本实用新型涉及一种水下探测器,特别是能在小水域长时间灵活工作的水下自动机器人。
背景技术:
目前的水下探测有Argo浮标、水下滑翔机等装置。
Argo浮标通过活塞把液体油压入或抽出底部油囊,改变Argo浮标油囊体积,随之改变浮标密度,与海水密度相比,实现上浮和下沉。
水下滑翔机通过自身浮力提供动力,并配合滑翔翼作用实现在水体内的运动。水下滑翔翼的重力调节系统主要通过改变自身内部的质量分布,进而改变重力与浮力的位置关系,产生横滚力矩和俯仰力矩,使滑翔机能够在小范围实现载体回转和俯仰运动。
现有的Argo浮标只能通过浮力调节实现在垂直方向的运动,水下滑翔机虽有偏心机构调节运动轨迹,但活动范围较小,水中移动能力受限,且驱动能量较高。一般驱动转动需特定电机驱动,难以实现体型小、耗能少的目的。
技术实现要素:
根据上述提出的技术问题,而提供一种小水域水下探测器,用于解决现有的水下探测有Argo浮标,只能通过浮力调节实现在垂直方向的运动,水下滑翔机,活动范围较小,水中移动能力受限,且驱动能量较高的缺点。本实用新型采用的技术手段如下:
一种小水域水下探测器,包括外壳,所述的外壳内设置有手臂转动机构、驱动机构和控制机构;所述外壳上加工有两个供所述手臂转动机构旋转的孔洞,两个所述孔洞于所述外壳的上端左右对称设置。
两个所述的手臂转动机构包括伸出所述孔洞的划桨和位于所述外壳内部的驱动单元,所述驱动单元包括:继电器、保护装置、铁片、齿轮I、齿轮II和弹簧;所述铁片设置于所述继电器外侧,所述铁片通过推杆同所述齿轮I固定连接,所述齿轮I、齿轮II和弹簧于所述保护装置内部,从铁片一侧至远离铁片一侧依次设置。
所述齿轮II同所述划桨的转动臂固定连接,所述的齿轮I和齿轮II相对啮合一侧,分别加工有相互配合的滑动齿,使所述齿轮I和齿轮II相互靠近后,能够相对转动。
当继电器通电工作,推动铁片远离继电器,所述齿轮I向齿轮II移动靠近,弹簧被压缩,所述齿轮II带动划桨的转动臂顺时针转动;当继电器断电,所述弹簧回弹,依次推动所述齿轮II、齿轮I及推杆弹回,推杆一直弹回至端部,所述齿轮II继续带动划桨的转动臂向顺时针转动,使齿轮I卡在所述齿轮II的凹槽内,相对位置不动。
作为优选所述外壳为上小下大的鱼雷型圆筒。
作为优选所述驱动机构包括气缸,所述气缸为薄壁空腔活塞式气缸,所述气缸下部加工有排水孔,所述排水孔连通有外壳底部的排水通孔;所述气缸通过传动装置连接有舵机。
作为优选所述控制机构包括单片机、电池和导线;所述单片机通过导线连接有电池、继电器和舵机。
作为优选所述的气缸内部具有上下两个活塞,两个所述活塞中间贯穿设置有螺杆,螺杆上部分为右旋螺纹,下部分为左旋螺纹。当电机带动螺杆顺时针转动时,由于上下两个活塞螺纹分别为右旋和左旋,两活塞沿着螺杆做相向运动。同理,电机带动螺杆逆时针转动时,两活塞实现相对运动,实现对内部空气体积的改变。故两活塞和所述螺杆同所述传动装置传动连接。
与现有技术相比较,本实用新型所述的小水域水下探测器,结构精小,利用手臂转动结构提供转向动力,且形状小,使得本装置在一定水域内机动性强,灵活方便。手臂继电器转动控制,对于手臂控制将通常的电驱动转变为机构转动,使结构精简,节约能源消耗,实现长时间小范围水体作业。
本实用新型所述的小水域水下探测器,于液体中的灵活运动,使探测面积加大,更加灵活方便,且体积小价格低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型手臂转动机构示意图。
其中:1、螺杆,2、弹簧,3、齿轮I,4、划桨,5、齿轮II,6、单片机,7、气缸,8、活塞,9、电池,10、保护装置,11、继电器,12、舵机,13、外壳,14、铁片。
具体实施方式
如图1和图2所示,一种小水域水下探测器,包括外壳13,所述外壳13为上小下大的鱼雷型圆筒。所述的外壳13内设置有手臂转动机构、驱动机构和控制机构。
所述驱动机构包括气缸7,所述气缸7为薄壁空腔活塞式气缸,能够提供足够大驱动力,所述气缸7下部加工有排水孔,所述排水孔连通有外壳13底部的排水通孔,实现排水功能;所述气缸7通过传动装置连接有舵机12。
所述的气缸7内部具有上下两个活塞8,两个所述活塞8中间贯穿设置有螺杆1,螺杆1上部分为右旋螺纹,下部分为左旋螺纹。当电机带动螺杆1顺时针转动时,由于上下两个活塞8螺纹分别为右旋和左旋,两活塞8沿着螺杆1做相向运动。同理,电机带动螺杆1逆时针转动时,两活塞8实现相对运动,实现对内部空气体积的改变。所述螺杆1同所述传动装置传动连接。
所述气缸7的推动由传动装置与舵机12相连,所述舵机12为360度舵机,能够正转、反转,实现气缸的推拉过程。
所述控制机构包括单片机6、电池9和导线;所述单片机6通过导线连接有电池9、继电器11和舵机12。所述单片机6为51单片机,所述单片机6及导线粘在圆筒内壁以作固定。
51单片机通过编程控制一个舵机12转动且控制两继电器11通断,电池9为一块6V可充电锂电池,分别给舵机12和单片机6供电。
所述外壳13上加工有两个供所述手臂转动机构旋转的孔洞,两个所述孔洞于所述外壳13的上端左右对称设置;
两个所述的手臂转动机构包括伸出所述孔洞的划桨4和位于所述外壳13内部的驱动单元,所述驱动单元包括:继电器11、保护装置10、铁片14、齿轮I3、齿轮II5和弹簧2;
所述铁片14设置于所述继电器11外侧,所述铁片14通过推杆同所述齿轮I3固定连接,所述齿轮I3、齿轮II5和弹簧2于所述保护装置10内部,从铁片14一侧至远离铁片14一侧依次设置;所述齿轮II5同所述划桨4的转动臂固定连接,达到控制转动臂转动的目的。所述的齿轮I3和齿轮II5相对啮合一侧,分别加工有相互配合的滑动齿,使所述齿轮I3和齿轮II5相互靠近后,能够相对转动。所述继电器11为电磁继电器,利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器。
当继电器11通电工作,推动铁片14远离继电器11,所述齿轮I3向齿轮II5移动靠近,弹簧2被压缩,所述齿轮II5带动划桨4的转动臂顺时针转动;
当继电器11断电,所述弹簧2回弹,依次推动所述齿轮II5、齿轮I3及推杆弹回,推杆一直弹回至端部,所述齿轮II5继续带动划桨4的转动臂向顺时针转动,使齿轮I3卡在所述齿轮II5的凹槽内,相对位置不动,为下次转动做准备。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。