[实用新型]一种仿生柔性臂驱动式潜水器

说明书

本实用新型涉及一种仿生柔性臂驱动式潜水器，属于潜水机器人技术领域。仿生柔性臂驱动式潜水器包括水密躯体壳，安装在该水密躯体壳的内腔室内的控制单元与电源单元，及受该控制单元控制的浮力调节单元与动力单元；动力单元包括安装在水密躯体壳的尾端部上的柔性驱动臂，柔性驱动臂的数量为三根以上；柔性驱动臂包括柔性臂体及安装在柔性臂体内并用于驱动柔性臂体弯曲变形的致动器，该致动器包括电致变形元件。采用由电致变形元件驱动的柔性臂体作为柔性驱动臂，以仿生章鱼的运动模式，有效地减少运行过程中的噪声，以提高整个潜水器的隐蔽型，可广泛应用于海洋探测等领域。

技术领域

本实用新型涉及一种潜水机器人，具体地说，涉及一种仿生柔性臂驱动式潜水器。

背景技术

随着对海洋的探索与认识的深入，开发和利用海洋资源成为主旋律，在复杂多变的海洋环境中，水下机器人将成为开发海洋资源过程中必不可少的设备。

公布号为CN102631786A的专利文献中公开了一种机器章鱼；该机器章鱼包括密封躯体壳，安装在该密封躯体壳内的控制单元与电源单元，及受控制单元控制的浮力调节单元与动力单元；其中，电源单元为其他功能单元的正常工作提供电能，浮力调节单元包括固定在密封躯体壳底部的四个注射器及用于驱动注射器抽水与喷水的驱动电机，动力单元包括四个均匀地固设在密封躯体壳外侧面上水泵。

该机器章鱼在运行过程中，通过控制四个水泵的出水速度，以对整个设备的姿态、转向与速度进行调整，但是四个水泵在整个运行过程中都处于开启状态，噪音较大，不利于潜水器的隐藏；此外，当其需要快速行动时，通常要求四个水泵进行满速地喷射水流，但是此时其难以对姿态进行调整而实现转向。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种仿生柔性臂驱动式潜水器，以减小潜水器的运行噪音。

为了实现上述主要目的，本实用新型提供的仿生柔性臂驱动式潜水器包括水密躯体壳，安装在该水密躯体壳的内腔室内的控制单元与电源单元，及受该控制单元控制的浮力调节单元与动力单元；动力单元包括安装在水密躯体壳的尾端部上的柔性驱动臂，柔性驱动臂的数量为三根以上；柔性驱动臂包括柔性臂体及安装在柔性臂体内并用于驱动柔性臂体弯曲变形的致动器，该致动器包括电致变形元件。

利用柔性驱动臂仿生章鱼触角而构建动力单元，以实现对整个潜水器的速度、姿态与转向进行调整，且柔性驱动臂的弯曲变形动力由电致变形元件提供，与现有技术中采用多个水泵构建动力单元相比，其运行噪音较低，更利于潜水器运行过程中的隐蔽。

具体的方案为动力单元包括喷射推进单元；喷射推进单元包括安装在内腔室内的气密保护硬壳与双向气泵，套装在气密保护硬壳内的储气囊，喷射推进缸，将喷射推进缸的内腔室分隔成气腔室与水腔室的活塞，及用于启闭水腔室的端口的截止阀；水腔室的端口构成喷射推进单元的水流喷射口；储气囊的端口与双向气泵的一个端口通过管路连通，双向气泵的另一个端口通过管路与气腔室的端口连通；浮力调节单元包括喷射推进缸、活塞、双向气泵、储气囊及用于连通它们的管路。

通过配置储气囊、双向气泵与喷射推进缸，不仅可通过吸水与排水，以实现对该潜水器的浮力进行调节，且可为潜水器地快速行进提供喷射水流；并在该喷射快进的过程中，通过柔性驱动臂控制其姿态与转向，与现有技术中快进动力与转向、姿态调整均来自四个水泵相比，其动作更加灵活。此外，将储气囊置于气密保护硬壳内，不仅可以避免储气囊在吸气排气过程中对周围部件的正常工作造成影响，且可在储气过程中，利用双向气泵在气密保护硬壳内压缩空气而形成高压，以水流喷射快进过程，将气密保护硬壳内的高压气体与双向气泵的施加气压叠加，从而提供超过双向气泵所能提供的喷射水流，进一步提高急速前进时的速度。