一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，包括陸地行走裝置、水面行走裝置、升降裝置、Stewart并聯機構和拍攝裝置，水面行走裝置與陸地行走裝置相連接，升降裝置位于陸地行走裝置正上方，且升降裝置下端與陸地行走裝置上端相連接，Stewart并聯機構位于升降裝置與拍攝裝置之間，且Stewart并聯機構下端與升降裝置相連接，Stewart并聯機構上端與拍攝裝置相連接。本發(fā)明具有陸地行走、水面行走、方位角度調節(jié)、相機固定和拍攝作業(yè)的功能，且智能化程度高、方位角度調節(jié)方便靈活、相機固定方便穩(wěn)定和拍攝快速質量高，解決了現有的人工乘船拍攝監(jiān)測難度大、危險性大和拍攝質量差等問題。
【專利說明】
一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及水域作業(yè)機械領域，具體的說是一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人。
【背景技術】
[0002]水環(huán)境是指自然界中水的形成、分布和轉化所處空間的環(huán)境，是指圍繞人群空間及可直接或間接影響人類生活和發(fā)展的水體，其正常功能的各種自然因素和有關的社會因素的總體;也有的指相對穩(wěn)定的、以陸地為邊界的天然水域所處空間的環(huán)境，在地球表面，水體面積約占地球表面積的71%，水是由海洋水和陸地水二部分組成，分別與總水量的97.28%和2.72%。后者所占總量比例很小，且所處空間的環(huán)境十分復雜。水環(huán)境主要由地表水環(huán)境和地下水環(huán)境兩部分組成，地表水環(huán)境包括河流、湖泊、水庫、海洋、池塘、沼澤、冰川等，地下水環(huán)境包括泉水、淺層地下水、深層地下水等，水環(huán)境是構成環(huán)境的基本要素之一，是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要場所，也是受人類干擾和破壞最嚴重的領域。
[0003]水是人們賴以生存的豐富資源，人們利用水環(huán)境可以進行多種事務，比如漁業(yè)水產養(yǎng)殖、水上水路交通、水資源發(fā)電等等，隨著人們對水資源利用的逐步加大，隨之的水上作業(yè)也越來越多，比如水面環(huán)境監(jiān)測觀察、水面交通巡航、水域拍攝回傳、水質觀測、水上搜救救援等等，目前對于以上工作的進行都離不開的一方面就是拍攝作業(yè)，先對水環(huán)境表體進行照片采集后在進行數據及畫面分析，找出有用的信息，目前對于水上拍攝作業(yè)多為人工乘船手持相機拍攝，但是人工在水域作業(yè)存在人身風險，也有少量進行無人機航拍，但是無人機由于續(xù)航問題不能大面積長時間作業(yè)，因此受到相應的限制；除此之外，現在的拍攝作業(yè)多采用三腳架，但是調節(jié)方位角度有限，而且調節(jié)時靈活性差，穩(wěn)定差，導致拍攝時由于運動載體的波動導致拍攝畫面抖動性大，影響拍攝的質量。鑒于以上情況，本發(fā)明提供了一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人。

【發(fā)明內容】

[0004]為了彌補現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人。
[0005]本發(fā)明所要解決其技術問題所采用以下技術方案來實現。
