本發(fā)明涉及一種潛水器，尤其涉及一種仿生多航態(tài)深海無人潛水器。

背景技術(shù)：

隨著人們對于海洋的開發(fā)，海底環(huán)境采樣變得十分迫切，深海環(huán)境中尤其是海底環(huán)境復(fù)雜多變，對于海底環(huán)境的研究，普通的深海無人潛水器往往只進(jìn)行海洋環(huán)境探測、深海搜救、特定載荷布放等任務(wù)，很難進(jìn)行定點(diǎn)作業(yè)、海底爬行、海底目標(biāo)采樣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決目前深海無人潛水器不能進(jìn)行海底行走、海底目標(biāo)采樣的問題而提供一種仿生多航態(tài)深海無人潛水器。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：在深海無人潛水器本體的艏部的中心位置設(shè)置有水下攝像機(jī)、艏部的兩側(cè)分別設(shè)置有可伸縮的機(jī)械手，深海無人潛水器本體的中部的兩側(cè)分別設(shè)置有側(cè)掃聲納，深海無人潛水器本體的尾部設(shè)置有仿金槍魚尾鰭，深海無人潛水器本體的下方設(shè)置有三組凹槽，每組凹槽中設(shè)置有一組步行足，每組步行足有兩條，每條步行足包括安裝在深海無人潛水器本體內(nèi)的一號電機(jī)、與一號電機(jī)輸出軸鉸接的一號臂、與一號臂端部鉸接的二號臂、與二號臂端部鉸接的三號臂，在一號臂與二號臂的鉸接處、二號臂與三號臂的鉸接處分別設(shè)置有二號電機(jī)和三號電機(jī)，所述二號臂是彎臂。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.深海航行狀態(tài)時(shí)，靠近深海無人潛水器本體艏部的一組步行足折疊構(gòu)成艏舵，其余兩組步行足收縮至對應(yīng)的凹槽中；

海底行走狀態(tài)時(shí)，三組步行足均伸開至行走狀態(tài)；

定點(diǎn)作業(yè)狀態(tài)：三組步行足處于固定點(diǎn)，位于艏部的兩個(gè)機(jī)械手伸出至工作狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用仿生學(xué)構(gòu)建金槍魚尾鰭模型并將步行足應(yīng)用到深海無人潛水器上，使得深海無人潛水器實(shí)現(xiàn)海底行走功能，將機(jī)械手與水下攝像機(jī)安裝在艏部，實(shí)現(xiàn)精確定點(diǎn)作業(yè)目標(biāo)采樣功能，使得深海無人潛水器的功能得到了進(jìn)一步的拓展。

附圖說明

圖1為深海無人潛水器背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為深海無人潛水器底面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為深海無人潛水器側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為深海無人潛水器深海航行示意圖；

圖5為深海無人潛水器海底行走示意圖；

圖6為深海無人潛水器定點(diǎn)作業(yè)示意圖；

圖7為深海無人潛水器步行足的行走狀態(tài)示意圖；

圖8為深海無人潛水器艏部的步行足變化成首舵的狀態(tài)示意圖；

圖9為深海無人潛水器步行足收縮至底部凹槽的狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1至圖3，本發(fā)明包括深海無人潛水器本體1、機(jī)械手2(在艏部兩側(cè)機(jī)械手尾端有兩個(gè)開口，機(jī)械手收縮后可以通過開口進(jìn)入深海無人潛水器本體內(nèi)儲存)、水下攝像機(jī)3、步行足4(共三組，艏部的一組可通過折疊變?yōu)槭锥?、在深海無人潛水器步行足下方底部，分別有三組凹槽5、尾鰭6、側(cè)掃聲納7，在深海中能夠完成多種航態(tài):深海航行狀態(tài)、海底行走狀態(tài)、定點(diǎn)作業(yè)狀態(tài)。

每條步行足有三條臂：一號臂a、二號臂b、三號臂c，在關(guān)節(jié)連接處裝有電機(jī)：二號電機(jī)d、三號電機(jī)e，三號電機(jī)e控制連接三號臂c的轉(zhuǎn)動，二號電機(jī)d控制二號臂b的轉(zhuǎn)動，一號臂a通過一號電機(jī)連接在在深海無人潛水器本體凹槽處，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動來控制步行足的姿態(tài)，艏部的一組步行足可以通過電機(jī)控制折疊變?yōu)槭锥?，步行足還有行走狀態(tài)和收縮至底部凹槽的狀態(tài)，在行走狀態(tài)時(shí)，一號臂a通過與水下無人航行器本體連接的電機(jī)控制進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)行走功能；

