一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人制造技術

本發明專利技術涉及波浪滑翔機領域，旨在提供一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人。該種利用波浪能驅動的大洋探測機器人包括機械動力部分和探測裝置部分，所述機械動力部分包括浮子基體、舵片、翼片、柔性纜索、重塊、機器人機架、蓄電池、單片機、舵機，所述探測裝置部分采用浮子載體實現，浮子載體與浮子基體連接，用于安裝固定太陽能電池板、PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊。本發明專利技術完全依靠機械結構將波浪能轉換為向前的推力，并利用太陽能電池板為加裝的多種傳感器供電，不需要提供額外的能量，從而通過簡單的改變搭載儀器完成不同的功能需要，實現平臺的多功能利用和拓展化利用。

【技術實現步驟摘要】
一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人
本專利技術是關于波浪滑翔機領域，特別涉及一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人。
技術介紹
波浪滑翔機是一種通過利用浮體隨波浪上下浮動，帶動下層動力裝置上傾斜的機翼片上下移動，通過水流與機翼片的相互作用，將水流的沖擊力轉換為水平方向的推動力從而實現無能耗自主航行的新型淺海推進平臺。廣泛應用于海洋水質檢測，淺層資源勘探，海洋氣象監測等領域。現有的波浪滑翔機結構由上部船體、下部機械驅動裝置與柔性纜索構成。通過波浪使船體上下浮動，所產生的拉力沿柔性纜索傳遞至下部機械驅動裝置從而產生動力。由于波浪運動的隨機性，經過船體、纜索后，波浪能效率大大降低。因此波浪滑翔機運動速度受到極大限制。為了提高波浪滑翔機運動速度，可將船體結構設計成阻力小的流線型結構，但這種這種結構的加工成本高昂，現階段不適合大規模推廣運用。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種利用波浪能驅動，能用于海洋探測的機器人。為解決上述技術問題，本專利技術的解決方案是：提供一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人，包括機械動力部分和探測裝置部分，所述機械動力部分包括浮子基體、舵片、翼片、柔性纜索、重塊、機器人機架、蓄電池、單片機、舵機；所述浮子基體是內部為空腔結構的浮子基體，蓄電池、單片機、舵機分別(通過緊固螺釘)固定在內部空腔中，且單片機至少設有一臺；蓄電池通過電線分別與單片機、舵機相連，用于向單片機、舵機供電；浮子基體的外部固定有圓環形結構，圓環形結構上設有圓柱形開孔；浮子基體的下方剛性連接有連接軸和機器人機架；所述舵片安裝在連接軸的一端上，連接軸的另一端與舵機固接，即舵片通過連接軸與舵機相連，通過單片機控制舵機進而控制舵片的軸向轉動；所述機器人機架上開有圓柱形通孔，所述翼片通過圓柱形通孔安裝在機器人機架上；所述重塊通過柔性纜索連接在機器人機架的下方，用于降低大洋探測機器人整個的重心，以及使機器人機架保持豎直狀態；所述探測裝置部分采用浮子載體實現，浮子載體是內部為空腔結構的浮子載體，浮子載體通過柔性纜索連接在連接鋼環上，連接鋼環扣在浮子基體的圓柱形開孔中，進而實現浮子載體與浮子基體的連接；浮子載體上固定有太陽能電池板，浮子載體的內部空腔中分別固定有PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊；所述太陽能電池板通過密封在柔性纜索和連接鋼環內的電線，與浮子基體內部的蓄電池連接，用于向蓄電池供電；所述PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊分別通過密封在柔性纜索和連接鋼環內的電線，與浮子基體內部的蓄電池、對應的單片機連接，蓄電池用于為PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊提供電能，單片機用于收集存放PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊傳回的數據信息。在本專利技術中，所述浮子基體是采用兩個半球拼合成的圓球狀浮子基體，且兩個半球之間設有用于密封的O型密封圈，并利用外部的圓環形結構壓緊兩個半球的連接處實現拼合。