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专利号: 2022112290688
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:包括主体机器人(1)和仿生鳍片(50),主体机器人(1)包括前桨组件(2)、密封舱(3)、矢量推进器(4)和水量控制内芯体(5),所述密封舱(3)的前端设置有前桨组件(2),密封舱(3)的后端设置有矢量推进器(4),水量控制内芯体(5)设置在密封舱(3)的内部,仿生鳍片(50)设置在密封舱(3)的顶部,主体机器人(1)在仿生鳍片(50)的配合下通过水量控制内芯体(5)水量的排出量以及排出方向做出翻转、上浮和/或下潜运动。

2.根据权利要求1所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:密封舱(3)包括主

舱体(3‑1)、前密封端盖(3‑2)和后密封端盖(3‑3),主舱体(3‑1)为筒形舱体,主舱体(3‑1)内设置有水量控制内芯体(5),前密封端盖(3‑2)和后密封端盖(3‑3)分别密封设置在主舱体(3‑1)的前端和后端,前密封端盖(3‑2)上设置有与水量控制内芯体(5)相配合的六个前置进排水口(3‑4),后密封端盖(3‑3)上设置有与水量控制内芯体(5)相配合的六个后置进排水口(3‑5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:水量控制内芯

体(5)包括前桨驱动第一舵机(6)、前定位座体(7)、六个前置水管(8)、前安装座体(9)、前置传动组件(10)、控制组件(11)、后置传动组件(12)、后安装座体(13)、六个后置水管(14)和后定位座体(15),所述前定位座体(7)、前安装座体(9)、后安装座体(13)和后定位座体(15)沿主舱体(3‑1)的长度方向依次竖直并列设置,前桨驱动第一舵机(6)设置在前定位座体(7)的外侧,六个前置水管(8)并列设置在前定位座体(7)和前安装座体(9)之间,前安装座体(9)和后安装座体(13)之间设置有前置传动组件(10)、控制组件(11)和后置传动组件(12),控制组件(11)与前置传动组件(10)和后置传动组件(12)相连接,后安装座体(13)和后定位座体(15)之间设置有六个后置水管(14);

六个前置水管(8)包括三个前置第一水管(8‑1)和三个前置第二水管(8‑2),三个前置第一水管(8‑1)的进出水状态与三个前置第二水管(8‑2)的进出水状态相反;

六个后置水管(14)包括三个后置第二水管(14‑1)和三个后置第二水管(14‑2),三个后置第二水管(14‑1)的进出水状态与三个后置第二水管(14‑2)的进出水状态相反;

每个前置水管(8)与前置进排水口(3‑4)一一对应连通,每个前置水管(8)内设置有第一活塞(27),第一活塞(27)在前置传动组件(10)的带动下沿前置水管(8)的长度方向做出排流或引流运动;每个后置水管(14)与后置进排水口(3‑5)一一对应连通,每个后置水管(14)内设置有第二活塞(25),第二活塞(25)在后置传动组件(12)的带动下沿后置水管(14)的长度方向做出排流或引流运动。

4.根据权利要求3所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:前置传动组件(10)的结构与后置传动组件(12)的结构相同,前置传动组件(10)包括第一前主动齿轮(7‑1)、第二前主动齿轮(7‑6)、第一支撑座体(7‑5)、六个前从动齿轮(7‑2)、六个前丝杠驱动齿轮(7‑

3)和六个前螺杆(7‑4),第一前主动齿轮(7‑1)和第二前主动齿轮(7‑6)配合设置有第一驱动电机(26),第一驱动电机(26)的动力输出轴穿过第一支撑座体(7‑5)后依次套装有第一前主动齿轮(7‑1)和第二前主动齿轮(7‑6),六个前从动齿轮(7‑2)沿第一支撑座体(7‑5)的圆周方向并列设置在前安装座体(9)上,六个前丝杠驱动齿轮(7‑3)沿前安装座体(9)的圆周方向并列设置在第一支撑座体(7‑5)上,前丝杠驱动齿轮(7‑3)与前从动齿轮(7‑2)一一对应设置,六个前丝杠驱动齿轮(7‑3)中的三个前丝杠驱动齿轮(7‑3)通过各自对应的三个前从动齿轮(7‑2)与第一前主动齿轮(7‑1)相啮合,六个前丝杠驱动齿轮(7‑3)中的另三个前丝杠驱动齿轮(7‑3)通过各自对应的三个前从动齿轮(7‑2)与第二前主动齿轮(7‑6)相啮合,前螺杆(7‑4)和前丝杠驱动齿轮(7‑3)一一对应设置,前螺杆(7‑4)与前置水管(8)一一对应设置,每个前螺杆(7‑4)的一端穿设在其对应的前丝杠驱动齿轮(7‑3)上,每个前螺杆(7‑4)在其对应的前丝杠驱动齿轮(7‑3)转动带动下做出沿前丝杠驱动齿轮(7‑3)轴向方向的往复直线运动,每个前螺杆(7‑4)的另一端与其对应前置水管(8)内的第一活塞(27)相连接,每个第一活塞(27)的运动趋势与其对应的前螺杆(7‑4)的运动趋势一致。

