本發(fā)明涉及海洋探測設備，尤其涉及一種水下機器人。

背景技術：

1、水下機器人是當前被廣泛應用的海洋探測裝備之一，它可以在環(huán)境復雜、空間狹窄的水域進行比較靈活的施工作業(yè)，如海底測繪、礦產勘探、環(huán)境監(jiān)測等領域。但僅靠著功能單一的水下機器人無法實現更為復雜的水下任務，比如對某些物體的抓取。因此需要給水下機器人裝配相應的執(zhí)行機構，也即機械臂，這種組合就稱為水下機器人機械臂系統(tǒng)（underwater?vehicle?manipulator?system，uvms）。

2、目前，水下機器人的本體結構設計和建?？刂品椒ù嬖谳^大的發(fā)展空白，水下機器人機械臂系統(tǒng)的運動控制性能仍有欠缺，在外部環(huán)境擾動作用下難以實現精準懸停，影響了機械臂的作業(yè)效率和控制精度。

3、本背景技術所公開的上述信息僅用于增加對本申請背景技術的理解，因此，其可能包括不構成本領域普通技術人員已知的現有技術。

技術實現思路

1、針對背景技術中指出的問題，本發(fā)明提出一種水下機器人，其能夠在外部環(huán)境擾動作用下實現多自由度的精準懸停，運動靈活，機械臂末端作業(yè)效率高。

2、為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術方案予以實現：

3、在一些實施例中，提供一種水下機器人，包括：

4、框架，其為矩型框架結構，包括頂框架、底框架、以及設于所述頂框架和所述底框架之間的豎框架，所述豎框架位于所述矩型框架結構的四個拐角位置處；

5、艙體，其設于所述底框架上，所述艙體沿所述底框架的長度方向延伸設置；

6、浮體，其設于所述頂框架上，所述浮體為矩型結構，所述浮體內靠近其四個角的位置處分別設有上下貫通的推進涵道，所述推進涵道的頂部開口為水流進口，所述推進涵道的底部開口為水流出口，四個所述推進涵道繞所述浮體的中心對稱布置，每個所述推進涵道由下至上朝向所述浮體的中心傾斜延伸；

7、四個第一推進器，每個所述推進涵道內設有一個所述第一推進器；

8、四個第二推進器，每個所述豎框架上設有一個所述第二推進器，四個所述第二推進器對稱布置，所述第二推進器沿水平方向設置、且相對于所述框架的長度延伸方向傾斜設置；

9、機械臂，其設于所述底框架的寬度邊上。

10、在一些實施例中，所述浮體的厚度小于所述浮體的長度、寬度，所述浮體的寬度等于所述頂框架的寬度，所述浮體的長度等于所述頂框架的長度。

11、在一些實施例中，所述浮體內設有安裝槽，所述安裝槽內設有聲吶，所述聲吶的頂部從所述安裝槽露出。

12、在一些實施例中，所述第二推進器設于所述豎框架的內側。

13、在一些實施例中，所述豎框架上設有照明裝置和攝像裝置，所述照明裝置、所述攝像裝置以及所述機械臂位于所述框架的同一側。

14、在一些實施例中，所述底框架沿其長度方向上間隔設有多個安裝架，所述安裝架上具有頂部敞口的放置槽，所述艙體設于所述放置槽內、并通過綁帶將所述艙體限位于所述放置槽內。

15、在一些實施例中，所述安裝架橫跨所述底框架的寬度方向，所述安裝架上設有多個所述放置槽；

16、所述艙體具有多個，多個所述艙體與多個所述放置槽一一對應設置。

17、在一些實施例中，所述底框架的底部四個角處分別設有配重塊。

18、與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

19、本申請所公開的水下機器人具有6自由度的運動控制能力，其浮體及推進器配置是基于結構穩(wěn)定性參數和計算流體力學分析結果而產生的。8個推進器（包括4個第一推進器和4個第二推進器）的矢量組合布置，使機器人不論懸?；蜻\動中均能產生6自由度的運動控制能力。垂直推進器涵道方向設計滿足垂蕩、縱搖、橫搖多自由度懸停控制要求。水平推進器方向設計滿足縱蕩、橫蕩、艏搖多自由度運動控制要求。

20、該水下機器人的外觀設計在減小水阻力、提高參數計算準確性的基礎上，在有限空間中為4個第一推進器提供了涵道，從而提高了推進器推水時能量轉換的效率，而且涵道采用標準圓柱通孔外形也提高了推力參數計算分析的準確性。

21、頂部4個第一推進器的傾斜布置可產生4推矢量疊加效果，在橫搖、縱搖、垂蕩方向上均能產生較大推力，該種布置使得該種機器人姿態(tài)極為靈活。

22、結合附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

技術特征：

1.一種水下機器人，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

3.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

4.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

5.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

6.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

7.根據權利要求6所述的水下機器人，其特征在于，

8.根據權利要求1所述的水下機器人，其特征在于，

技術總結
本發(fā)明公開了一種水下機器人，屬于海洋探測設備技術領域，整機框架為矩型框架結構，包括頂框架、底框架及豎框架；艙體設于底框架上，艙體沿底框架的長度方向延伸設置；矩型浮體設于頂框架上，浮體內靠近其四個角的位置處分別設有上下貫通的推進涵道，四個推進涵道繞浮體的中心對稱布置，每個推進涵道由下至上朝向浮體的中心傾斜延伸；推進涵道內設有第一推進器；豎框架上設有第二推進器，四個第二推進器對稱布置，第二推進器沿水平方向設置、且相對于框架的長度方向傾斜設置；機械臂設于底框架的寬度邊上。該水下機器人能夠在外部環(huán)境擾動作用下實現多自由度的精準懸停，運動靈活，機械臂末端作業(yè)效率高。

技術研發(fā)人員：楊睿,胡紀陽,王笑,李華軍,黎明,杜君峰,王曉敏
受保護的技術使用者：中國海洋大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21