一种用于水下机器人的推进装置的制作方法

1.本发明涉及水下机器人领域，具体是一种用于水下机器人的推进装置。


背景技术：

2.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开发海洋的重要工具。典型的遥控潜水器是由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动，本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等) 和作业设备(机械手、切割器、清洗器等)。
3.水下推进装置是水下机器人的动力之源，是水下机器人实现精确运动的关键。常见的推进装置大多是采用电机驱动螺旋桨转动来推动水下机器人行进，在需要改变水下机器人的行进速度时，只能通过改变电机的转速来改变螺旋桨的转速，从而实现水下机器人行进速度的调整，然而电机频繁的转换转速，会加速电机部件的磨损老化，就会提高故障率，还会减少电机的使用寿命，影响水下机器人的正常工作和使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于水下机器人的推进装置，它能通过调整桨板的角度来调节整个螺旋桨拨水的力度，从而调整水下机器人的推进速度，不需要单纯的依靠电机频繁调整转速来实现推进速度的调整，减小电机的工作强度，延长使用寿命。
5.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
6.一种用于水下机器人的推进装置，包括与机器人主体连接的安装框，所述安装框内设有多个固定环，所述固定环靠近机器人主体的一端设有固定板，所述固定板远离机器人主体的一侧设有安装筒，所述安装筒位于固定环内且与固定板转动连接，所述固定板远离安装筒的一侧设有电机，所述电机的输出轴位于安装筒内且连接有第一电推杆，所述安装筒内壁上设有限位环，所述第一电推杆贯穿限位环的中孔，所述第一电推活动部的外侧设有限位键，所述限位环上圆形阵列有多个与限位键相适应的键槽，所述安装筒筒壁上转动设有多个连接杆，所述连接杆贯穿安装筒筒壁，所述连接杆位于安装筒外的一端设有桨板，所述连接杆位于安装筒内的一端设有第一锥齿轮，所述第一电推杆的活动部上套有能与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。
7.进一步的，所述第一电推杆的活动端通过转轴转动设有能与第一锥齿轮啮合的第三锥齿轮，所述第一锥齿轮位于第二锥齿轮和第三锥齿轮之间。
8.进一步的，所述安装框内设有十字形的隔板，所述隔板将安装框内部分隔出4个安装区，所述固定环安装在安装区内。
9.进一步的，所述安装框外侧靠近机器人主体的边缘转动设有多个第二电推杆，多个所述第二电推杆分别对应安装框的一个侧边，所述第二电推杆另一端与机器人主体连接。
10.进一步的，所述安装框的中心位置通过安装杆与机器人主体连接，所述安装杆与安装框之间通过关节轴承连接。
11.进一步的，所述第二电推杆的数量至少为3个。
12.进一步的，所述电机外套有防护壳，所述防护壳远离固定板一端的壳壁上设有多个横向贯穿防护壳两侧的第一过水孔。
13.进一步的，所述防护壳远离固定板一端的壳壁上设有多个纵向贯穿防护壳两侧的第二过水孔，所述第一过水孔和第二过水孔纵横交错。
14.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
15.安装筒转动安装在固定环一端的固定板上，第一电推杆通过限位键与限位环上的键槽配合实现第一电推杆与安装筒的同步转动，安装筒的筒壁上通过连接杆转动设有多个桨板，电机驱动第一电推杆转动带动安装筒转动，使多个桨板绕安装筒的中心轴转动，拨动水流，实现水下机器人的推进功能；
16.第一电推杆伸长，使第二锥齿轮与多个第一锥齿轮啮合，同时限位键从键槽中滑出，使第一电推杆与安装筒脱离同步转动，之后电机驱动第一电推杆转动，通过第二锥齿轮带动连接杆自转，使桨板的角度改变，调整好角度后，第一电推杆收缩，使第二锥齿轮与第一锥齿轮断开啮合，同时限位键与多个键槽中的一个插接配合，使第一电推杆和安装筒回归同步转动状态；通过调整桨板自身的角度来调整多个桨板绕安装筒中心轴转动时拨水的力度，从而调整推进的速度，不需要单纯依靠改变电机转速来改变推进速度，减少电机频繁转换转速带来的机器磨损，降低电机的故障发生率，延长使用寿命，保证推进装置的正常工作和使用。
附图说明
17.附图1是本发明的结构示意图。
18.附图2是本发明的结构示意图。
19.附图3是本发明的安装筒及相关部件结构剖视图。
20.附图4是本发明限位环结构示意图。
21.附图中所示标号：
22.1、安装框；2、固定环；3、固定板；4、安装筒；5、电机；6、第一电推杆；7、限位环；8、限位键；9、键槽；10、连接杆；11、桨板；12、第一锥齿轮；13、第二锥齿轮；14、第三锥齿轮；15、隔板；16、安装区；17、第二电推杆；18、安装杆；19、关节轴承；20、防护壳；21、第一过水孔；22、第二过水孔。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
