超小型蝶形水下机器人.pdf

本发明涉及一种超小型浅水机器人的沉浮装置。它包含有一个浮筒和一个电动机，其特征在于浮筒为两端开口的圆筒，电动机竖直安装在浮筒内的中央处，电动机输出轴通过传动机构联接位于电动机右方和左方的两个活塞。本发明使机器人水下受力均匀，沉浮时具有良好的稳定性，控制灵活，还能给整体机器人提供大部分浮力。本发明结构紧凑合理，易于制造，使用安全可靠，适用于各种需控制沉浮的潜水器，尤其适用于超小型浅水机器人。

1.  一种超小型蝶形水下机器人，包括艇身(1)和推进装置，其特征在于艇身(1)为蝶形耐压壳体，推进装置包含有后部推进装置和升降系统与横向推进装置，后部推进装置安装在艇身(1)的后部，升降与横向推进装置安装在艇身(1)中部的一个垂直水通道(2)之中。

2.  根据权利要求1所述的超小型蝶形水下机器人，其特征在于后部推进装置的结构是：在艇身(1)后部内腔中安装一个电动机及其减速装置(4)，其输出轴伸出艇身(1)而端部安装上一个螺旋桨(3)。

3.  根据权利要求1所述的超小型蝶形水下机器人，其特征在于升降与横向推进装置的结构是：在艇身(1)前部内腔中安装一个直流同步电动机(8)，其输出轴经联轴器联接一根转轴(5)；该转轴(5)由两端的轴承支承而横跨于垂直水通道(2)中；该转轴(5)中部固定安装一个电动机(6)而使其处于垂直水通道(2)中央，该电动机(6)输出端部安装一个螺旋桨(7)。

超小型蝶形水下机器人
技术领域
本发明涉及一种水下机器人，特别是一种超小型碟形水下机器人。
背景技术
21世纪是海洋的世纪，海洋占整个地球总表面的71％，无论从政治、经济还是从军事角度看，人类都要进一步扩大开发和利用具有丰富资源的海洋。水下机器人是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置。它作为一种高技术手段，在海洋开发和利用中扮演重要角色，其重要性不亚于宇宙火箭在探索宇宙空间的作用。超小型水下机器人主要用于浅海海底、江河湖泊、港口的地形水质考察，搜索失事沉船，对失事水域现场进行测量，研究水下资源。尤其是水下自治机器人，所有的操作都依赖机器人本身携带的各种环境感知装置及有效的运动控制系统自治完成。
艇身又称耐压壳体，是水下机器人浮力的主要提供者，而它的重量也占水下机器人总重量的很大的比例，所以耐压壳体结构形式的选择直接影响到潜水器的有效载荷。
考虑到流体运动的阻力和重量与排水量的比例等因素，水下机器人耐压壳体的形状大致有如下几种：球形、椭圆形和圆筒形。球形具有最佳的重量-排水量比，并容易进行应力分析而且较正确，但不便于内部布置；椭圆形能较有效地利用内部空间，但结构应力分析较困难，制造费高；圆筒形耐压壳体最容易加工制造，内部空间利用率最高，相比具有较差的重量-排水量比，而且内部需要用肋骨加强。
发明内容
本发明的目的在于解决已有技术中存在的问题，提供一种超小型蝶形水下机器人，具有较好的重量—排水量，能较有效利用内部空间，可作前进、后退、升降和横向运动。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种超小型蝶形水下机器人，包括艇身和推进装置，其特征在于艇身为蝶形耐压壳体，推进装置包含有后部推进装置和升降系统与横向推进装置，后部推进装置安装在艇身的后部，升降与横向推进装置安装在艇身中部地一个垂直水通道之中。
上述的后部推进装置的结构是：在艇身后部内腔中安装一个电动机及其减速装置，其输出轴伸出艇身而端部安装上一个螺旋桨。
上述的升降与横向推进装置的结构是：在艇身前部内腔中安装一个直流同步电动机，其输出轴经联轴器联接一根转轴；该转轴由两端的轴承支承而横跨于垂直水通道中；该转轴中部固定安装一个电动机而使其处于垂直水通道中央，该电动机输出端部安装一个螺旋桨。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明的艇身采用蝶形耐压壳体，不仅能较有效地利用内部空间，而且具有较好的重量-排水量比，虽然流体运动阻力大些，但不影响其横向运动。本发明可以独立完成横向运动，解决了相关应用方面的难题。在特殊环境下，往往要求超小型水下机器人仅作横向运动，而其它方向不能有运动。如果另外增加横向推进装置，将会增加超小型水下机器人的额外负载，或使超小型水下机器人的体积、尺寸和重量都增加。本发明中采用升降与横向推进装置，中央的水平螺旋桨完成升降运动，同时螺旋桨自身能够绕转轴旋转，从而产生侧向推力，完成横向运动，则可避免单独另加横向推进装置所产生的问题。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例是：参见图1，本超小型蝶形水下机器人，包含有艇身1和推进装置，艇身1为蝶形耐压壳体，推进装置包含有后部推进装置和升降系统与横向推进装置，后部推进装置安装在艇身1的后部，升降与横向推进装置安装在艇身1中部的一个垂直水通道2之中。后部推进装置的结构是：在艇身1后部内腔中安装一个电动机及其减速装置4，其输出轴伸出艇身1而端部安装上一个螺旋桨3。升降与横向推进装置的结构是：在艇身1前部内腔中安装一个直流同步电动机8，其输出轴经联轴器联接一根转轴5；该转轴5由两端的轴承支承而横跨于垂直水通道2中；该转轴5中部固定安装一个电动机6而使其处于垂直水通道2中央，该电动机6输出端部安装一个螺旋桨7。