[发明专利]一种水下机器人排水推进装置

权利要求书

1.一种水下机器人的排水推进装置，其特征在于：排水推进装置包括排水推进器、控制集成密封箱。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：所述的排水推进器包括排水推进口1、排水推进螺旋桨2、排水推进口支架3、排水推进口固定架4、排水推进螺旋桨高速直流电机5、排水推进螺旋桨支架6、排水推进口驱动舵机7、排水推进口驱动舵机固定架8以及排水推进口驱动轴9。

3.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：所述的控制集成密封箱包括控制集成密封箱顶盖10、控制集成密封箱主体壳13、控制集成密封箱侧壁14以及控制系统盒12。

4.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：排水推进器与排水推进口1通过排水推进口支架3与排水推进口驱动轴9连接，可以围绕驱动轴转动；排水推进口驱动舵机7，安装固定于排水推进口固定架4，驱动排水推进口1及排水推进口支架3围绕排水推进口驱动轴9转动；排水推进螺旋桨2由高速直流电机驱动，一同固定于排水推进螺旋桨支架6，亦与排水推进口驱动轴9连接，与排水推进口1同步围绕驱动轴转动；排水推进螺旋桨高速直流电机5，安装固定于排水推进口固定支架4，驱动排水推进螺旋桨2转动；排水推进口固定架4与控制集成密封箱顶盖10固定。

5.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：所述的控制集成密封箱顶盖上有具有防水特性的排水推进器滑动槽11，排水推进器在舵机的驱动下，能够沿着排水推进器滑动槽11运动，可改变排水推进方向；控制集成密封箱主体壳13与控制集成密封箱侧壁14由一次成型工艺制作。

6.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：排水推进装置可由控制集成密封箱主体壳13或控制集成密封箱侧壁14或者两者一起与水下机器人连接固定，为水下机器人提供推进力。

7.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：所述的控制系统盒12安装固定于控制集成密封箱主体壳13底部，是排水推进装置的控制中心；所述的控制系统包括中心处理器、惯性导航元件、遥控信号接口、电机驱动器、排水推进口驱动舵机7、排水推进螺旋桨高速直流电机5。

8.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：所述的中心处理器与惯性导航元件以及遥控信号接口构成控制系统的输入部分；中心处理器与电机驱动器构成控制系统的输出部分；所述的电机驱动器与排水推进口驱动舵机7构成排水推进口1转动执行层；电机驱动器与排水推进螺旋桨高速直流电机5构成螺旋桨驱动执行层；所述的惯性导航元件安装于控制系统盒12构成排水推进装置控制系统自身姿态定位层；所述的控制系统盒将包括中心处理器、图像采集卡、惯性导航元件、遥控信号接口、电机驱动器的控制系统封装，兼有电源输入接口功能，由排水推进装置外部供电；所述的排水推进口驱动舵机7、排水推进螺旋桨高速直流电机5都配有编码器，可以与其电机驱动器实现电机伺服控制。

9.根据权利要求1所述的一种水下机器人排水推进装置，其特征在于：将排水推进装置与水下机器人安装固定；排水推进装置的中央处理器接收遥控控制指令信号或者自主控制排水推进装置动作；排水推进装置可以选择安装一个或多个排水推进器；当选择多个排水推进器时，多个排水推进器的排水推进驱动轴9要保持同轴安装；本发明是选择安装两个排水推进器的排水推进装置；排水推进螺旋桨高速直流电机5在其电机驱动器的控制下带动排水推进螺旋桨2按照设定转速旋转，水流将经过将水排出控制集成密封箱顶盖10，从排水推进口排出；由于水流运动的反向作用，根据动量守恒原理，机器人会向反方向以一定速度运动，实现对水下机器人的驱动；同时，排水推进螺旋桨高速直流电机驱动器通过对电机转速及电流的监控，来判断排水推进螺旋桨高速直流电机5的运转状况，防止电机过载过流，保护电机正常工作；排水推进口驱动舵机7由其电机驱动器控制，带动排水推进口支架3围绕排水推进口驱动轴9沿排水推进口滑动槽11转动，改变排水推进方向；控制集成密封箱顶盖10上的排水推进器滑动槽11对称分布，两个排水推进器安装固定于控制集成密封箱顶盖10，排水推进器围绕排水推进口驱动轴9沿排水推进器滑动槽11运动；两个排水推进器均可以独立进行上述运动；水下机器人的排水推进系统，通过两个排水推进器的不同角度的排水推进作用，根据差动原理，可使水下机器人实现在水中6自由度的运动；由排水推进装置的惯性导航元件感知其运动姿态，中央处理器控制电机驱动器，协调排水推进螺旋桨高速直流电机5与排水推进口驱动舵机7的转速，实现排水推进装置对水下机器人的排水推进作用。