一种开放式水下机器人的制作方法

本实用新型涉及水下机器人技术领域，具体而言，涉及一种开放式水下机器人。

背景技术：

海洋中蕴藏着丰富的资源和能源，随着全球经济的发展，陆上资源和能源日益缺乏，不能满足经济发展的需要。因此，世界各国加快了海洋资源和能源的开发和利用，研发各种各样的海洋资源勘探与开发装备。但由于现有的水下机器人大多采用封闭式结构设计，导致水下机器人在水下作业时阻力较大，检修成本高。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种开放式水下机器人，以解决上述问题。

本实用新型实施例提供一种开放式水下机器人，所述开放式水下机器人包括框架结构、电子舱、电池舱、推进器和防水照明灯，所述框架结构包括第一侧板、第二侧板、底板以及由该第一侧板、第二侧板和第三侧板形成的容置空间，所述第一侧板、第二侧板和底板上均开设有多个用于水流穿过的过孔；

所述第一侧板和所述第二侧板的一端分别与所述底板连接，所述电子舱、电池舱、推进器和防水照明灯分别安装于所述容置空间中，且所述电子舱位于所述容置空间中并与所述第一侧板、第二侧板连接，所述电池舱位于所述电子舱与所述底板之间，所述推进器和所述防水照明灯安装于所述底板。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述开放式水下机器人还包括浮力材料罩、浮力材料块和浮力板；

所述浮力板的两端分别与所述第一侧板和所述第二侧板相对的表面连接，且位于所述第一侧板和所述第二侧板之间，所述浮力材料块设置于所述浮力板远离所述底板的一侧，所述浮力材料罩罩设于所述浮力材料块以用于保护该浮力材料块。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述浮力板包括第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；

所述第一支撑板设置于所述第一侧板朝向所述第二侧板的表面，所述第二支撑板设置于所述第二侧板朝向所述第一侧板的表面，所述第三支撑的两端分别与所述第一侧板和所述第二侧板连接，其中，所述第一支撑板、第二支撑板上分别设置有浮力材料块，且位于所述电子舱的两侧，所述第一支撑板和所述第二支撑板的浮力均小于所述第三支撑板。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述底板远离所述电子舱的一侧设置有配重块。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所推进器为多个，且多个所述推进器与所述底板连接，并对称设置于所述电子舱和所述电池舱的两侧。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述电子舱包括舱体和第一固定件，所述第一固定件包括半圆形固定环和设置于该半圆形固定环两端的连接片；

所述半圆形固定环套设与所述舱体，所述连接片与所述第一侧板和所述第二侧板连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述舱体包括用于电子器件安装的第一安装舱、第一密封法兰、第二密封法兰、第一端盖和透明球罩；

所述第一密封法兰和所述第二密封法兰分别安装于所述第一安装舱的两端，所述透明球罩安装于所述第一密封法兰远离所述第一安装舱的一侧，所述第一端盖安装于所述第二密封法兰远离所述第一安装舱的一侧。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述第一端盖上开设有多个用于安装穿线螺栓的第一通孔和用于安装水密接插件的第二通孔。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述防水照明灯包括灯舱和第二固定件，该第二固定件包括第一固定部和第二固定部，所述第二固定部分别与所述灯舱和所述第一固定部分别连接，所述第一固定部与所述底板连接。

在本实用新型较佳实施例的选择中，所述灯舱包括第二安装舱、照明组件、透明灯盖和第二端盖；

所述透明灯盖和所述第二端盖分别设置于所述第二安装舱的两端，所述照明组件安装于所述第二安装舱内，且该照明组件的发光侧朝向所述透明灯盖。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供一种开放式水下机器人，其中，该开放式水下机器人基于开放式的结构设计，能够有效减少水下作业时的行进阻力，降低设备检修难度。此外，本实施例给出的开放式水下机器人能够同时搭载多组推进器，有效解决了现有技术中的水下机器人可控制姿态较少的问题，使得开放式水下机器人能够胜任更多复杂的水下工作环境和工作任务。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的开放式水下机器人的结构示意图。

