多级全模块跨介质机器人的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，尤其是涉及一种多级全模块跨介质机器人。


背景技术：

2.机器人是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作，例如制造业、建筑业，或是危险的工作。在现有技术的航空器或水下探索机器人，因在不同的使用环境，且进行工作的功能部件也不相同，固需要配设多种类的机器人，其采购成本高，而单种类的设备利用率低。
3.现有技术的模块化机器人普遍为固定的底盘、承载式梁架、分布式推进器、云台以及固定的耐压舱。普遍能够更换的只有任务端的机械臂及其他设备，固定架构及设备组成机器人主体部分，就无法更换或排列组合，形成事实上的质量重，也是无法加减的成本，亦无法赋能，模块化机器人可变形式较为不便。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种多级全模块跨介质机器人，以解决现有技术在不同工况或不同介质间使用的机器人不同，采购成本高，生产成本高，设备利用率低的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种多级全模块跨介质机器人，包括机身及其两端分别设置的机头和尾舵，且每个机身上至上设置一个第一电推组件，机身包括若干子壳体，且子壳体沿轴向依次首尾相连接，第一电推组件的内圈固定连接至一个子壳体的外围，机头内嵌设控制单元和探测探头，探测探头和电推组件分别信号连接至控制单元。
7.进一步的，所述每个子壳体均包括骨架，两两子壳体的骨架、子壳体骨架与机头之间、子壳体骨架与尾舵之间分别通过销轴相连接。
8.进一步的，所述多级全模块跨介质机器人还包括天线模块，尾舵的一侧连接子壳体，尾舵的另一侧设置天线模块，天线模块信号连接至控制单元。
9.进一步的，所述尾舵的一端连接至子壳体，尾舵的外围沿径向均布若干旋转叶片。
10.进一步的，所述尾舵的一端中部设置快接头，快接头用于连接拖曳线缆或拖曳绳。
11.进一步的，所述尾舵包括连接轴，连接轴的一端安装至子壳体的一端，尾舵的另一端安装第一旋转动力，第一旋转动力上安装第二旋转动力，第二旋转动力上安装预实施部件，第一旋转动力能够带动第二旋转动力和预实施部件相对子壳体径向转动，第二旋转动力能够带动预实施部件相对第一旋转动力轴向转动。
12.进一步的，所述预实施部件是第二电推组件。
13.进一步的，所述第一电推组件和第二电推组件的结构相同，第一电推组件和第二电推组件均为无轴电推，第一电推组件包括若干相互平行设置的推动动力，每个推动动力
均包括第一动轮和第二动轮，第一动轮和第二动轮的转动方向相反。
14.进一步的，所述多级全模块跨介质机器人还包括若干机翼，且每个机翼固定安装至一个子壳体外围。
15.进一步的，所述多级全模块跨介质机器人还包括作业平台，作业平台是机械手，机械手固定连接至一个子壳体外围，机械手信号连接至控制器。
16.相对于现有技术，本实用新型所述的多级全模块跨介质机器人具有以下有益效果：该多级全模块跨介质机器人通过第一电推组件可以在不同的介质内进行位移，其位移方式为前进、后退和悬停，适用不同的使用工况，同时可以通过串接子壳体骨架完成串接不同功能部件的组合，并通过在机头内嵌设的控制单元实现控制，适用工况多种多样，模块化生产和采购成本低，易于推广。
附图说明
17.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型实施例所述的第一实施例多级全模块跨介质机器人的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例所述的第五实施例多级全模块跨介质机器人的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例所述的两个子壳体骨架与销轴配合的爆炸结构示意图；
21.图4为本实用新型实施例所述的连接轴、第一旋转动力和第二旋转动力配合的结构示意图；
