一种水下观察用机器人及其观察方法
专利汇可以提供一种水下观察用机器人及其观察方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 水 下观察用 机器人 及其观察方法，属于水下工程领域。包括 基础 组件、驱动组件和拍摄组件三部分组成。基础组件包括防水壳体、安装在防水壳体上的顶板、设置在防水壳底部的多个 支架 。驱动组件包括设置在所述防水壳体两侧的两个平衡浮 力 腔、设置在两个平衡 浮力 腔之间的平衡检测器、设置在两个平衡浮力腔中间的无叶 推进器 。拍摄组件包括设置在所述顶板上的摄像单元和水下 卤素灯 。本发明通过使用无桨叶推进器替代螺旋推进，无叶推进器的喷出水流较平稳，对拍摄组件的拍摄影响较小；解决了现有的水下机器人受到自身 发动机 推进影响，降低可视系统的成像 质量 的问题。，下面是一种水下观察用机器人及其观察方法专利的具体信息内容。
1.一种水下观察用机器人，其特征在于，包括：
基础组件，包括防水壳体，固定安装在所述防水壳体上的顶板，以及设置在所述防水壳底部的多个支架；
驱动组件，包括设置在所述防水壳体两侧的两个平衡浮力腔，水平设置在两个平衡浮力腔之间的平衡检测器，以及设置在两个平衡浮力腔中间的至少两个无叶推进器；
拍摄组件，包括设置在所述顶板上的摄像单元，以及设置在所顶板上的水下卤素灯；
其中，所述平衡浮力腔为刚性容器，在内部通过隔板分为至少两个小室，且每个小室内设置有一组电解装置；所电解装置包括：将小室分为两个腔室的电解隔板，分别设置在被电解隔板隔开的两个腔室底部的阴极和阳极，与所述阴极和阳极相连接直流电源，设置在所述腔室底部的出水阀门，以及设置在所述腔室顶部的出气阀门。
2.根据权利要求1所述的水下观察用机器人，其特征在于，所述平衡检测器为一个水平放置的圆柱形玻璃管，在所述玻璃管内与留有一个气泡，且在所述玻璃管两端射着有光电感应器发生器和接收器。
3.根据权利要求2所述的水下观察用机器人，其特征在于，所述无叶推进器包括：截面为“8”字形的腔体，在所述腔体上半部分安装的螺旋桨，与所述螺旋桨连接的三相异步电机，设置在所述腔体上半部分一侧的进水口，贯穿所述腔体下半部分且呈圆台状的排水通道，以及与所述腔体相连接并设置在所述排水通道上的环形出水缝隙。
4.根据权利要求3所述的水下观察用机器人，其特征在于，所述出水缝隙处设置有圆弧形不规则的导水件，所述导水件的凸出部与所述出水缝隙凹槽部相对应，留有预定间隙；且所述间隙大小为2～10cm。
5.根据权利要求4所述的水下观察用机器人，其特征在于，所述无叶推进器的腔体上半部固定连接有旋转机构，其中所述旋转机构又包括：与步进电机相连接的第一圆盘，固定安装在所述圆盘上向外凸起且截面形状为“渐开线”的卡条，垂直于所述第一圆盘且与所述腔体上半部固定连接的第二圆盘，在所述第二圆盘周围设置有多个与所述卡条相啮合的分度齿。
6.根据权利要求5所述的水下观察用机器人，其特征在于，所述摄像单元与顶板之间通过角度调节器连接，所述角度调节器包括：固定安装在顶板上的微型电机座和固定框，固定在所述微型电机座上的第一微型电机，设置在所述固定框内的一端且与所述第一微型电机输出轴连接的第一滚轮，通过皮带与所述第一滚轮相连接且位于所述固定框的另一端的第二滚轮，与所述第二滚轮固定连接的旋转支撑座，在所述旋转支撑座一侧设置有第二微型电机，设置在所述旋转支撑座上且通过个相互啮合齿轮组与第二微型电机输出相连接的摄像单元。
7.一种基于权利要求6中所述的水下观察用机器人的观察方法，其特征在于，包括：
S1、将机器人放入指定待观察水域，平衡浮力腔进水，下沉至预定高度，无叶推进器驱动机器人前进；
S2、红外热成像仪采集相关数据，传输至控制终端，通过人工或智能操作，规划路径，将机器人驱动至指定位置或追踪指定鱼类；
S3、微调角度调节器，调整摄像单元，对准待拍摄的动植物、岩石或沉底船只；
S4、对指定的观察对象，选取合适的摄像机进行观察；
