[发明专利]一种基于变体积辅助驱动的水下机器人及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于变体积辅助驱动的水下机器人及控制方法，本发明通过设置变体积辅助驱动模块以及主控系统，变体积辅助驱动模块包括第一变体积筒仓、至少两个第一变体积单元以及至少两个第一气囊，第一变体积筒仓具有第一容纳空间，第一容纳空间具有至少两个第一容纳子空间，每一第一变体积单元包括第一微型推杆电机、第一推杆、第一推板以及第一导气管，第一微型推杆电机、第一推杆以及第一推板收容于第一容纳子空间，第一推杆与第一推板固定，一第一导气管对应连通一个第一容纳子空间以及一个第一气囊；通过第一气囊的体积变化即可以为水下机器人提供浮力，降低了控制水下机器人沉浮的能量消耗，本发明可广泛应用于机器人领域。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种基于变体积辅助驱动的水下机器人及控制方法。

背景技术

随着人类对海洋深处的不断发掘，水下勘测机器人被越来越广泛的应用于水质监测、海底地形勘测、矿物勘测、生物群侦测等任务，而水底环境情况往往复杂，这就要求水下探测机器人要有足够的续航能力、抗扰能力，也尽可能的减少对水下生态环境的影响。传统的水下机器人依靠多对螺旋桨驱动，分别为横纵两个方向提供动力，其中纵向方向旋翼在不同深度进行作业时，都需保持运作状态为机器人提供动力或浮力，因此用于控制机器人沉浮所耗能量消耗较多。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供降低能耗的一种基于变体积辅助驱动的水下机器人及控制方法。

本发明实施例采用的技术方案是：

一种基于变体积辅助驱动的水下机器人，包括：

变体积辅助驱动模块，包括第一变体积筒仓、至少两个第一变体积单元以及至少两个第一气囊，所述第一气囊固定于所述第一变体积筒仓外侧，所述第一变体积筒仓具有第一容纳空间，所述第一容纳空间具有至少两个第一容纳子空间，每一所述第一变体积单元包括第一微型推杆电机、第一推杆、第一推板以及第一导气管，所述第一微型推杆电机、所述第一推杆以及所述第一推板收容于第一容纳子空间，所述第一推杆与所述第一推板固定，一所述第一导气管对应连通一个所述第一容纳子空间以及一个所述第一气囊；

主控系统，与所述第一微型推杆电机电性连接，控制所述第一微型推杆电机驱动所述第一推杆以带动所述第一推板进行伸缩运动并通过所述第一导气管对所述第一气囊的体积进行调整。

进一步，所述基于变体积辅助驱动的水下机器人包括四个所述第一气囊以及四个所述第一变体积单元，所述第一容纳空间具有四个第一容纳子空间，每一所述第一容纳子空间收容一所述第一变体积单元，所述第一容纳子空间之间通过隔板分隔，四个所述第一气囊环绕所述第一变体积筒仓外侧设置，所述第一气囊之间通过固定骨骼固定。

进一步，所述第一变体积筒仓包括主体、第一封盖以及第二封盖；所述主体包括所述第一容纳空间，所述第一封盖固定于所述主体的一端，所述第二封盖固定于所述主体的另一端，所述第一封盖设置有若干个第一通孔，所述第一封盖以及所述第二封盖均设置有嵌入槽口，所述第一通孔与所述第一导气管对应设置，所述隔板设置于所述嵌入槽口以独立分隔每一所述第一容纳子空间。

进一步，所述第一推板为密封橡胶推板，当所述第一推板伸长至最大距离所述第一容纳子空间以及所述第一气囊封闭。

进一步，所述基于变体积辅助驱动的水下机器人还包括推进模块，所述推进模块包括转向旋翼模块，所述转向旋翼模块包括转向旋翼固定框架、第一转向旋翼以及第二转向旋翼，所述转向旋翼固定框架与所述变体积辅助驱动模块固定，所述转向旋翼固定框架包括至少一槽孔，所述槽孔供所述第一导气管通过，所述第一转向旋翼以及所述第二转向旋翼对称设置于所述转向旋翼固定框架的左右两侧；所述第一转向旋翼以及所述第二转向旋翼与所述主控系统连接。