尾鰭是由多節(jié)電機(jī)連接構(gòu)成的，通過每節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)尾鰭的整體擺動功能；

深海無人潛水器本體艏部兩側(cè)有開口，艏部兩側(cè)的機(jī)械手可以通過電機(jī)控制伸出深海無人潛水器本體和收縮至深海無人潛水器本體內(nèi)，水下攝像機(jī)安裝在深海無人潛水器本體艏部偏下位置，在深海無人潛水器本體兩側(cè)有三組步行足，在步行足下方的深海無人潛水器本體底部對應(yīng)有三組凹槽，步行足可通過電機(jī)控制進(jìn)行收縮和伸展，不用時(shí)通過電機(jī)控制折疊收縮至底部凹槽中，應(yīng)用時(shí)通過電機(jī)控制從凹槽中伸出，艏部的步行足可以通過電機(jī)控制折疊成首舵，尾鰭通過深海無人潛水器本體內(nèi)的電機(jī)進(jìn)行控制，從而左右擺動，側(cè)掃聲納安裝在深海無人潛水器本體中部兩側(cè)位置，具有探測功能；

本發(fā)明具有以下航態(tài)：

深海航行狀態(tài)：如圖4所示，在深海航行狀態(tài)下，艏部的機(jī)械手通過深海無人潛水器本體前端的開口，通過電機(jī)控制，收縮至深海無人潛水器本體內(nèi)，中部和后部的兩組步行足通過電機(jī)控制，收縮折疊到深海無人潛水器底部的凹槽內(nèi)，艏部的步行足通過電機(jī)控制，折疊成首舵，深海無人潛水器通過尾鰭和首舵的操縱來實(shí)現(xiàn)航向和深度控制，通過尾鰭的擺動提供推力和航向變化，通過首舵的變換改變深海無人潛水器的深度，尾鰭安裝在深海無人潛水器的尾部，采用仿生學(xué)，根據(jù)金槍魚尾鰭構(gòu)建三維模型并進(jìn)行設(shè)計(jì)，其作用是通過擺動提供深海無人潛水器的動力，以及控制深海無人潛水器的航行方向，首舵安裝在深海無人潛水器的艏部兩側(cè)位置，是由艏部的一組步行足通過折疊變化而成，其作用是通過調(diào)節(jié)首舵，控制深海無人潛水器的縱傾角，從而對深海無人潛水器進(jìn)行深度控制；

海底行走狀態(tài)：如圖5所示，當(dāng)深海無人潛水器發(fā)現(xiàn)并抵近目標(biāo)后，利用水下攝像機(jī)再次探測，進(jìn)行目標(biāo)確認(rèn)，當(dāng)目標(biāo)完全確認(rèn)后，深海無人潛水器從底部凹槽內(nèi)伸出步行足，首舵通過電機(jī)控制，展開成步行足，降落到目標(biāo)附近，通過海底行走靠近目標(biāo)，水下攝像機(jī)安裝在深海無人潛水器艏部位置，其作用是對目標(biāo)進(jìn)行再探測，進(jìn)而確認(rèn)目標(biāo)，步行足安裝在深海無人潛水器中部兩側(cè)位置，共三組，不用時(shí)收縮至深海無人潛水器底部凹槽內(nèi)，應(yīng)用時(shí)伸出，其作用是在深海無人潛水器降落到目標(biāo)附近后，此時(shí)尾鰭不提供動力，通過步行足提供動力前進(jìn)，通過步行足行走到目標(biāo)位置；

定點(diǎn)作業(yè)狀態(tài)：如圖6所示，當(dāng)深海無人潛水器爬行到達(dá)目標(biāo)位置后，位于艏部的機(jī)械手通過電機(jī)控制從深海無人潛水器本體艏部的兩側(cè)開口內(nèi)伸出，基于攜帶的水下攝像機(jī)和步行足，完成自主取樣的任務(wù)，水下攝像機(jī)的作用是輔助機(jī)械手進(jìn)行目標(biāo)采樣，機(jī)械手安裝在深海無人潛水器艏部兩側(cè)位置，其作用是基于水下攝像機(jī)的輔助，通過伸縮靠近目標(biāo)，進(jìn)行目標(biāo)采樣，步行足其作用是保持深海無人潛水器的位置和姿態(tài)。