水下機器人及水下機器人系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種水下機器人，包括機器人本體，還包括：第一固定裝置，固定在所述機器人本體上，用于固定目標作業設備；浮力艙，固定在所述機器人本體的頂部，用于提供浮力；浮力平衡裝置，固定在所述機器人本體上；所述浮力平衡裝置用于調整所述水下機器人的重量，以使得所述水下機器人和所述目標作業設備的重力之和大于所述浮力艙的浮力；以及動力裝置，固定在所述機器人本體上，用于提供所述水下機器人進行水平和垂直運動所需的動力。上述水下機器人具有低能耗的特點。本實用新型專利技術還涉及一種水下機器人系統。

Underwater vehicle and underwater vehicle system

The utility model relates to an underwater robot comprises a robot body, comprising: a first fixing device is fixed on the robot body, for a fixed target operation equipment; buoyancy tank, the top is fixed on the robot, used to provide buoyancy; Fu Liping balance device is fixed on the body of the robot; the buoyancy balance device is used to adjust the water under the weight of the robot, so the underwater robot and the target operating equipment of gravity and buoyancy is greater than the buoyancy chamber; the power device is fixed on the robot body, for providing the power of horizontal and vertical motion required for underwater robot. The underwater robot has the characteristics of low energy consumption. The utility model also relates to an underwater robot system.

【技術實現步驟摘要】
水下機器人及水下機器人系統
本技術涉及機器人
，特別是涉及一種水下機器人及水下機器人系統。
技術介紹
隨著海洋工程日益增多，水下作業需求越來越大。僅依靠人力和簡單的潛水設備難以面對復雜且危險的海底環境。水下機器人可以代替人去執行各種海底作業。傳統的水下機器人上升和下降過程中的動力通常靠螺旋槳提供，導致整個水下機器人的耗能較大。
技術實現思路
基于此，有必要提供一種低耗能的水下機器人及水下機器人系統。一種水下機器人，包括機器人本體，還包括：第一固定裝置，固定在所述機器人本體上，用于固定目標作業設備；浮力艙，固定在所述機器人本體的頂部，用于提供浮力；浮力平衡裝置，固定在所述機器人本體上；所述浮力平衡裝置用于調整所述水下機器人的重量，以使得所述水下機器人和所述目標作業設備的重力之和大于所述浮力艙的浮力；以及動力裝置，固定在所述機器人本體上，用于提供所述水下機器人進行水平和垂直運動所需的動力。上述水下機器人，通過第一固定裝置固定目標作業設備，目標作業設備用于執行目標作業任務。浮力艙設置在機器人本體的頂部，用于提供浮力。浮力平衡裝置可以對水下機器人的重量進行調整，以使得水下機器人和目標作業設備的重力之和大于浮力艙提供的浮力，從而使得在水下機器人下降過程中無需動力裝置一直提供動力，降低了能耗。在其中一個實施例中，所述浮力平衡裝置包括固定在所述機器人本體上的固定單元以及重量單元；所述固定單元上設置有多個固定區域；每一個固定區域用于固定一個重量單元。在其中一個實施例中，所述重量單元為鉛塊。在其中一個實施例中，所述機器人主體包括底板以及固定在所述底板上的主體框架；所述浮力艙固定在所述主體框架的頂部；所述浮力平衡裝置、所述動力裝置和所述第一固定裝置均固定在所述底板上。在其中一個實施例中，所述動力裝置包括水平推進單元；所述水平推進單元包括四個水平螺旋槳推進器；所述四個水平螺旋槳推進器對稱分布在所述主體框架上。在其中一個實施例中，所述動力裝置包括垂直推進單元；所述垂直推進單元包括垂直螺旋槳推進器；所述浮力艙的中間位置設置有通孔；所述垂直螺旋槳推進器位于所述通孔內且與所述主體框架固定連接。在其中一個實施例中，所述底板上還固定有第二固定裝置，所述第二固定裝置用于將所述水下機器人固定在目標作業區域。在其中一個實施例中，所述底板上還固定有：探照燈，用于提供水下作業所需的光源；以及攝像裝置，用于進行水下拍攝以獲取目標作業區域的環境信息。一種水下機器人系統，包括：如前述任一實施例所述的水下機器人；作業船，包括船體以及設置在所述船體上的船載控制裝置、船載動力裝置以及起吊裝置；以及中繼裝置，通過線纜將所述水下機器人與所述起吊裝置連接；所述線纜為由信號纜、動力纜和金屬鏈絞合而成的線纜；所述信號纜用于實現所述船載控制裝置和所述水下機器人之間的信號傳輸；所述動力纜用于實現所述船載動力裝置和所述水下機器人之間的動力傳輸。在其中一個實施例中，所述中繼裝置包括信號放大裝置；所述信號放大裝置用于對所述信號纜傳輸的信號進行放大處理。附圖說明圖1為一實施例中的水下機器人的結構示意圖；圖2為一實施例中的水下機器人系統的結構框圖；圖3為一實施例中的水下機器人系統的結構示意圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。圖1為一實施例中的水下機器人的結構示意圖。該水下機器人100包括機器人本體110、第一固定裝置(圖中未示)、浮力艙120、浮力平衡裝置130以及動力裝置140。機器人本體110用于固定水下機器人100的各部件。在本實施例中，機器人本體110包括底板112和主體框架114。主體框架114固定在底板112上。主體框架114為立方體框架。由于主體框架114為開放式結構(也即非封閉結構)，可以降低水流對水下機器人100的影響，從而提高水下機器人100工作的穩定性。主體框架114上還設置有用于加裝其他功能部件的固定支架116，以方便擴展水下機器人的功能。第一固定裝置設置在底板112上。第一固定裝置用于固定目標作業設備10。目標作業設備10為用于執行當前任務的設備。因此，目標作業設備10可以根據實際工作要求選擇不同的設備。浮力艙120固定在主體框架114的頂部。浮力艙120用于提供水下機器人100上升所需的部分浮力。浮力艙120提供的浮力大小固定，且大于水下機器人100本身的重力。浮力平衡裝置130固定在機器人本體上，用于調整水下機器人100的重量，以使得水下機器人100和目標作業設備的重力之和大于浮力艙120所能提供的浮力。浮力平衡裝置130只需要確保水下機器人100和目標作業設備的重力之和略大于浮力艙120的浮力即可。因此在水下機器人100下降過程中，動力裝置140無需一直提供下降所需的動力；而在上升過程中，動力裝置140只需要提供一點點升力即可實現水下機器人100的上浮，從而大大降低耗能。浮力平衡裝置130包括固定在底板112上的固定單元(圖中未示)和重量單元132。固定單元上設置有多個固定區域，每個固定區域用于固定一個重量單元132。重量單元132的個數可以根據需要平衡的力的大小來確定。重量單元132可以為鉛塊等密度較大且耐腐蝕的質量塊。動力裝置140固定在機器人本體110上，用于提供水下機器人100進行水平和垂直運動所需的動力。在本實施例中，動力裝置140包括水平推行單元和垂直推進單元。其中，水平推進單元包括四個水平螺旋槳推進器142。四個水平螺旋槳推進器142對稱分布在主體框架114上。具體地，四個水平螺旋槳推進器142分別設置在主體框架114的四根立柱上，呈“X”型分布。水平推進單元用于提供水下機器人100水平移動過程所需的動力。垂直推進單元包括垂直螺旋槳推進器144。在本實施例中，浮力艙120的中間位置處設置通孔122。垂直螺旋槳推進器144固定在主體框架114上且位于通孔122內。垂直螺旋槳推進器144用于提供水下機器人100上升或者下降所需的動力，從而輕松控制機器人的沉浮。螺旋槳推進器通過電機帶動葉片旋轉產生推力進而為機器人提供動力。上述水下機器人100，通過第一固定裝置固定目標作業設備10，目標作業設備10用于執行目標作業任務。浮力艙120設置在機器人本體110的頂部，用于提供浮力。浮力平衡裝置130可以對水下機器人100的重量進行調整，以使得水下機器人100和目標作業設備的重力之和大于浮力艙120提供的浮力，從而使得在水下機器人100下降過程中無需動力裝置140一直提供動力，降低了能耗。在本實施例中，上述水下機器人100還包括第二固定裝置150、攝像裝置160和探照燈170。第二固定裝置150固定在底板112且位于主體框架114外側。第二固定裝置150用于將水下機器人100固定在目標作業區域，從而確保水下機器人100在作業期間不會因為水流等外界影響而發生移位。第二固定裝置150可以為機械臂裝置。攝像裝置160包括攝像頭和聲吶相機，用于進行水下拍攝以獲取目標作業區域的環境信息。探照燈170和攝像裝置160均固定在底板112上。探照燈170用于提供水下作業所需的光源本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水下機器人，包括機器人本體，其特征在于，還包括：第一固定裝置，固定在所述機器人本體上，用于固定目標作業設備；浮力艙，固定在所述機器人本體的頂部，用于提供浮力；浮力平衡裝置，固定在所述機器人本體上；所述浮力平衡裝置用于調整所述水下機器人的重量，以使得所述水下機器人和所述目標作業設備的重力之和大于所述浮力艙的浮力；以及動力裝置，固定在所述機器人本體上，用于提供所述水下機器人進行水平和垂直運動所需的動力。