22.图5为本实用新型实施例所述的尾舵、天线模块和旋转叶片结构示意图；
23.图6为本实用新型实施例所述的尾舵、天线模块和旋转叶片的正视结构示意图；
24.图7为本实用新型实施例所述的子壳体上集成机器手的结构示意图；
25.图8为本实用新型实施例所述的第一电推组件的结构示意图；
26.图9为本实用新型实施例所述的第一电推组件额剖面示意图；
27.图10为本实用新型实施例所述的第一动轮、第二动轮和静叶配合的结构示意图；
28.附图标记说明：
29.1-机头；2-机身；21-子壳体；22-销轴；3-尾舵；4-第一电推组件；41-第一动轮；42-第二动轮；43-静叶；44-外壳；45-支撑板；5-天线模块；6-旋转叶片；7-连接轴；8-第一旋转动力；9-第二旋转动力；10-第二电推组件；11-机翼；12-机械手；13-快接头。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
34.第一实施例：
35.如图1-10所示，多级全模块跨介质机器人，至少包括机身2及其两端分别设置的机头1和尾舵3，且每个机身2上至上设置一个第一电推组件4，机身2包括若干子壳体21，且子壳体21沿轴向依次首尾相连接，第一电推组件4的内圈固定连接至一个子壳体21的外围，机头1内嵌设控制单元和探测探头，探测探头和电推组件分别信号连接至控制单元，每个子壳体21均包括鸟笼式耐压骨架，两两子壳体21的骨架、子壳体21骨架与机头1之间、子壳体21骨架与尾舵3之间分别通过销轴22相连接，如图3所示，骨架中部设有通孔，销轴22的一端外围转动套接至该通孔内，而在实施时，为了便于信号线等线缆穿插，可以在中部设置线缆穿孔，而在骨架端面沿径向均布销轴穿插的通孔，然后由多个销轴22一一对应套接实现连接功能，第一电推组件4为机器人提供位移动力，该第一推动组件可以用做航空器的推动动力，也可以用于水下机器人的推动动力，可以在多种介质内用做机器人的行进动力，第一推动组件通过控制单元实现远程控制，控制单元是现有技术的plc，机头1可以选配内嵌多种探测探头，如视频探头、温度传感器、盐度传感器、湿度传感器等等，可以根据实际实用工况进行选配。
36.如该机器人为航空器，在机头1内嵌设视频探头、湿度传感器和温度传感器，如该机器人为水下机器人，在机头1内嵌设视频探头、探照灯、盐度传感器和温度传感器；
37.两两子壳体21骨架通过销轴22连接，可以加长该机器人的长度，同时在每个子壳体21骨架上可以集成多种功能部件，如在两个子壳体21上分别集成一个第一推动组件，则可增加该机器人的推动动力。
38.第二实施例
39.如图1和图5所示，相较第一实施例，第二实施例的多级全模块跨介质机器人还包括天线模块5，尾舵3的一侧连接子壳体21，尾舵3的另一侧设置天线模块5，天线模块5信号连接至控制单元，天线模块5用于实现该机器人的远端控制，单独的天线模块5能增加该机器人的信号收发强度。
40.第三实施例
41.相较第二实施例，第三实施例尾舵3的一端连接至子壳体21，尾舵3的外围沿径向均布若干旋转叶片6，旋转叶片6便于控制该机器人的姿态，且旋转叶片6内集成叶片的旋转动力，叶片的旋转动力是现有技术，叶片的旋转动力信号连接至控制单元。
42.第四实施例
43.如图6所示，相较第三实施例，第四实施例尾舵3的一端中部设置快接头13，快接头13用于连接拖曳线缆或拖曳绳，在水下作业领域，为了实现信息传输与电能传输，常常应用科考船拖曳的方式实施，即rov模式，在机器人的尾端需要串接数据线缆，固本实施例的集成了一个现有技术的快接头13，方便工作人员进行操作。
44.第五实施例
45.如图2和图4所示，相较第二实施例，第五实施例的尾舵3包括连接轴7，连接轴7的一端安装至子壳体21的一端，尾舵3的另一端安装第一旋转动力8，第一旋转动力8上安装第二旋转动力9，第二旋转动力9上安装预实施部件，第一旋转动力8能够带动第二旋转动力9和预实施部件相对子壳体21径向转动，第二旋转动力9能够带动预实施部件相对第一旋转动力8轴向转动，第一旋转动力8和第二旋转动力9为现有技术的回转驱动，或其他能够实现该功能的转动电机，第一旋转动力8和第二旋转动力9信号连接至控制单元，在本实施例中预实施部件是第二电推组件10，第二电推组件10用于控制该机器人的姿态，两个相互垂直设置的第一旋转动力8和第二旋转动力9，为第二推动组件调整机器人姿态提供了多种实施角度，以便于机器人适用多种使用工况。
