磁阀以及所述电磁气流阀；
[0036]所述第五电磁阀安装在所述水流管上用于控制所述水流管的导通和关闭；
[0037]所述水流管置在所述压力水箱的底部并与所述压力水箱导通；
[0038]所述电磁气流阀的一端与所述高压气包的出气口连通，所述电磁气流阀的另一端与所述压力水箱连通。
[0039]进一步的：
[0040]所述浮力控制系统中还包括有水位传感器；
[0041]所述水位传感器安装在所述压力水箱上，用于感知所述压力水箱中的水位变化，且所述水位传感器与所述中央控制器信息联通。
[0042]进一步的，所述的水下作业机器人，还包括：
[0043]姿态传感器；
[0044]所述姿态传感器设置在所述控制舱中，所述姿态传感器用于获取水下作业机器人的即时水下姿态及其偏航角并配合所述第一推进器和所述第二推进器实现闭环姿态控制。
[0045]进一步的：
[0046]所述压力水箱、所述电池舱以及所述控制舱皆为耐压舱室。
[0047]与现有技术相比，本技术的有益效果及其进步在于：
[0048]1)本技术提供的一种水下作业机器人，包括了主体架、压力水箱、电池舱、控制舱、第一推进器、第二推进器以及浮力控制系统，其中：
[0049]压力水箱安装在主体架的内部，电池舱以及控制舱并行排列或前后排列亦或上下排列设置在主体架的内部且位于压力水箱之间，电池舱用于搭载水下作业机器人的用电电池，控制舱用于搭载和安装水下作业机器人的控制器具，第一推进器设置在主体架外部的两侧，第二推进器设置在主体架的中部，浮力控制系统设置在控制舱的内部以及压力水箱上并通过线路与压力水箱连通，浮力控制系统控制压力水箱注入的水量，压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下作业机器人，用以水下悬浮作业，其特征在于，包括：主体架、压力水箱、电池舱、控制舱、第一推进器、第二推进器以及浮力控制系统；所述压力水箱安装在所述主体架的内部且位于所述主体架的边缘；所述电池舱以及所述控制舱并行排列或前后排列亦或上下排列设置在所述主体架的内部且位于所述压力水箱之间；所述电池舱用于搭载所述水下作业机器人的用电电池，所述控制舱用于搭载和安装所述水下作业机器人的作业器具及其控制器具；所述第一推进器设置在所述主体架外部的两侧，所述第二推进器设置在所述主体架的中部；所述浮力控制系统设置在所述控制舱的内部以及所述压力水箱上并通过线路与所述压力水箱连通，所述浮力控制系统用于控制所述压力水箱注入的水量，所述压力水箱通过其注入的水量调节其自重。2.如权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：所述主体架为框架式结构体。3.如权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：所述第一推进器对称设置在所述主体架外部的两侧且分别位于所述主体架外部侧面的中部。4.如权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：所述第一推进器以及所述第二推进器皆为正反双向螺旋桨推进器，且所述第一推进器和所述第二推进器皆具有涵道结构。5.如权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：所述浮力控制系统包括中央控制器、水流管、电磁阀、三通和高压水泵，且所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述三通包括第一三通、第二三通和第三三通，其中：所述中央控制器设置在所述控制舱内并连接和控制所述电磁阀以及所述高压水泵；所述水流管设置在所述压力水箱的底部并与所述压力水箱导通；所述第一三通的第一端连接在所述水流管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘跃进，宋建军，李帅，李启航，
申请(专利权)人：蓓伟机器人科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：