S5、对于可曝光的待观察对象，采用高清摄像机配合卤素灯辅助光源，进行拍照或摄像，并直接通过无线传输设备传输至控制终端；
S6、任务完成后，排出平衡浮力腔内的水，上浮至水面，回收机器人。
一种水下观察用机器人及其观察方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
403、阳极404、直流电源405、出水阀门406、出气阀门407。具体为：电解隔板402将小室401分为阴阳两个电解腔室，在被电解隔板402隔开的两个电解腔室底部分别设置有阴极403和阳极404，所述阴极403和阳极404与直流电源405相连接，在所述腔室底部设置有出水阀门
406，在所述腔室顶部设置有出气阀门407。当该机器人下沉时，从进水口603进水，排出空气，提高机器人的重量，完成下沉动作；当该机器人需要上浮时，将阴极403和阳极404直接与电源相连接，电解水，在两个电解腔室内产生大量氧气、氢气以及少量的氯气等气体，排出水，减小机器人重量完成上浮。上述电解水装置能够替代传统的压缩空气式气腔，大大的减小的该机器人的重量，提高了机器人的续航能力和扩大机器人的使用范围；而且不必再使用前频繁更换压缩空气储存罐，减小了机器人的准备时间，提高该机器人的可操控性。
601上半部分安装有螺旋桨602，所述螺旋桨602与三相异步电机连接，其中三相异步电机采用Y160L-2型号，进水口603设置在所述腔体601上半部分一侧，所述腔体601下半部分贯穿有一个呈圆台状的排水通道604，设置在所述排水通道604上的环形出水缝隙605，并与所述腔体601的上半部分相连接。如附图4所示，所述出水缝隙605处设置有圆弧形不规则的导水件605a，所述导水件605a的凸出部与所述出水缝隙605凹槽部相对应，留有预定间隙；且所述间隙大小为2～10cm。通过调整导水件605a的位置，可以扩大/缩小间隙距离。电机带动螺旋桨602旋转，驱动水流冲出水缝隙605排出，在排出过程中带动排水通道604内的水流运动，通过康达效应进行放大，提高排水量，扩大排水功率。传统螺旋桨602式推进器推动出的水流为螺旋形旋涡，水流湍急，水流对摄像组件拍照的影响较大，上述无叶式推进器推出的水流为相对平稳的平行水流，对摄像组件的拍照几乎无明显影响。
606b；第二圆盘606c垂直于所述第一圆盘606a且与所述腔体601上半部固定连接，在所述第二圆盘606c周围设置有多个分度齿606d，与所述卡条606b相啮合。步进电机接收脉冲信号，带动第一圆盘606a旋转预定圈数，其中，每当第一圆盘606a旋转一圈，卡条606b带动分度齿
606d旋转一格；以此调整第二圆盘606c和无叶推进器6的方向。上述结构能够控制无叶推进器6在360°旋转，有效提高推进的使用范围，减少传统机器人两侧需要安装多个改变方向用的推进器。
906、旋转支撑座907、第二微型电机908、齿轮组909。具体的，微型电机座901和固定框902固定安装在顶板2上，第一微型电机903采用42BYG250FC型号的步进电机，固定在所述微型电机座901上，第一滚轮904设置在所述固定框902内的一端且与所述第一微型电机903输出轴连接，第二滚轮906位于所述固定框902的另一端，与固定框902之间通过销轴连接，且通过皮带905与所述第一滚轮904相连接，旋转支撑座907与所述第二滚轮906固定连接，在所述旋转支撑座907一侧设置有第二微型电机908，摄像单元7设置在所述旋转支撑座907上，且通过个相互啮合齿轮组909与第二微型电机908输出相连接，其中，第二微型电机908采用
42BYG250FB型号的步进电机。第一微型电机903带动第二滚轮906转动，控制旋转支撑座907和摄像单元7沿着固定框902上销轴上下旋转，同时，第二微型电机908通过齿轮组909带动摄像单元7左右旋转。在保持该机器人不动的情况下，扩大拍摄角度。
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