[0006]—種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，包括陸地行走裝置、水面行走裝置、升降裝置、Stewart并聯機構和拍攝裝置;所述的水面行走裝置數量為二，且水面行走裝置分別位于陸地行走裝置的左右兩側，水面行走裝置與陸地行走裝置相連接，升降裝置位于陸地行走裝置正上方，且升降裝置下端與陸地行走裝置上端相連接，St冊art并聯機構位于升降裝置與拍攝裝置之間，且Stewart并聯機構下端與升降裝置相連接，Stewart并聯機構上端與拍攝裝置相連接。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的陸地行走裝置包括底盤、驅動電機、驅動軸、行走帶輪、鎖緊扣和行走履帶，且驅動電機、鎖緊扣和行走履帶的數量均為二，驅動軸和行走帶輪數量為四；所述的底盤呈矩形結構，底盤左右兩側分別開設有U型槽，底盤前后兩端分別開設有安裝槽，驅動電機分別固定在底盤前后兩側的安裝槽內，且驅動電機采用雙軸同步輸出電機，驅動軸一端與驅動電機輸出軸相連接，驅動軸另一端與行走帶輪相連接，且驅動軸與行走帶輪之間通過鎖緊扣進行固定，行走履帶兩端分別繞套在行走帶輪上，且行走履帶外側均勻設置有半圓形防滑條;通過驅動電機的轉動帶動行走帶輪的旋轉，從而帶動行走履帶的運動，陸地行走裝置主要用于本發(fā)明的行走、移動和轉向，且陸地行走裝置通過采用履帶式結構更加便于坑洼地勢地況的行走，使得本發(fā)明的適用性更強。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的水面行走裝置包括行走板、行走鉸鏈、角度調節(jié)機構、行走轉盤、行走伸縮桿、固定支架、噴氣筒、輸氣管和氣壓栗;所述的行走板呈條形板狀結構，行走板內側端通過行走鉸鏈與底盤的U型槽內側壁相連接，角度調節(jié)機構數量為二，且角度調節(jié)機構沿行走板的橫向中心軸線分別對稱布置，角度調節(jié)機構下端與行走板相固定，行走轉盤位于行走板外側壁中心位置處，行走伸縮桿一端與行走轉盤相連接，行走伸縮桿另一端與固定支架相連接，且行走伸縮桿為空心圓柱殼體結構，固定支架后端設置有固定桿，固定支架前端設置有Ω型架，且Ω型架沿固定桿呈直線等間距布置，噴氣筒安裝在固定支架的Ω型架內，噴氣筒前端為圓錐狀結構，噴氣筒后端開設有噴氣口，輸氣管一端穿過行走伸縮桿與噴氣筒相連接，輸氣管另一端與氣壓栗相連接，氣壓栗固定在底盤上端面的中心位置處;所述的角度調節(jié)機構包括調節(jié)耳座、第一調節(jié)軸、調節(jié)拉桿、第二調節(jié)軸和調節(jié)支架;所述的調節(jié)耳座呈U型結構，調節(jié)耳座固定在行走板上，調節(jié)拉桿下端通過第一調節(jié)軸與調節(jié)耳座相連接，調節(jié)拉桿上端與調節(jié)支架之間通過第二調節(jié)軸相連接，調節(jié)拉桿為電動可伸縮式結構，調節(jié)支架呈倒立的Y型結構，調節(jié)支架下端固定在底盤上。通過行走轉盤可帶動噴氣筒在XZ垂直面上的旋轉運動，從而調節(jié)噴氣筒的水面行走傾角，便于本發(fā)明在不同流速的水面上的行走移動;通過行走伸縮桿可以帶動噴氣筒在XY水平面上的左右運動，從而控制噴氣筒在水面上行走移動時的伸出長度;通過角度調節(jié)機構可以控制行走板以行走鉸鏈為旋轉軸進行轉動，從而帶動噴氣筒在YZ垂直面上的旋轉，進而調節(jié)噴氣筒吃水的傾角，即本發(fā)明的吃水量，便于本發(fā)明在不同深度的水域中行走移動;通過氣壓栗可以控制噴氣筒噴出氣體的流速，從而調節(jié)本發(fā)明的行進速度;水面行走裝置可進行一平移兩轉動共三自由度的空間運動，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移動，且行走速度和吃水量均可調，調節(jié)方便快速。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的升降裝置包括升降推桿、升降圓臺和電動轉盤；所述的升降推桿數量為四，升降推桿位于升降圓臺下方，且升降推桿上端與升降圓臺下端面相連接，電動轉盤固定在升降圓臺上端面中心位置處。