图2为图1中所示开放式水下机器人的另一视角下的结构示意图。

图3为图1中所示的开放式水下机器人的又一视角下的结构示意图。

图4为图1中所示的电子舱的结构示意图。

图5为图4中所示的电子舱的爆炸图。

图6为穿线螺栓的结构示意图。

图7为图1中所示的防水照明灯的结构示意图。

图8为图7中所示的灯舱的结构示意图。

图9为图8中所示的透明灯盖的结构示意图。

图标：10-开放式水下机器人；11-框架结构；110-第一侧板；111-第二侧板；112-底板；114-过孔；115-浮力材料罩；117-浮力板；1170-第一支撑板；1171-第二支撑板；1172-第三支撑板；12-电子舱；120-舱体；1200- 第一安装舱；1201-第一密封法兰；1202-第二密封法兰；1203-第一端盖； 1204-透明球罩；12040-罩体；12041-压环；121-第一固定件；1210-半圆形固定环；1211-连接片；13-电池舱；14-推进器；15-防水照明灯；150- 灯舱；1500-第二安装舱；1502-透明灯盖；15020-固定部；15021-透光部； 1503-第二端盖；151-第二固定件；1510-第一固定部；1511-第二固定部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的开放式水下机器人10的结构示意图，该开放式水下机器人10包括框架结构11、电子舱12、电池舱13、推进器14和防水照明灯15，所述框架结构11包括第一侧板110、第二侧板111、底板112以及由该第一侧板110、第二侧板111和第三侧板形成的容置空间，所述第一侧板110、第二侧板111和底板112上均开设有多个用于水流穿过的过孔114。其中，所述第一侧板110和所述第二侧板111的一端分别与所述底板112连接，所述电子舱12、电池舱13、推进器14和防水照明灯15分别安装于所述容置空间中，且所述电子舱12位于所述容置空间的中并与所述第一侧板110、第二侧板111连接，所述电池舱13位于所述电子舱12与所述底板112之间，所述推进器14和所述防水照明灯15 安装于所述底板112。

本实施例通过采用开放式水下机器人10能够有效减小水下作业时的行进阻力，降低设备检修难度。同时，开放式的结构设计，还能够有效提升开放式水下机器人10的功能扩展空间，以胜任更多复杂的作业环境和作业任务。

详细地，所述第一侧板110、所述第二侧板111和所述底板112作为所述开放式水下机器人10的支撑架构，实现对其他部件的安装，且开放式的结构设计能够提供有效的功能扩展空间。本实施例中，所述第一侧板110、所述第二侧板111和所述底板112上还通过开设多个过孔114以进一步减小开放式水下机器人10的行进阻力等，其中，所述过孔114的大小、数量、形状、开设位置均可根据需求进行灵活设定，本实施例在此不做限制。

请结合参阅图2，所述开放式水下机器人10还包括浮力材料罩115、浮力材料块和浮力板117；所述浮力板117的两端分别与所述第一侧板110 和所述第二侧板111相对的表面连接，且位于所述第一侧板110和所述第二侧板111之间，所述浮力材料块设置于所述浮力板117远离所述底板112 的一侧，所述浮力材料罩115罩设于所述浮力材料块以用于保护该浮力材料块。

可选地，所述浮力板117可包括第一支撑板1170、第二支撑板1171和第三支撑板1172；所述第一支撑板1170设置于所述第一侧板110朝向所述第二侧板111的表面，所述第二支撑板1171设置于所述第二侧板111朝向所述第一侧板110的表面，所述第三支撑的两端分别与所述第一侧板110 和所述第二侧板111连接，其中，所述第一支撑板1170、第二支撑板1171 上分别设置有浮力材料块，且位于所述电子舱12的两侧，所述第一支撑板 1170和所述第二支撑板1171的浮力均小于所述第三支撑板1172。

上述浮力材料罩115、浮力材料块和浮力板117均用于为所述水下机器人水下作业时提供一定的浮力，其中，所述浮力材料罩115、浮力材料块和浮力板117的大小、形状、材质等可根据实际需求进行灵活设计。在实际实施时，为了进一步增强开放式水下机器人10在水下行进的平衡度，降低入水难度，所述底板112远离所述电子舱12的一侧设置有配重块。其中，所述配重块的材质、形状、大小等可根据实际需求进行灵活设定，本实施例在此不做限制。

进一步地，为了增加开放式水下机器人10水下行进时的控制姿态数量，以适应不同的水下作业环境和作业任务，如图3所示，所述开放式水下机器人10上的推进器14可以为多个，且多个所述推进器14与所述底板112 连接，并对称设置于所述电子舱12和所述电池舱13的两侧等。例如，所述推进器14可以为如图3所示的6个，且对称设置于所述底板112上。此外需要说明的是，上述推进器14的类型等可根据实际需求进行选取，如所述开放式水下机器人10的自重等，本实施例在此不做赘述。