46.如图8-10所示，第一电推组件4和第二电推组件10的结构相同，第一电推组件4和第二电推组件10均为无轴电推，第一电推组件4包括若干相互平行设置的推动动力，每个推动动力均包括第一动轮41和第二动轮42，第一动轮41和第二动轮42相互平行设置，且第一动轮41和第二动轮42的转动方向相反，第一动轮41和第二动轮42沿轴向设置，第一动轮41和第二动轮42分别转动套接至预设的固定位置，第一动轮41和第二动轮42的转动方向相反设置是为了使得即使机器人只集成一个第一电推组件4也能够实现机器人的前进后退等运动形式，同时第一动轮41和第二动轮42方向相反设置可以使机器人进行悬停。
47.第一动轮41、第二动轮42的外圈或内圈转动套接至外壳44侧壁，第一动力的一侧和第二动轮42的一侧分别设置静叶43，且静叶43固定安装至外壳44侧壁，外壳44包括内壳体和外壳44体，且内壳体和外壳44体同轴心，内壳体的外围通过静叶43固定连接至外壳44体，第一动轮41和第二动轮42的外围转动套接至外壳44体的内圈或第一动轮41和第二动轮42的内圈转动套接至内壳体的外围，具体连接方式可以根据实际使用工况进行设置，本实施例内第一动轮41、第二动轮42的内圈转动套接至内壳体外围，同时在第一动轮41和第二动轮42的内圈分别设置磁体，且第一动轮41和第二动轮42分别对应一组线圈，每组线圈均固定安装至内壳体的内圈，在线圈通过电流的情况下，实现第一动轮41和第二动轮42的旋转，可以通过控制线圈通过电流的大小，实现第一动轮41和第二动轮42的转速调节，从而实现机器人的前进、后退或悬停。
48.内壳体的内圈沿径向均布若干支撑板45，支撑板45用于防护线圈，且内壳体内设置导流罩，导流罩的外围分别固定连接至每个支撑板45的外侧，支撑板45用于提高线圈的稳定性，增加线圈的使用寿命，同时导流罩用于导流滑过电推组件的介质，防止此部分阻力过大，而增加能耗。
49.第六实施例
50.相较第五实施，多级全模块跨介质机器人还包括若干机翼11，且每个机翼11固定安装至一个子壳体21外围，机翼11的结构形式可以多种，如一字型机翼11或折翼型机翼11，
此处不在赘述，机翼11用于增加机器人滑行或飞行的稳定性。
51.第七实施例
52.如图7所示，相较第六实施例，多级全模块跨介质机器人还包括作业平台，作业平台是机械手12，机械手12固定连接至一个子壳体21外围，机械手12信号连接至控制器，机器手用于完成采集等功能操作，且机器手为现有技术。
53.如上实施例的控制方式是通过控制单元来控制的，控制单元是现有技术的控制器或控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本文主要用来保护机械装置，所述本文不在详细解释控制方式和电路连接。
54.该多级全模块跨介质机器人通过第一电推组件4可以在不同的介质内进行位移，其位移方式为前进、后退和悬停，适用不同的使用工况，同时可以通过串接子壳体21骨架完成串接不同功能部件的组合，并通过在机头1内嵌设的控制单元实现控制，适用工况多种多样，模块化生产和采购成本低，易于推广。
55.该多级全模块跨介质机器人按需匹配任务端，不同任务内容就匹配对应的模块，不同的模块组合就生成一套动力推进参数，相应的也就生成不同对接耦合方式、不同的配重、不同的外观，以及不同的质量。优点:在质量上不产生死重；在结构上可以因地形、介质和任务的不同而加减模块。故，任务内容自定义、组合自定义，以及成本亦可自定义。模块化是结构性与经济性统一的模块化，是彻底、完全的模块机器人。
56.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。

技术特征：