24.本发明所述是一种用于水下机器人的推进装置，主体结构包括与机器人主体连接的矩形安装框1，所述安装框1内设有十字形的隔板15，所述隔板15将安装框1内部分隔出4个安装区16，每个安装区16内分别设有固定环2，所述固定环 2靠近机器人主体的一端设有
固定板3，所述固定板3远离机器人主体的一侧设有安装筒4，所述安装筒4位于固定环2内且与固定板3转动连接，安装筒4远离固定板3的一端封闭，防止内部进水，安装筒4另一端开口且贯穿固定板3后通过轴承与固定板3转动连接，所述固定板3远离安装筒4的一侧设有电机5，电机5通过现有的安装部件与固定板3固定连接，所述电机5的输出轴位于安装筒4内且连接有第一电推杆6，所述安装筒4内壁上设有限位环7，所述第一电推杆6贯穿限位环7 的中孔，所述第一电推杆6活动部，即伸缩部的外侧设有限位键8，所述限位环7 上圆形阵列有多个与限位键8插接配合的键槽9，键槽9不贯穿限位环7，增加与限位键8插接配合的键槽9数量，保证第一电推杆6收缩后限位键8能与键槽9快速插接配合，所述安装筒4筒壁上设有多个连接杆10，所述连接杆10贯穿安装筒4 筒壁且通过轴承与筒壁转动连接，所述连接杆10位于安装筒4外的一端设有桨板11，通过电机5驱动第一电推杆6转动，带动安装筒4转动，使多个桨板11绕安装筒4的中轴线转动，从而拨动水流，实现推进功能，所述连接杆10位于安装筒4 内的一端设有第一锥齿轮12，所述第一电推杆6的活动部上套有能与第一锥齿轮 12啮合的第二锥齿轮13，第一电推杆6伸长后使第二锥齿轮13与第一锥齿轮12啮合，电机5驱动第一电推杆6转动带动连接杆10自转，调整桨板11的角度，改变桨板11转动时与水的接触面积，从而改变桨板11拨动水的力度，最终实现推进速度的调整，省去频繁调整电机5的转速，减小电机5的使用磨损，延长电机5的使用寿命，降低故障发生率，保证推进装置的正常使用，
25.水下机器人下水后，启动电机5，此时第一电推杆6处于收缩状态，第二锥齿轮13不与第一锥齿轮12啮合，限位键8与其中一个键槽9插接，电机5驱动第一电推杆6转动，带动安装筒4转动，使多个桨板11绕安装筒4中心轴转动拨动水流，实现推进功能；当需要调整推进速度时，第一电推杆6伸长，使第二锥齿轮13与第一锥齿轮12啮合，同时限位键8从当前键槽9中滑出，此时第一电推杆6与安装筒4脱离同步转动，电机5驱动第一电推杆6转动带动连接杆10自转，对桨板11的角度进行调整，完成推进速度的调整，调整好后，第一电推杆6收缩，使第二锥齿轮13与第一锥齿轮12分离，限位键8与多个键槽9中的一个插接配合，继续带动安装筒4转动做推进工作，整个过程中的第一电推杆6的伸缩量可以通过事先的实验再配合零件的规格和安装尺寸来预先设定，最终达到使用效果。
26.优选的，所述第一电推杆6的活动端通过转轴转动设有能与第一锥齿轮12啮合的第三锥齿轮14，所述第一锥齿轮12位于第二锥齿轮13和第三锥齿轮14之间，当第二锥齿轮13与第一锥齿轮12啮合时，第三锥齿轮14不与第一锥齿轮12啮合，实现桨板11角度的调整，当第一电推杆6收缩，第二锥齿轮13不与与第一锥齿轮 12啮合、限位键8与键槽9插接配合时，第三锥齿轮14刚好与第一锥齿轮12啮合，并且由于第三锥齿轮14与第一电推杆6的伸缩端转动连接，就避免第一电推杆6 带动第三锥齿轮14转动，从而使桨板11角度调整好后，能通过第三锥齿轮14限制第一锥齿轮12的转动，防止桨板11绕安装筒4中心轴转动的过程中，桨板11被水流冲动改变角度，保证正常的功能和使用。
27.优选的，所述安装框1外侧靠近机器人主体的边缘转动设有4个第二电推杆 17，4个所述第二电推杆17分别对应安装框1的4个侧边，所述第二电推杆17另一端与机器人主体连接，通过调整4个第二电推杆17的伸缩长度来调整安装框1的倾斜角度，从而对推进方向进行调整，实现水下机器人的转向，使用更加灵活方便。
28.优选的，所述安装框1内十字形隔板15的中心位置通过安装杆18与机器人主体连
接，所述安装杆18与安装框1之间通过关节轴承19连接，关节轴承19在现有技术中已有详细的介绍，能够使安装框1通过关节轴承19绕安装杆18的端部倾斜一定角度，与第二电推杆17配合使用，在实现安装框1倾斜角度调整的同时，保证安装框1与机器人主体连接的稳固性。
29.优选的，所述电机5外套有防水的防护壳20，防止电机5被水侵蚀和破坏，所述防护壳20远离固定板3一端的壳壁上设有多个横向贯穿防护壳20两侧的第一过水孔21，所述防护壳20远离固定板3一端的壳壁上设有多个纵向贯穿防护壳 20两侧且与第一过水孔21纵横交错的第二过水孔22，在保证防护壳20正常防护功能的同时，过水孔变相的使防护壳20的外壁变薄，提高防护壳20内外的热交换率，通过过水孔来使水流与防护壳20内部进行热交换，防止防护壳20内的电机5处于较高的工作温度下，保证电机5的正常工作和使用。
30.本发明通过电机5驱动第一电推杆6转动带动安装筒4转动，使多个11绕安装筒4的中心轴转动，拨动水流，实现水下机器人的推进功能；通过调整桨板11自身的角度来调整多个桨板11绕安装筒4中心轴转动时拨水的力度，从而调整推进的速度，不需要单纯依靠改变电机5转速来改变推进速度，减少电机5频繁转换转速带来的机器磨损，降低电机5的故障发生率，延长使用寿命，保证推进装置的正常工作和使用。