一种矢量推进装置以及水下机器人的制作方法

本实用新型涉及水下设备技术领域，具体而言，涉及一种矢量推进装置以及一种水下机器人。

背景技术：

伴随人类海洋开发步伐的不断加快，水下机器人技术作为人类探索海洋最重要的手段得到了空前重视和发展。自主式水下航行器(autonomousunderwatervehicle，auv)是海洋科学研究、资源调查、应急搜救等民用领域的重要工具，也在情报侦测、探雷灭雷、军事支援等方面发挥关键作用，被视为现代海军力量的倍增器。然而，在大多数海洋科学调查中，大部分auv仍采用传统推进器，使用舵导航，缺乏转向灵活性且会增加较大的附加阻力，整体航行阻力较大。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型的一个目的在于提供一种矢量推进装置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有上述矢量推进装置的水下机器人。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种矢量推进装置，包括：机架、从动转动组件、推进装置以及驱动装置；从动转动组件转动设于机架上；推进装置与从动转动组件固定连接；驱动装置固设于机架上，且驱动装置通过传动结构与从动转动组件连接，并可驱动其转动。

本方案中，驱动装置能通过传动机构带动从动转动组件转动，进而能调节推进装置的推进方向，实现矢量推进。

在上述技术方案中，优选地，传动结构包括：主动转轴，转动设于机架上且与驱动装置连接，驱动装置可驱动主动转轴转动；第一带轮，与从动转动组件固定；第二带轮，与主动转轴固定；同步带，套设于第一带轮以及第二带轮外；主动转轴转动时，第二带轮带动同步带移动，同步带通过第一带轮带动从动转动组件转动。

在上述任一技术方案中，优选地，驱动装置包括：密封箱体，固设于机架上；伺服电机，固设于密封箱体内，主动转轴穿过密封箱体并与伺服电机的转轴连接。

在上述任一技术方案中，优选地，密封箱体包括：一端开口的密封筒，固设于机架上；传动端盖，固设于密封筒的开口处，主动转轴穿过传动端盖；密封端盖，套设于主动转轴外，密封端盖与传动端盖的外侧面紧密贴合并固定，密封端盖与主动转轴之间设有旋转密封圈。

在上述任一技术方案中，优选地，伺服电机的转轴与主动转轴通过联轴器连接。

在上述任一技术方案中，优选地，推进装置包括：推进电机，与从动转动组件固定；推进桨叶，固设于推进电机的转轴上。

在上述任一技术方案中，优选地，从动转动组件包括：固定部，与推进电机的周侧固定连接；第一从动转轴，与固定部固定连接且与机架转动连接，第一从动转轴与传动结构连接；第二从动转轴，与固定部固定连接且与机架转动连接，第二从动转轴与第一从动转轴同轴，且第二从动转轴与第一从动转轴分别位于推进电机的两侧。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种水下机器人，包括第一方面任一技术方案中的矢量推进装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的矢量推进装置的结构示意图；

图2是图1中a部分的局部放大图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的矢量推进装置的侧视图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10机架，21固定部，22第一从动转轴，23第二从动转轴，30推进装置，31推进电机，32推进桨叶，40驱动装置，41密封箱体，411密封筒，412传动端盖，413密封端盖，42伺服电机，421水下线缆接头，51主动转轴，52第一带轮，53第二带轮，54同步带，60联轴器。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3描述根据本实用新型的一些实施例。

如图1至图3所示，本实用新型第一方面的实施例提供了一种矢量推进装置30，包括：机架10、从动转动组件、推进装置30以及驱动装置40；从动转动组件转动设于机架10上；推进装置30与从动转动组件固定连接；驱动装置40固设于机架10上，且驱动装置40通过传动结构与从动转动组件连接，并可驱动其转动。

本方案中，驱动装置40能通过传动机构带动从动转动组件转动，进而能调节推进装置30的推进方向，实现矢量推进。

当水下机器人具有本实施例中的矢量推进装置30时，能够减少水下机器人上的导流结构数量，进而能够简化水下机器人的外部轮廓，便于减少水下机器人行进时的阻力，能够提高水下机器人的续航能力。

