多功能水下采集机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种多功能水下采集机器人。

背景技术：

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为水环境探索的重要工具。同时水下采集也常应用于对于水下环境、水质及水下土壤的成分，微生物种类的探测和评估。但是常规的水下采集机器人采集机构较为复杂，结构功能较为单一，采集物品的种类具有局限性，适用范围较小，降低了其实用性。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种有效提升工作适用范围的多功能水下采集机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

多功能水下采集机器人，包括型材框架以及安装于型材框架的推行器、车轮、盛装篮、气筒和若干功能组件，所述功能组件包括潜水灯、摄像头和夹爪；

所述型材框架由型材和/或镂空板件组成，包括底车架和上机架，所述车轮的数量为四个，并分别两两对应安装于底车架的两端，对应设置的所述车轮之间通过横轴相连，所述上机架的底部安装于底车架的上方，与底车架包围形成承载有控制箱体的功能腔，其顶部形成与盛装篮相匹配的限位框，当盛装篮放置于限位框内时，盛装篮的上部开口延伸出限位框并于周边设置有拿持位，所述盛装篮均匀布设有若干通孔，所述气筒设置于上机架的顶部两侧。

进一步的是，所述上机架的顶部于限位框的两侧设置有用于安装潜水灯和夹爪的封顶板。

进一步的是，所述推行器包括轴线垂直的垂直推行器和水平推行器，所述垂直推行器的数量为四个，分别对称安装于底车架的两侧，所述水平推行器包括安装于上机架两侧的侧边推行器以及安装于上机架端部的端部推行器，所述端部推行器包括设置于横轴与上机架之间的端部螺旋桨，所述底车架由型材组成并形成用于端部螺旋桨通过的工作通道。

进一步的是，所述车轮设置有与控制箱体相连的变向箱，所述变向箱用于实现对车轮行进方向的变向操作。

本实用新型的有益效果是：

该装置的结构设置实现了对水下工作的图像采集、物件抓取等功能的整合，提升了其适用范围以及工作性能，并在对水下环境进行准确判断的前提下提升了采集功能的准确有效性，并进一步利用盛装篮对夹爪的工作物件进行临时盛放，提升了单次工作效率，避免了多次下潜采集而造成的时间周期的延长，进一步提高了其实用性；此外，盛装篮和型材框架的配合应用，一方面可降低机器人的有效体积的缩小，即仅需保证对盛装篮的限位，降低了生产成本，另一方面可提升其适用范围，工作人员可根据实际需求对盛装篮进行选配以满足不同采集物品的盛装，降低了其多环境适配难度，提升了结构灵活多样性；端部螺旋桨的设置可提升装置的行进驱动作用力，更易满足稳定推行需求，保证了采集工作的稳步进行。

附图说明

图1为本实用新型的多功能水下采集机器人的立体结构示意图一；

图2为本实用新型的多功能水下采集机器人的立体结构示意图二；

图3为本实用新型的多功能水下采集机器人的立体结构示意图三；

图中标记为：1、底车架；11、车轮；12、变向箱；13、横轴；2、上机架；21、控制箱体；22、限位框；23、潜水灯；3、封顶板；4、夹爪；5、盛装篮；6、气筒；7、小电机；71、小螺旋桨；8、端部螺旋桨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至3所示，该多功能水下采集机器人，其型材框架中的底车架1由若干型材焊机形成矩形框架结构，并于中部平行焊接有多个横向支撑型材。而机器人中的四个车轮11两两分组对应安装于矩形框架结构的两端，并分别通过横轴进行连接控制，其安装方法类同于汽车车轮的安装应用，并于一端设置有用于控制车轮11转向的变向箱12。该变向箱12与机器人的控制箱体21相连，以保证控制信号传送以及系统整体调控稳定性。上机架2可由横向支撑型材进行支撑定位，即位于两个横轴之间，并与底车架1包围形成用于安装控制箱体21的功能腔。上机架2由型材焊接形成长方体框架，并在侧边进行镂空板加的设置，一方面可提成结构强度，保证结构稳定性以及对功能腔的防护，另一方面可对安装于其上的推行器提供较大的安装面积。安装于镂空板的推行器为水平推行器的侧边推行器，而端部推行器安装于上机架2的一端。侧边推行器与垂直推行器可由小电机7和小螺旋桨71组成，并于小螺旋桨71处进行防护环罩的设置，以避免碰撞对桨叶的损坏，其利用多个小型推行器实现多方位的均匀布设，提升推行作用力的均布以及多方位调控性。而端部推行器的端部螺旋桨8的直径大于小螺旋桨71的直径，以提供较大的推行作用力，且其设置于横轴13与上机架2之间，而底车架的组成型材之间形成用于端部螺旋桨8通过的工作通道，一方面可实现结构的整体，提升结构紧凑性，另一方面也可利用车轮11支撑以及型材框架对端部螺旋桨8实现多方位包围保护，减少了外部物件对其工作部件的结构影响。在应用过程中，侧边推行器的数量为两个，分别设置于上机架2的两侧，而垂直推行器的数量为四个，分别对称安装于底车架1。上述推行器的数量以及位置可根据实际需求进行调整，从而满足不同的行进需求，进一步配合安装于型材框架的功能组件实现高效动态配合。