【技術特征摘要】
1.一種水下機器人，包括機器人本體，其特征在于，還包括：第一固定裝置，固定在所述機器人本體上，用于固定目標作業設備；浮力艙，固定在所述機器人本體的頂部，用于提供浮力；浮力平衡裝置，固定在所述機器人本體上；所述浮力平衡裝置用于調整所述水下機器人的重量，以使得所述水下機器人和所述目標作業設備的重力之和大于所述浮力艙的浮力；以及動力裝置，固定在所述機器人本體上，用于提供所述水下機器人進行水平和垂直運動所需的動力。2.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，所述浮力平衡裝置包括固定在所述機器人本體上的固定單元以及重量單元；所述固定單元上設置有多個固定區域；每一個固定區域用于固定一個重量單元。3.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，所述重量單元為鉛塊。4.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，所述機器人主體包括底板以及固定在所述底板上的主體框架；所述浮力艙固定在所述主體框架的頂部；所述浮力平衡裝置、所述動力裝置和所述第一固定裝置均固定在所述底板上。5.根據權利要求4所述的水下機器人，其特征在于，所述動力裝置包括水平推進單元；所述水平推進單元包括四個水平螺旋槳推進器；所述四個水平螺旋槳推進器對稱分布在所述主體框架上。6.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范首東，朱焱，
申請(專利權)人：深圳航天旭飛科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44