在上述实施例中，优选地，传动结构包括：主动转轴51，转动设于机架10上且与驱动装置40连接，驱动装置40可驱动主动转轴51转动；第一带轮52，与从动转动组件固定；第二带轮53，与主动转轴51固定；同步带54，套设于第一带轮52以及第二带轮53外，主动转轴51转动时，第二带轮53带动同步带54移动，同步带54通过第一带轮52带动从动转动组件转动。

本方案中，驱动装置40带动主动转轴51转动，主动转轴51带动第二带轮53转动，第二带轮53通过同步带54带动第一带轮52转动，进而使从动转动组件和推进装置30转动，实现矢量推进调节。

在上述任一实施例中，优选地，驱动装置40包括：密封箱体41，固设于机架10上；伺服电机42，固设于密封箱体41内，主动转轴51穿过密封箱体41并与伺服电机42的转轴连接。

本方案中，伺服电机42能够精确控制转速，进而能够精确调节推进装置30的转动角度。同时，通过设置密封箱体41，能够便于伺服电机42稳定可靠工作。

在上述任一实施例中，优选地，密封箱体41包括：一端开口的密封筒411，固设于机架10上；传动端盖412，固设于密封筒411的开口处，主动转轴51穿过传动端盖412；密封端盖413，套设于主动转轴51外，密封端盖413与传动端盖412的外侧面紧密贴合并固定，密封端盖413与主动转轴51之间设有旋转密封圈。

本方案中，主动转轴51与密封端盖413固定连接并通过旋转密封圈形成旋转密封，水下使用不会泄露；传动端盖412与密封筒411固定连接并通过o型橡胶圈形成端面静密封，水下使用不会泄露；传动端盖412与密封端盖413之间也设置有o型密封圈实现密封。

其中，伺服电机42上具有水下线缆接头421，伺服电机42通过水下线缆接头421进行供电及信号控制，电机外转子通过联轴器60带动主动转轴51转动，主动转轴51与第二带轮53固定连接，第二带轮53转动带动同步带54平移，进而带动第一带轮52转动，第一带轮52与第一从动转轴22固定连接，第一从动转轴22转动带动推进装置30转动。因此，第一从动转轴22可在机架10允许的角度范围内进行精密旋转，使得第一从动转轴22给出的推力与机架10的固定面形成了可精密控制的夹角，达到了矢量调节的目的。

在上述任一实施例中，优选地，伺服电机42的转轴与主动转轴51通过联轴器60连接。

在上述任一实施例中，优选地，推进装置30包括：推进电机31，与从动转动组件固定；推进桨叶32，固设于推进电机31的转轴上。

本方案中，推进电机31带动推进桨叶32旋转，以通过推进桨叶32与流体之间的作用力实现推进。

在上述任一实施例中，优选地，从动转动组件包括：固定部21，与推进电机31的周侧固定连接；第一从动转轴22，与固定部21固定连接且与机架10转动连接，第一从动转轴与传动结构连接；第二从动转轴23，与固定部21固定连接且与机架10转动连接，第二从动转轴23与第一从动转轴22同轴，且第二从动转轴23与第一从动转轴22分别位于推进电机31的两侧。

其中，固定部21为与推进电机31适配的环形，固定部21套设于推进电机31外并与推进电机31固定。第一从动转轴22和第二从动转轴23同轴且对称设于电机的两侧，第一带轮52固定在第一从动转轴22外，同步带54带动第一从动转轴22、固定部21和第二从动转轴23转动，以使推进电机31转动，实现矢量推进调节。

本实用新型第二方面的实施例提供了一种水下机器人，包括第一方面任一实施例中的矢量推进装置30。

本方案提供的水下机器人，由于具有第一方面任一实施例中的矢量推进装置30。因而具有上述实施例的全部有益效果，此处不再赘述。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型提供的矢量推进装置，驱动装置能通过传动机构带动从动转动组件转动，进而能调节推进装置的推进方向，实现矢量推进。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上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。