1.多级全模块跨介质机器人，其特征在于：包括机身(2)及其两端分别设置的机头(1)和尾舵(3)，且每个机身(2)上至上设置一个第一电推组件(4)，机身(2)包括若干子壳体(21)，且子壳体(21)沿轴向依次首尾相连接，第一电推组件(4)的内圈固定连接至一个子壳体(21)的外围，机头(1)内嵌设控制单元和探测探头，探测探头和电推组件分别信号连接至控制单元。2.根据权利要求1所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：每个子壳体(21)均包括骨架，两两子壳体(21)的骨架、子壳体(21)骨架与机头(1)之间、子壳体(21)骨架与尾舵(3)之间分别通过销轴(22)相连接。3.根据权利要求1所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：还包括天线模块(5)，尾舵(3)的一侧连接子壳体(21)，尾舵(3)的另一侧设置天线模块(5)，天线模块(5)信号连接至控制单元。4.根据权利要求1所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：尾舵(3)的一端连接至子壳体(21)，尾舵(3)的外围沿径向均布若干旋转叶片(6)。5.根据权利要求4所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：尾舵(3)的一端中部设置快接头(13)，快接头(13)用于连接拖曳线缆或拖曳绳。6.根据权利要求1所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：尾舵(3)包括连接轴(7)，连接轴(7)的一端安装至子壳体(21)的一端，尾舵(3)的另一端安装第一旋转动力(8)，第一旋转动力(8)上安装第二旋转动力(9)，第二旋转动力(9)上安装预实施部件，第一旋转动力(8)能够带动第二旋转动力(9)和预实施部件相对子壳体(21)径向转动，第二旋转动力(9)能够带动预实施部件相对第一旋转动力(8)轴向转动。7.根据权利要求6所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：预实施部件是第二电推组件(10)。8.根据权利要求7所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：第一电推组件(4)和第二电推组件(10)的结构相同，第一电推组件(4)和第二电推组件(10)均为无轴电推，第一电推组件(4)包括若干相互平行设置的推动动力，每个推动动力均包括第一动轮(41)和第二动轮(42)，第一动轮(41)和第二动轮(42)的转动方向相反。9.根据权利要求4所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：还包括若干机翼(11)，且每个机翼(11)固定安装至一个子壳体(21)外围。10.根据权利要求4所述的多级全模块跨介质机器人，其特征在于：还包括作业平台，作业平台是机械手(12)，机械手(12)固定连接至一个子壳体(21)外围，机械手(12)信号连接至控制器。

技术总结
本实用新型提供了一种多级全模块跨介质机器人，包括机身及其两端分别设置的机头和尾舵，且每个机身上至上设置一个第一电推组件，机身包括若干子壳体，且子壳体沿轴向依次首尾相连接，第一电推组件的内圈固定连接至一个子壳体的外围，机头内嵌设控制单元和探测探头，探测探头和电推组件分别信号连接至控制单元。本实用新型所述的多级全模块跨介质机器人，该多级全模块跨介质机器人通过第一电推组件可以在不同的介质内进行位移，其位移方式为前进、后退和悬停，适用不同的使用工况，同时可以通过串接子壳体骨架完成串接不同功能部件的组合，并通过在机头内嵌设的控制单元实现控制，适用工况多种多样，模块化生产和采购成本低，易于推广。易于推广。易于推广。


技术研发人员：尚华
受保护的技术使用者：珠穆朗玛运动科技（天津）有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/7/28