上述功能组件中的潜水灯23和夹爪4分别安装于上机架2的顶部，为保证结构的定位效果，该上机架2的顶部于型材之间设置有封顶板3，从而提升安装面积，保证结构稳定性。封顶板3分设于上机架2靠近横轴的两端，其中间为用于限位盛装篮5的限位框22，而限位框22的另外两端为机器人中气筒6的对称设置。限位框22可由型材焊接形成。图中盛装篮5由孔板成型，一方面保证盛装结构强度，另一方面保证其沥水性能以及对物件的承载性。该盛装篮5的通孔一方面避免内部液体的滞留，另一方面也需小于待采集的物件直径。当盛装篮5放置于限位框22内时，盛装篮5的上部开口延伸出限位框22，并于周边设置有拿持位，保证后续的分离操作的进行。盛装篮5和限位框22之间可设置有限位卡件，其锁定限位方式可根据实际需求进行设置，由于限位框22为对其限位框架而并不具有相应的物件辅助阻滞效果，因此工作人员可根据不同的物件采集环境对盛装篮5的结构以及通孔直径进行选择，从而提升了其结构应用灵活性，并进一步避免了内部物件对限位框22的污染。在工作过程中，水下机器人可利用潜水灯23以及摄像头对水下环境进行探究，并进行判断，进而利用夹爪4对所需采集物件进行夹取并放置到盛装篮5内。当采集物件小于盛装篮5时，可单次下潜进行多物件的采集，提升工作效率。上述摄像头可采用热成像摄像头或多种配合方式，以保证图像采集以及判断稳定性，保证工作性能，而其中功能组件位置可根据实际需求进行调控安装。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.多功能水下采集机器人，其特征在于，包括型材框架以及安装于型材框架的推行器、车轮(11)、盛装篮(5)、气筒(6)和若干功能组件，所述功能组件包括潜水灯(23)、摄像头和夹爪(4)；

所述型材框架由型材和/或镂空板件组成，包括底车架(1)和上机架(2)，所述车轮(11)两两对应安装于底车架(1)，对应设置的所述车轮(11)之间通过横轴(13)相连，所述上机架(2)的底部安装于底车架(1)的上方，与底车架(1)包围形成承载有控制箱体(21)的功能腔，其顶部形成与盛装篮(5)相匹配的限位框(22)，当盛装篮(5)放置于限位框(22)内时，盛装篮(5)的上部开口延伸出限位框(22)并于周边设置有拿持位，所述盛装篮(5)均匀布设有若干通孔，所述气筒(6)设置于上机架(2)的顶部两侧。

2.根据权利要求1所述的多功能水下采集机器人，其特征在于，所述上机架(2)的顶部于限位框(22)的两侧设置有用于安装潜水灯(23)和夹爪(4)的封顶板(3)。

3.根据权利要求1所述的多功能水下采集机器人，其特征在于，所述推行器包括轴线垂直的垂直推行器和水平推行器，所述垂直推行器的数量为四个，分别对称安装于底车架(1)的两侧，所述水平推行器包括安装于上机架(2)两侧的侧边推行器以及安装于上机架(2)端部的端部推行器，所述端部推行器包括设置于横轴(13)与上机架(2)之间的端部螺旋桨(8)，所述底车架(1)由型材组成并形成用于端部螺旋桨(8)通过的工作通道。

4.根据权利要求1或3所述的多功能水下采集机器人，其特征在于，所述车轮(11)设置有与控制箱体(21)相连的变向箱(12)，所述变向箱(12)用于实现对车轮(11)行进方向的变向操作。

技术总结
本实用新型公开了应用于机器人技术领域的多功能水下采集机器人，其结构包括型材框架以及安装于型材框架的推行器、车轮、盛装篮、气筒和若干功能组件，所述功能组件包括潜水灯、摄像头和夹爪；型材框架由型材和/或镂空板件组成，包括底车架和上机架，上机架的顶部形成与盛装篮相匹配的限位框，当盛装篮放置于限位框内时，盛装篮的上部开口延伸出限位框并于周边设置有拿持位。该装置的结构设置实现了对水下工作的图像采集、物件抓取等功能的整合，提升了其适用范围以及工作性能，并进一步利用盛装篮对夹爪的工作物件进行临时盛放，提升了单次工作效率，避免了多次下潜采集而造成的时间周期的延长，进一步提高了其实用性。

技术研发人员：周海军
受保护的技术使用者：苏州润斯达智能装备有限公司
技术研发日：2020.10.15
技术公布日：2021.06.29