进一步地，请结合参阅图4，所述电子舱12包括舱体120和第一固定件121，所述第一固定件121包括半圆形固定环1210和设置于该半圆形固定环1210两端的连接片1211；所述半圆形固定环1210套设与所述舱体120，所述连接片1211与所述第一侧板110和所述第二侧板111连接。

可选地，请结合参阅图5，所述舱体120可包括用于电子器件安装的第一安装舱1200、第一密封法兰1201、第二密封法兰1202、第一端盖1203 和透明球罩1204；所述第一密封法兰1201和所述第二密封法兰1202分别安装于所述第一安装舱1200的两端，所述透明球罩1204安装于所述第一密封法兰1201远离所述第一安装舱1200的一侧，所述第一端盖1203安装于所述第二密封法兰1202远离所述第一安装舱1200的一侧。

详细地，所述第一安装舱1200用于容置图像获取装置等电子器件，其材质、形状等可根据实际需求进行灵活设定，例如，在本实施例中，为了减少第一安装舱1200在水中的阻力，提高抗压力，同时还不缩小容置空间，所述第一安装舱1200可以为但不限于空心圆柱状等。

所述第一密封法兰1201和所述第二密封法兰1202用于实现对所述第一安装舱1200的密封，同时还用于实现所述第一端盖1203、所述透明球罩 1204与所述第一安装舱1200之间的连接。

所述透明球罩1204一方面可用于实现对所述第一安装舱1200的密封，另一方面还可用于光线等穿过，以便于设置于所述第一安装舱1200中的图像获取装置等能够实现图像信息的获取、采集。可选地，请结合参阅图5，所述透明球罩1204可以包括罩体12040和用于固定所述罩体12040的压环 12041，所述罩体12040设置于所述第一密封法兰1201远离所述第一安装舱1200的一侧，所述压环12041设置于所述罩体12040远离所述第一密封法兰1201的一侧以实现将所述罩体12040固定于所述第一密封法兰1201。为了确保所述罩体12040能用于光线穿过，本实施例中，所述罩体12040 可以为但不限于透明亚克力球罩。

所述第一端盖1203一方面用于实现对所述第一安装舱1200的密封，另一方面还可开设有多个用于安装穿线螺栓的第一通孔和用于安装水密接插件的第二通孔。其中，所述第一通孔和第二通孔可用于设置于所述第一安装舱1200内部的电子器件与外部的供电设备或其他电子器件之间的连接线穿过。可选地，所述第一通孔和所述第二通孔的数量可以根据实际需求进行灵活设计，如，所述第一通孔和所述第二通孔可以为如图5所示的9 个等。

在此需要说明的是，所述穿线螺栓上设置有可用于导线等连接线穿过的过孔，且该过孔较深，易于灌胶密封。具体地，如图6所示，所述穿线螺栓包括螺丝和螺母两部分，且螺丝、螺母的底部均设置用于放置密封件 (如密封圈等)的密封槽，当密封件安装于密封槽后，可与螺丝或螺母以及第一端盖1203表面紧贴以用于对所述第一安装舱1200进行密封，即在通过所述第一通孔将所述穿线螺栓设置于所述端盖后，既可以通过穿线螺栓本身的密封件进行密封，还可通过灌封胶等进行密封，以确保所述电子舱12的密封性能。

另外，所述水密接插件即水下连接器，可包括公头、母头两部分，其中，母头可通过螺母固定在所述端盖15上，且母头上的导线与舱内电子器件连接；公头上的导线可与舱外电子器件连接，公头、母头间通过螺纹橡胶套固定连接。本实施例中通过水密接插件的实施，可用于实现开放式水下机器人10上的电子器件的快速拓展和更换。

在此需要说明的是，关于所述电子舱12中的所述第一密封法兰1201、所述第二密封法兰1202、所述第一端盖1203、所述透明球罩1204、所述第一安装舱1200之间的实际连接、安装方式有多种，本实施例在此不做具体限制。