5.根据权利要求3所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:控制组件(11)包括控制器(11‑1)和控制器用安装座(11‑2),控制器(11‑1)固定安装在控制器用安装座(11‑2)上。

6.根据权利要求5所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:前安装座体(9)、第一支撑座体(7‑5)、控制器用安装座(11‑2)、后置传动组件(12)和后安装座体(13)之间穿设有数个支撑螺杆(16)。

7.根据权利要求2所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:前桨组件(2)包括

前罩体(2‑1)、摄像头(2‑2)和两个划动控制单体(2‑3),密封舱(3)包括外舱体(17),外舱体(17)为筒形舱体,主舱体(3‑1)设置在外舱体(17)内,前罩体(2‑1)设置在外舱体(17)的一端,前罩体(2‑1)内设置有摄像头(2‑2),两个划动控制单体(2‑3)并列穿设在外舱体(17)和主舱体(3‑1)之间,每个划动控制单体(2‑3)包括前单桨体(2‑3‑1)、多节拉杆体(2‑3‑2)和第一舵机(2‑3‑3),前单桨体(2‑3‑1)设置在外舱体(17)的外壁上,第一舵机(2‑3‑3)设置在前定位座体(7)上,多节拉杆体(2‑3‑2)的一端穿过外舱体(17)与前单桨体(2‑3‑1)相连接,多节拉杆体(2‑3‑2)的另一端穿过前密封端盖(3‑2)与第一舵机(2‑3‑3)相连接。

8.根据权利要求7所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:多节拉杆体(2‑3‑

2)包括第一组成曲杆(2‑3‑2‑1)、第一铰接套体(2‑3‑2‑2)、第二组成曲杆(2‑3‑2‑3)、第二铰接套体(2‑3‑2‑4)、弹性件(2‑3‑2‑5)、第三组成直杆(2‑3‑2‑6)、第三铰接套体(2‑3‑2‑

7)、第四组成曲杆(2‑3‑2‑8)和铰接座体(2‑3‑2‑9),第一组成曲杆(2‑3‑2‑1)为L形杆体,第一组成曲杆(2‑3‑2‑1)的水平端与前单桨体(2‑3‑1)相连接,第一组成曲杆(2‑3‑2‑1)的竖直端铰接在第一铰接套体(2‑3‑2‑2)上,第二组成曲杆(2‑3‑2‑3)为S形杆体,第二组成曲杆(2‑3‑2‑3)的一端铰接在第一铰接套体(2‑3‑2‑2)上,第二组成曲杆(2‑3‑2‑3)的另一端铰接在第二铰接套体(2‑3‑2‑4)上,弹性件(2‑3‑2‑5)的一端与第二铰接套体(2‑3‑2‑4)相连接,弹性件(2‑3‑2‑5)的另一端通过第三组成直杆(2‑3‑2‑6)与第三铰接套体(2‑3‑2‑7)相铰接,第四组成曲杆(2‑3‑2‑8)的一端铰接在第三铰接套体(2‑3‑2‑7)上,铰接座体(2‑3‑2‑

9)固定安装在第一舵机(2‑3‑3)上,第四组成曲杆(2‑3‑2‑8)的另一端铰接在铰接座体(2‑

3‑2‑9)上。

9.根据权利要求4所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:矢量推进器(4)包

括无刷电机驱动总成(18)、矢量推进罩(19)和三个自驱动推进单体(20),控制器用安装座(11‑2)和矢量推进罩(19)之间设置有三个自驱动推进单体(20),每个自驱动推进单体(20)包括第二舵机(20‑1)和多节连杆体(20‑2),第二舵机(20‑1)固定安装在控制器用安装座(11‑2)上,第二舵机(20‑1)通过多节连杆体(20‑2)与矢量推进罩(19)相铰接,矢量推进罩(19)上加工有喷口(21),无刷电机驱动总成(18)设置在三个自驱动推进单体(20)之间,外舱体(17)的后端设置有尾罩体(22),尾罩体(22)的外壁上设置有尾鳍(23),尾罩体(22)上设置有喷口(21)相连通的锥形罩体(24)。

10.根据权利要求1所述的一种水中翻转式潜浮机器人,其特征在于:仿生鳍片(50)包

括两个椭圆形片体(50‑1),每个椭圆形片体(50‑1)的底部一侧外壁上加工有平面连接部(50‑2),每个椭圆形片体(50‑1)通过平面连接部(50‑2)与密封舱(3)的外壁相连接,每个椭圆形片体(50‑1)的外壁上加工有多个半圆形凸起(50‑3),两个椭圆形片体(50‑1)长度方向中心轴线之间的夹角为ɑ,夹角ɑ的取值范围为22 27°。

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