在本專利技術中，所述浮子基體下方的連接軸和機器人機架，連接軸設置在機器人機架的正后方向上。在本專利技術中，所述重塊的內部、浮子載體的內部都能用于裝設拓展性實驗儀器，重塊的下部還能用于掛載拓展性實驗儀器；所述拓展性實驗儀器包括CTD(海洋溫度鹽度深度探測傳感器)、葉綠素傳感器、ADCP(聲學多普勒流速剖面儀)，拓展性實驗儀器通過電線，與浮子基體內部的蓄電池和對應的單片機連接，蓄電池用于為拓展性實驗儀器提供電能，單片機用于收集存放拓展性實驗儀器傳回的數據信息。在本專利技術中，所述柔性纜索與浮子載體的連接處、柔性纜索與機器人機架的連接處、柔性纜索與重塊的連接處，都采用鉸鏈形式連接。在本專利技術中，所述大洋探測機器人中的所有電線，與大洋機器人相應裝置的連接處，都設有密封圈密封，并使用密封膠從內部封閉。在本專利技術中，所述翼片的一側中部設有一個缺口，缺口的底部設有橡膠護套，缺口的開口處設有翼片圓軸。在本專利技術中，所述機器人機架上等間距開有六個圓柱形通孔，所述翼片設有六片，六片翼片分別通過翼片圓軸等間距連接在機器人機架上的六個圓柱形通孔內，實現六片翼片在機器人機架上的豎向排列。在本專利技術中，所述浮子載體是圓柱狀的浮子載體，且浮子載體設有四個，分別為一號浮子載體、二號浮子載體、三號浮子載體、四號浮子載體，浮子基體的圓環形結構上等間距設有四個圓柱形開孔，四個浮子載體分別與四個圓柱形開孔對應連接；所述太陽能電池板設有兩塊，分別為一號太陽能電池板、二號太陽能電池板；所述一號浮子載體上通過緊固螺釘固定有二號太陽能電池板；所述二號浮子載體的內部空腔中通過緊固螺釘固定有PH傳感器和溫度傳感器；所述三號浮子載體上通過緊固螺釘固定有一號太陽能電池板；所述四號浮子載體的內部空腔中通過緊固螺釘固定有GPS模塊和無線通信模塊。在本專利技術中，所述GPS模塊采用U-BLOX7代GPS；所述單片機采用k60單片機(C8051F340k60單片機)；所述無線通信模塊采用YL-900IW無線通信模塊。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術完全依靠機械結構將波浪能轉換為向前的推力，并利用太陽能電池板為加裝的多種傳感器供電，不需要提供額外的能量，從而通過簡單的改變搭載儀器完成不同的功能需要，實現平臺的多功能利用和拓展化利用。附圖說明圖1為本專利技術的整體結構圖。圖2為本專利技術中翼片的細部結構圖。圖中的附圖標記為：1一號浮子載體；2二號浮子載體；3三號浮子載體；4四號浮子載體；5柔性纜索；6浮子基體；7連接鋼環；8舵片；9翼片；10翼片圓軸；11重塊；12機器人機架；13橡膠護套；14一號太陽能電池板；15二號太陽能電池板；16PH傳感器；17溫度傳感器；18GPS模塊；19無線通信模塊；20蓄電池；21單片機；22舵機。具體實施方式下面結合附圖與具體實施方式對本專利技術作進一步詳細描述：如圖1所示的一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人，包括機械動力部分和探測裝置部分。所述機械動力部分包括浮子基體6、舵片8、翼片9、柔性纜索5、重塊11、機器人機架12、蓄電池20、單片機21、舵機22，所述單片機21采用k60單片機，本實施例中采用C8051F340k60單片機。浮子基體6是內部為空腔結構，浮子基體6采用兩個半球拼合成圓球狀，且兩個半球之間設有用于密封的O型密封圈；浮子基體6的外部固定有圓環形結構，圓環形結構能壓緊兩個半球的連接處實現拼合，圓環形結構上等間距設有四個圓柱形開孔。蓄電池20、單片機21、舵機22分別通過緊固螺釘固定在浮子基體6的內部空腔中，蓄電池20通過電線分別與單片機21、舵機22相連，用于向單片機21、舵機22供電。浮子基體6的下方剛性連接有連接軸和機器人機架12，連接軸設置在機器人機架12的正后方向上。所述舵片8安裝在連接軸的一端上，連接軸的另一端與舵機22固接，即舵片8通過連接軸與舵機22相連，通過單片機21控制舵機22進而控制舵片8的軸向轉動。如圖2所示，所述翼片9的一側中部設有一個缺口，缺口的底部設有橡膠護套13，缺口的開口處設有翼片圓軸10。所述機器人機架12上等間距開有六個圓柱形通孔，翼片9設有六片，六片翼片9分別通過翼片圓軸10等間距連接在機器人機架12上的六個圓柱形通孔內，實現六片翼片9在機器人機架12上的豎向排列。