进一步地，所述防水照明灯15用于为所述开放式水下机器人10的行进照明，如图7所示，该防水照明灯15包括防水照明灯15和第二固定件151，该第二固定件151包括第一固定部1510和第二固定部1511，所述第二固定部1511分别与所述防水照明灯15和所述第一固定部1510分别连接，所述第一固定部1510与所述底板112连接。其中，所述第一固定部1510 可以为圆环状固定部，并套设于所述防水照明灯15的外表面以实现与所述防水照明灯15的连接。

本实施例中，所述第一固定部1510可以为但不限于采用弹性材料制成的弹性固定部，如硅胶材料等，所述第二固定部1511可以为但不限于采用刚性材料制成的刚性固定部，其中，所述弹性固定部设置于所述第二固定部1511与所述防水照明灯15连接起缓冲作用，以延长所述防水照明灯15 的使用寿命。

可选地，请结合参阅图7和图8，所述灯舱150包括第二安装舱1500、照明组件、透明灯盖1502和第二端盖1503；所述透明灯盖1502和所述第二端盖1503分别设置于所述第二安装舱1500的两端，所述照明组件安装于所述第二安装舱1500内，且该照明组件的发光侧朝向所述透明灯盖1502。

其中，所述第二安装舱1500用于容置所述照明组件，因此，该第二安装舱1500内的材质、形状等可根据实际需求进行灵活设定，例如，在本实施例中，为了减少第二安装舱1500内在水中的阻力，提高抗压力，同时还不缩小容置空间，所述第二安装舱1500内可以为但不限于空心圆柱状防水照明灯等。

所述透明灯盖1502一方面可用于对所述第二安装舱1500进行密封，另一方面用于照明组件产生的光照透过，以为开放式水下机器人10提供水下探索时必要的光源。可选地，如图9所示，在本实施例中，所述透明灯盖1502可以包括用于实现所述透明灯盖1502与所述第二安装舱1500固定连接的固定部15020，以及用于灯光穿透的透光部15021，其中，所述固定部15020与所述透光部15021可以一体成型，并采用相同的材质制成，如亚克力材质制成，该亚克力材料既能确保光线穿过，又可确保所述防水照明灯15的耐压性能。

实际实施时，为了进一步增强所述防水照明灯15的照明效果，所述透明灯盖1502的外形可设置为凸透镜的形状，以对照明组件产生的光照进行发散和增强，如所述透光部15021为凸透镜的形状等。

进一步地，所述照明组件作为所述防水照明灯15的核心器件，用于为装配有所述防水照明灯15的开放式水下机器人10提供光照以进行水下探索。可选地，在本实施例中，所述照明组件可以包括但不限于LED灯和控制电路，所述LED灯与所述控制电路连接，且该LED灯的发光侧朝向所述透明灯盖1502。实际工作中，所述控制电路可以包括脉冲发生器，该脉冲发生器用于输出多级不同的PWM信号，来改变LED的平均电流，进而实现对LED灯的亮度的多级调节，以适应对不同水下环境的探测。

进一步地，基于对所述防水照明灯15中的各部件的设计和描述，在实际实施时，所述透明灯盖1502、所述第二安装舱1500、所述第二端盖1503 之间实际连接、安装方式有多种。例如，所述第二安装舱1500包括第一端面以及与该第一端面相背离的第二端面，由所述第二安装舱1500上开设有上由第一端面延伸至所述第二端面上的安装孔，所述透明灯盖1502、所述第二安装舱1500以及所述第二端盖1503之间的装配可通过如螺栓等依次穿过所述透明灯盖1502、所述第二安装舱1500以及所述第二端盖1503对应位置上的安装孔实现。可以理解的是，本实施例中给出的开放式水下机器人10可同时安装有一个或多个防水照明灯15，且关于各防水照明灯15 的安装方式等实际可根据实际需求进行灵活设计，本实施例在此不做限制。

进一步地，所述电池舱13用于安装为所述防水照明灯15、所述电子舱12提供电能的电源，该电池舱13的结构可根据实际需求进行灵活设计，如可参照上述电子舱12的结构进行设计，并将所述透明球罩1204用未开设安装孔的第一端盖1203替代等。

综上所述，本实用新型实施例提供一种开放式水下机器人10，其中，该开放式水下机器人10基于开放式的结构设计，能够有效减少水下作业时的行进阻力，降低设备检修难度，增加产品功能扩展空间。此外，本实施例给出的开放式水下机器人10能够同时搭载多组推进器14，有效解决了现有技术的水下机器人可控制姿态较少的问题，能够胜任更多复杂的水下工作环境和工作任务。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，术语“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。