[发明专利]基于形状记忆合金丝驱动的水下机器人

说明书

一种基于形状记忆合金丝驱动的水下机器人，有一个机架，在机架上面的顶盖上固定有水下摄像机，在机架上处于顶盖的下面装置电气控制器，在机架上装有配重调节块，在机架的四角上分别固定有腿部连接架，腿部连接架铰接大腿，大腿的另一端铰接有小腿；两小腿臂之间的铰接若干可鳍片，小腿和大腿上固定有棘轮和扭簧；有与电气控制器电连接的形状记忆合金丝，形状记忆合金丝一端固定在机架上、另一端连接拉绳，拉绳挂在棘轮上，拉绳上靠近棘轮的位置上固定有绳卡，拉绳的另一端连接有拉簧，拉簧的另一端固定在机架上。本发明以自重实现机器人的水中下潜动作，以形状记忆合金丝作为驱动装置实现机器人的上浮和移动，结构简单而可靠，从而使水下机器人整体体积小，生产成本低，运行噪音小，方便水下探测作业。

技术领域

本发明涉及一种水下探测设备，尤其是一种基于形状记忆合金丝驱动的水下机器人。

背景技术

海洋是全球生态系统的重要组成部分，也是人类社会可持续发展的宝贵财富。当前人类面临着陆地资源短缺、人口膨胀、环境恶化等问题，各个国家把目光都投入了海洋，海洋具有巨大的潜力。其中海洋的生物资源是海洋中重要的资源之一，但是目前的海洋资源探测装置都偏大而且有噪声，使用这样的探测器不利于观察海洋生物最自然的生活状态，为了观测海洋生物最自然状态，减少对海底生物的影响，亟需一种体积小、投资少、灵活方便、噪音小的水下探测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于形状记忆合金丝驱动的水下机器人，用于水下探测，克服目前海洋资源探测装置体积偏大的缺陷，体积小、投资少、灵活方便、噪音小。

本发明的目的是以如下方式实现的：有一个机架，在机架上面的顶盖上固定有水下摄像机，在机架上处于顶盖的下面装置电气控制器，在机架上装有配重调节块，在机架的四角上分别固定有腿部连接架，腿部连接架铰接大腿，大腿的另一端铰接有小腿；小腿由两个前端固定在一起的小腿臂间隔并排构成，两小腿臂之间的间隙中沿前后铰接若干可被限定摆动一定角度的鳍片，两小腿臂的上端固定一个两端伸出小腿两侧的小腿轴，在小腿轴的一侧固定有处于小腿外侧的棘轮，在小腿轴的另一侧套有处于小腿外侧的扭簧；在腿部连接架上穿有可转动并且两端伸出腿部连接架两侧的大腿轴，在大腿轴上的一侧端固定有棘轮，在大腿轴上另一侧端套有扭簧，在大腿轴分别处于棘轮和扭簧的外端固定有连板，两个连板的另一端可转动地套在小腿轴的外端部，两个连板组成大腿，两个棘轮处于同一连板的内侧，两个扭簧处于另一连板的内侧，两个扭簧一端支撑在连板上而另一端对应支撑在小腿臂和腿部连接架上，棘轮外周上有至少一处突变点并且周向上有沟槽，在大腿连板的内侧设置有可转动的换向轮，在腿部连接架上设置有导向轮；有与电气控制器电连接的形状记忆合金丝，形状记忆合金丝一端固定在机架上、另一端连接拉绳，拉绳通过导向轮支撑导向后挂在换向轮的对侧沟槽后绕在小腿处的棘轮上，然后再挂在换向轮的另一侧上，最后绕在大腿处的棘轮上引出，拉绳的另一端连接有拉簧，拉簧的另一端固定在机架上，拉绳上靠近两棘轮的位置上固定有绳卡。

鳍片的上边两侧通过小腿两侧小腿臂上的销轴与小腿臂铰接在一起，在小腿臂内侧面对应销轴的前上部和后下部固定有对鳍片摆动角度限位的挡块。鳍片的目的是为了当小腿向下运动时张开，增加水流对机器人的反作用力，当小腿向上运动时收缩，减少水流对机器人的反作用力，前上部挡块的目的是为了当水流作用与鳍片使鳍片张开时，保证鳍片运动到最大的张开位置，后下部挡块的目的是为了当水流作用与鳍片使鳍片收缩时，保证鳍片与竖直方向呈一定角度，防止下一次小腿向上运动时鳍片无法展开。

棘轮外周由至少两端渐开线弧形组成，在相邻弧形对接处形成一个沿径向的竖向连接面，棘轮沿厚度的中心一周设有圆弧沟槽，绳卡的圆周弧形与棘轮沟槽底部弧形相适配，并且绳卡至少一端面为平面，该平面用于抵触棘轮的竖向连接面。

绳卡为有中心孔的圆柱体，并在外周上设有与中心孔相通的螺纹孔，在该螺纹孔内旋有顶丝。绳卡通过中心孔套在拉绳上，调整在合适的位置后，旋紧顶丝将其与拉绳固定在一起。