[00?0]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的Stewart并聯機構包括定平臺、動平臺、連接座、上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數量為三，上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數量均為六，所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，動平臺位于定平臺正上方，連接座安裝在定平臺的上端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動平臺下端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座呈正三角形柱體結構，三角座沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動推桿頂端與擋盤座下端相連接，擋盤座上端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動推桿上，且限位彈簧一端與電動推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接。通過電動推桿的上下伸縮運動，從而帶動動平臺的上下往復運動，且通過限位彈簧增加了動平臺的平穩(wěn)性，本發(fā)明采用6-SPS的Stewart并聯機構，與串聯機構相比剛度大，結構穩(wěn)定，承載能力強且微動精度高，Stewart并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動柔性好、運動空間小、運動速度快、運動靈活性好，將Stewart并聯機構應用到本發(fā)明中，一方面起到了對拍攝裝置整體方位角度的調節(jié)，使得本發(fā)明可在各種姿態(tài)下進行全角度全方位無死角進行拍攝作業(yè);另一方面通過Stewart并聯機構提高了本發(fā)明的減震性能，本發(fā)明在陸地上或者水中行走時，即使處于顛簸或者非平衡狀態(tài)下時，拍攝裝置始終處于水平平穩(wěn)狀態(tài)，防止拍攝裝置在拍攝作業(yè)時因抖動性或者傾斜性過大導致拍攝畫面差的問題，進一步提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)時的穩(wěn)定性和安全性。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的拍攝裝置包括基座、旋轉盤、滾珠、固定裝置、點按裝置和防護外罩;所述的基座下端設置有基臺，基座上端設置有環(huán)圈，環(huán)圈下半段外側沿其圓周方向均勻設置有刻度標記，刻度標記對拍攝裝置在水平面上的整體旋轉角度的調節(jié)起到了參考作用，環(huán)圈上半段外側設置有外螺紋，環(huán)圈內側設置有環(huán)形凹腔，旋轉盤位于基座上端內部，旋轉盤下端設置有旋轉電機，且旋轉電機與基座下端的基臺相連接固定，旋轉盤外側壁上設置有半圓形凹槽，滾珠安裝在基座與旋轉盤之間，且滾珠一側卡在環(huán)圈內側的環(huán)形凹腔內，滾珠另一側卡在旋轉盤外側壁上的半圓形凹槽;所述的固定裝置數量為二，固定裝置分別對稱布置在旋轉盤左右兩側，點按裝置位于固定裝置后側端，防護外罩呈半球形殼體結構，防護外罩下端內側設置有與基座的環(huán)圈上半段外側外螺紋相配合的內螺紋，防護外罩位于基座上方，防護外罩材質為透明有機玻璃材料，采用螺紋安裝連接的方式便于防護外罩的安裝與拆卸，防護外罩對拍攝裝置起到了防水和防墜落物的作用，同時由于防護外罩的材質為透明，不影響拍攝作業(yè)的進行。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的固定裝置包括移動滑軌、限位滑塊、鎖緊螺栓、橫向固鎖機構和縱向固鎖機構;所述的移動滑軌上均勻開設有限位孔，限位滑塊安裝在移動滑軌上，且限位滑塊與移動滑軌之間通過鎖緊螺栓進行鎖緊固定，限位滑塊呈T型結構，橫向固鎖機構數量為二，橫向固鎖機構分別位于限位滑塊前后兩側，縱向固鎖機構位于限位滑塊正上方;所述的橫向固鎖機構包括橫向支撐板、橫向導向桿、橫向鎖緊彈簧、橫向連接柱和橫向鎖緊頭;所述的橫向支撐板為L型結構，且橫向支撐板與限位滑塊之間固連，橫向導向桿位于橫向支撐板和橫向鎖緊頭之間，橫向鎖緊彈簧位于橫向導向桿外側，且橫向鎖緊彈簧一端通過橫向連接柱與橫向支撐板相連接，橫向鎖緊彈簧另一端通過橫向連接柱與橫向鎖緊頭相連接，橫向鎖緊頭呈腰型平板狀結構;所述的縱向固鎖機構包括縱向支撐板、縱向導向桿、縱向鎖緊彈簧、縱向連接柱和縱向鎖緊頭;所述的縱向支撐板呈倒立的L型結構，且縱向支撐板外側設置有連接肋板，縱向導向桿位于縱向鎖緊彈簧內側，縱向鎖緊彈簧兩端通過縱向連接柱分別與縱向支撐板和縱向鎖緊頭相連接，縱向鎖緊頭呈釘耙狀結構，縱向鎖緊頭前端均勻設置有鎖緊爪，且鎖緊爪呈楔形結構，鎖緊爪下端面上設置有柔性海綿塊。