本發(fā)明涉及海洋探測設(shè)備，尤其涉及一種水下機器人。

背景技術(shù)：

1、水下機器人是當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的海洋探測裝備之一，它可以在環(huán)境復(fù)雜、空間狹窄的水域進行比較靈活的施工作業(yè)，如海底測繪、礦產(chǎn)勘探、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。但僅靠著功能單一的水下機器人無法實現(xiàn)更為復(fù)雜的水下任務(wù)，比如對某些物體的抓取。因此需要給水下機器人裝配相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，也即機械臂，這種組合就稱為水下機器人機械臂系統(tǒng)（underwater?vehicle?manipulator?system，uvms）。

2、目前，水下機器人的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計和建?？刂品椒ù嬖谳^大的發(fā)展空白，水下機器人機械臂系統(tǒng)的運動控制性能仍有欠缺，在外部環(huán)境擾動作用下難以實現(xiàn)精準(zhǔn)懸停，影響了機械臂的作業(yè)效率和控制精度。

3、本背景技術(shù)所公開的上述信息僅用于增加對本申請背景技術(shù)的理解，因此，其可能包括不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對背景技術(shù)中指出的問題，本發(fā)明提出一種水下機器人，其能夠在外部環(huán)境擾動作用下實現(xiàn)多自由度的精準(zhǔn)懸停，運動靈活，機械臂末端作業(yè)效率高。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、在一些實施例中，提供一種水下機器人，包括：

4、框架，其為矩型框架結(jié)構(gòu)，包括頂框架、底框架、以及設(shè)于所述頂框架和所述底框架之間的豎框架，所述豎框架位于所述矩型框架結(jié)構(gòu)的四個拐角位置處；

5、艙體，其設(shè)于所述底框架上，所述艙體沿所述底框架的長度方向延伸設(shè)置；

6、浮體，其設(shè)于所述頂框架上，所述浮體為矩型結(jié)構(gòu)，所述浮體內(nèi)靠近其四個角的位置處分別設(shè)有上下貫通的推進涵道，所述推進涵道的頂部開口為水流進口，所述推進涵道的底部開口為水流出口，四個所述推進涵道繞所述浮體的中心對稱布置，每個所述推進涵道由下至上朝向所述浮體的中心傾斜延伸；

7、四個第一推進器，每個所述推進涵道內(nèi)設(shè)有一個所述第一推進器；

8、四個第二推進器，每個所述豎框架上設(shè)有一個所述第二推進器，四個所述第二推進器對稱布置，所述第二推進器沿水平方向設(shè)置、且相對于所述框架的長度延伸方向傾斜設(shè)置；

9、機械臂，其設(shè)于所述底框架的寬度邊上。

10、在一些實施例中，所述浮體的厚度小于所述浮體的長度、寬度，所述浮體的寬度等于所述頂框架的寬度，所述浮體的長度等于所述頂框架的長度。

11、在一些實施例中，所述浮體內(nèi)設(shè)有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有聲吶，所述聲吶的頂部從所述安裝槽露出。

12、在一些實施例中，所述第二推進器設(shè)于所述豎框架的內(nèi)側(cè)。

13、在一些實施例中，所述豎框架上設(shè)有照明裝置和攝像裝置，所述照明裝置、所述攝像裝置以及所述機械臂位于所述框架的同一側(cè)。

14、在一些實施例中，所述底框架沿其長度方向上間隔設(shè)有多個安裝架，所述安裝架上具有頂部敞口的放置槽，所述艙體設(shè)于所述放置槽內(nèi)、并通過綁帶將所述艙體限位于所述放置槽內(nèi)。

15、在一些實施例中，所述安裝架橫跨所述底框架的寬度方向，所述安裝架上設(shè)有多個所述放置槽；

16、所述艙體具有多個，多個所述艙體與多個所述放置槽一一對應(yīng)設(shè)置。

17、在一些實施例中，所述底框架的底部四個角處分別設(shè)有配重塊。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

19、本申請所公開的水下機器人具有6自由度的運動控制能力，其浮體及推進器配置是基于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性參數(shù)和計算流體力學(xué)分析結(jié)果而產(chǎn)生的。8個推進器（包括4個第一推進器和4個第二推進器）的矢量組合布置，使機器人不論懸停或運動中均能產(chǎn)生6自由度的運動控制能力。垂直推進器涵道方向設(shè)計滿足垂蕩、縱搖、橫搖多自由度懸?？刂埔蟆Ｋ酵七M器方向設(shè)計滿足縱蕩、橫蕩、艏搖多自由度運動控制要求。

20、該水下機器人的外觀設(shè)計在減小水阻力、提高參數(shù)計算準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，在有限空間中為4個第一推進器提供了涵道，從而提高了推進器推水時能量轉(zhuǎn)換的效率，而且涵道采用標(biāo)準(zhǔn)圓柱通孔外形也提高了推力參數(shù)計算分析的準(zhǔn)確性。

21、頂部4個第一推進器的傾斜布置可產(chǎn)生4推矢量疊加效果，在橫搖、縱搖、垂蕩方向上均能產(chǎn)生較大推力，該種布置使得該種機器人姿態(tài)極為靈活。

22、結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

技術(shù)特征：

1.一種水下機器人，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下機器人，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種水下機器人，屬于海洋探測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，整機框架為矩型框架結(jié)構(gòu)，包括頂框架、底框架及豎框架；艙體設(shè)于底框架上，艙體沿底框架的長度方向延伸設(shè)置；矩型浮體設(shè)于頂框架上，浮體內(nèi)靠近其四個角的位置處分別設(shè)有上下貫通的推進涵道，四個推進涵道繞浮體的中心對稱布置，每個推進涵道由下至上朝向浮體的中心傾斜延伸；推進涵道內(nèi)設(shè)有第一推進器；豎框架上設(shè)有第二推進器，四個第二推進器對稱布置，第二推進器沿水平方向設(shè)置、且相對于框架的長度方向傾斜設(shè)置；機械臂設(shè)于底框架的寬度邊上。該水下機器人能夠在外部環(huán)境擾動作用下實現(xiàn)多自由度的精準(zhǔn)懸停，運動靈活，機械臂末端作業(yè)效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：楊睿,胡紀(jì)陽,王笑,李華軍,黎明,杜君峰,王曉敏
受保護的技術(shù)使用者：中國海洋大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21