當翼片本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人，包括機械動力部分和探測裝置部分，其特征在于，所述機械動力部分包括浮子基體、舵片、翼片、柔性纜索、重塊、機器人機架、蓄電池、單片機、舵機；所述浮子基體是內部為空腔結構的浮子基體，蓄電池、單片機、舵機分別固定在內部空腔中，且單片機至少設有一臺；蓄電池通過電線分別與單片機、舵機相連，用于向單片機、舵機供電；浮子基體的外部固定有圓環形結構，圓環形結構上設有圓柱形開孔；浮子基體的下方剛性連接有連接軸和機器人機架；所述舵片通過軸承安裝在連接軸上，連接軸中安裝有電線，舵機通過連接軸中的電線與舵片相連，并控制舵片的轉動；所述機器人機架上開有圓柱形通孔，所述翼片通過圓柱形通孔安裝在機器人機架上；所述重塊通過柔性纜索連接在機器人機架的下方，用于降低大洋探測機器人整個的重心，以及使機器人機架保持豎直狀態；所述探測裝置部分采用浮子載體實現，浮子載體是內部為空腔結構的浮子載體，浮子載體通過柔性纜索連接在連接鋼環上，連接鋼環扣在浮子基體的圓柱形開孔中，進而實現浮子載體與浮子基體的連接；浮子載體上固定有太陽能電池板，浮子載體的內部空腔中分別固定有PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊；所述太陽能電池板通過密封在柔性纜索和連接鋼環內的電線，與浮子基體內部的蓄電池連接，用于向蓄電池供電；所述PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊分別通過密封在柔性纜索和連接鋼環內的電線，與浮子基體內部的蓄電池、對應的單片機連接，蓄電池用于為PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊提供電能，單片機用于收集存放PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊傳回的數據信息。...

【技術特征摘要】
1.一種利用波浪能驅動的大洋探測機器人，包括機械動力部分和探測裝置部分，其特征在于，所述機械動力部分包括浮子基體、舵片、翼片、柔性纜索、重塊、機器人機架、蓄電池、單片機、舵機；所述浮子基體是內部為空腔結構的浮子基體，蓄電池、單片機、舵機分別固定在內部空腔中，且單片機至少設有一臺；蓄電池通過電線分別與單片機、舵機相連，用于向單片機、舵機供電；浮子基體的外部固定有圓環形結構，圓環形結構上設有圓柱形開孔；浮子基體的下方剛性連接有連接軸和機器人機架；所述舵片安裝在連接軸的一端上，連接軸的另一端與舵機固接，即舵片通過連接軸與舵機相連，通過單片機控制舵機進而控制舵片的軸向轉動；所述機器人機架上開有圓柱形通孔，所述翼片通過圓柱形通孔安裝在機器人機架上；所述重塊通過柔性纜索連接在機器人機架的下方，用于降低大洋探測機器人整個的重心，以及使機器人機架保持豎直狀態；所述探測裝置部分采用浮子載體實現，浮子載體是內部為空腔結構的浮子載體，浮子載體通過柔性纜索連接在連接鋼環上，連接鋼環扣在浮子基體的圓柱形開孔中，進而實現浮子載體與浮子基體的連接；浮子載體上固定有太陽能電池板，每個浮子載體的內部空腔中分別固定有PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊或者無線通信模塊中的一種或幾種；所述太陽能電池板通過密封在柔性纜索和連接鋼環內的電線，與浮子基體內部的蓄電池連接，用于向蓄電池供電；所述PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊分別通過密封在柔性纜索和連接鋼環內的電線，與浮子基體內部的蓄電池、對應的單片機連接，蓄電池用于為PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊提供電能，單片機用于收集存放PH傳感器、溫度傳感器、GPS模塊、無線通信模塊傳回的數據信息。2.根據權利要求1所述的大洋探測機器人，其特征在于，所述浮子基體是采用兩個半球拼合成的圓球狀浮子基體，且兩個半球之間設有用于密封的O型密封圈，并利用外部的圓環形結構壓緊兩個半球的連接處實現拼合。3.根據權利要求1所述的大洋探測機器人，其特征在于，所述浮子基體下方的連接軸和機器人機架，連接軸設置在機器人機架的正后方向上。4.根據權利要求1所述的大洋探...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖燦博，劉嘉冰，陳家旺，譚澤宇，陳棟策，李煒銘，張潤洲，張詩禹，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33