[发明专利]一种便携式水下机器人

说明书

一种便携式水下机器人。该种水下机器人具有便于实现自由悬停的空心外壳以及水平推进器装置和齿轮传动配重改变装置；其中，左右两个空心外壳形成的水下机器人内部空间，可以提供在水中的浮力；齿轮传动配重改变装置中的电动机通过皮带连接控制小齿轮转动，小齿轮与大齿轮内啮合，带动大齿轮转动，通过改变大齿轮位置，来改变重心位置，然后调节垂直运动方向；水平推进器装置中设置了左右两个螺旋桨，通过控制器控制两个螺旋桨驱动电机的左、右转速不同，以实现水下机器人向左或向右旋转；两边螺旋桨转速相同时，机器人直走；控制螺旋桨正转向前运动，控制螺旋桨反转向后运动。具有结构简单、体积小、便于携带以及适于在浅水区域中作业的特点。

技术领域：

本发明涉及一种应用于水下工程或水下作业领域中的机器人。

背景技术：

在水下机器人领域，需要按照不用的作业深度来使用不同的水下机器人，工作水深越深的水下机器人体积越大，质量越重，结构也更加复杂。工作水深越浅的机器人体积越小，质量越轻，结构也相对简单。但是为了解决机器人能在水下实现6个自由度的运动的问题，大多数小型水下机器人选择搭载4个或者更多的螺旋桨，安装在不同的方位，工作的时候给水下机器人提供不同方向的水下推力，从而实现水下各种自由度运动的功能。但是多个螺旋桨工作，就使水下机器人本身有更大的体积，需要更多的电机工作，控制器也需要同时控制更多的电机，使操控更加复杂，达不到小巧、方便的要求。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种便携式水下机器人，该种水下机器人具有结构简单、体积小、便于携带、操作灵活以及可以悬浮且适于在浅水区域中作业的特点。

本发明的技术方案是：该种便携式水下机器人，包括照明装置、机械手操作装置、陀螺仪传感装置、摄像装置以及控制器。

其独特之处在于：所述机器人还包括一个水下机器人主体外壳左半体、一个机器人主体外壳中段、一个水下机器人主体外壳右半体、一套推进装置以及齿轮配重改变装置。

水下机器人主体外壳左半体、机器人主体外壳中段和水下机器人主体外壳右半体通过外壳连接杆连接后形成一个闭合的呈水平放置的圆柱状中空壳体。

所述推进装置包括左动力装置、左螺旋桨、右动力装置以及右螺旋桨；其中，用螺钉把左动力装置和右动力装置分别固定在水下机器人主体外壳左半体和水下机器人主体外壳右半体上，左螺旋桨和右螺旋桨分别同轴联结于左动力装置和右动力装置的转动轴上，以实现通过所述动力装置带动螺旋桨转动；控制器用于控制所述左动力装置和右动力装置工作。

所述齿轮配重改变装置位于所述圆柱状中空壳体内，包括小电机、左配重大齿轮、右配重大齿轮、配重小齿轮、连接皮带以及齿轮连接杆；齿轮连接杆通过螺栓水平固定在所述圆柱状中空壳体内。

配重小齿轮通过小齿轮固定螺钉固定在齿轮连接杆的两端轴肩处，以使得配重小齿轮可随齿轮连接杆的转动而转动；配重小齿轮与左配重大齿轮和右配重大齿轮之间均为内啮合；左配重大齿轮和右配重大齿轮上分别开有左配重大齿轮圆心通孔和右配重大齿轮圆心通孔，通过螺栓穿过所述左配重大齿轮圆心通孔和右配重大齿轮圆心通孔以实现将所述左配重大齿轮和右配重大齿轮固定在所述圆柱状中空壳体的中心轴线处；左配重大齿轮和右配重大齿轮均不与所述圆柱状中空壳体的内壁相触以实现左配重大齿轮和右配重大齿轮保持有旋转自由度。

小电机为所述齿轮配重改变装置提供驱动力，小电机的输出轴通过皮带轮连接皮带，通过皮带传动把转动传递给齿轮连接杆；控制器亦用于控制所述小电机动作。