具體操作時，首先根據安裝相機的尺寸型號大小，通過移動限位滑塊在移動滑軌上的運動來調節(jié)相應的匹配尺寸，并用鎖緊螺栓進行鎖緊固定，同時限位滑塊起到了對相機左右位置的固定限位;然后將相機放置到兩個橫向固鎖機構之間，橫向固鎖機構起到了對相機前后位置的限位固定作用，縱向固鎖機構起到了對相機上方位置的限位固定作用，且橫向固鎖機構和縱向固鎖機構調節(jié)方便快捷，固鎖力度適合，通過固定裝置對相機前后、左右和上下的位置均進行了鎖緊固定，防止了相機在拍攝作業(yè)過程中滑脫的現象，提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的點按裝置包括點按導軌、封口塊、導向輪、點按電機、點按轉軸、點按支座、導向滑桿、點按升降柱、第一伸縮連桿、第一電機、第二電機、過渡轉軸、第二伸縮連桿和點按頭;所述的點按導軌數量為二，點按導軌內側開設有凹型導槽，點按導軌左右兩端分別通過封口塊進行限位，導向輪位于點按導軌上的凹型導槽內，點按電機位于導向輪之間，點按電機采用雙軸同步輸出電機，點按轉軸一端與導向輪相連接，點按轉軸另一端與點按電機輸出軸相連接，點按支座下端設置有電機連接座，點按支座中部設置有移動桿，移動桿前后兩端分別設置有移動座，移動座下端設置有滑動軸承，點按支座上端設置有點按平臺，且點按平臺上設置有點按轉臺，導向滑桿位于點按導軌正上方，且導向滑桿兩端分別設置有點按耳座，點按耳座固定在點按導軌上，滑動軸承安裝在導向滑桿上，點按升降柱底端固定在點按轉臺上，點按升降柱頂端連接有第一伸縮連桿，第一電機主軸與第一伸縮桿一端相連接，第二電機位于第一伸縮連桿另一端上方，且第二電機主軸穿過第一伸縮連桿另一端與過渡轉軸上端相連接，過渡轉軸下端與第二伸縮連桿一端相固定，第二伸縮連桿另一端下方安裝有點按頭，且點按頭呈圓臺狀結構。通過點按電機的轉動帶動點按轉軸的旋轉，從而實現了導向輪在點按滑軌的凹型導槽內運動的功能，同時通過點按支座和導向滑桿的配合使用，一方面起到了對點按裝置的支撐作用，另一方面也起到了對點按裝置的導向移動的作用，通過點按升降柱可對點按裝置的高度進行調節(jié)，通過第一電機的轉動可帶動第一伸縮連桿的轉動，通過第二電機的轉動可帶動第二伸縮連桿的轉動，且第一伸縮連桿和第二伸縮連桿均可進行長度伸縮，點按裝置在空間內可進行三平移兩轉動共五個自由度方向的運動，且運動靈活，調節(jié)方便，通過點按裝置可對相機拍攝按鈕進行調節(jié)對位以及觸按，且對位精準，點按快速。
[0014]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0015](I)本發(fā)明具有陸地行走、水面行走、方位角度調節(jié)、相機固定和拍攝作業(yè)的功能，通過無人自動化拍攝的方式可實現對水面環(huán)境監(jiān)測作業(yè)的功能，且智能化程度高、方位角度調節(jié)方便靈活、相機固定方便穩(wěn)定和拍攝快速質量高，解決了現有的人工乘船拍攝監(jiān)測難度大、危險性大和拍攝質量差等問題。
[0016](2)本發(fā)明的陸地行走裝置和水面行走裝置配合轉換使用，且轉換方便快捷，可適應于陸地行走和水面行走，達到了兩棲行走的效果，且水面行走裝置可進行一平移兩轉動共三自由度的空間運動，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移動，且行走速度和吃水量均可調，調節(jié)方便快速。
[00? 7] (3)本發(fā)明采用6-SPS的Stewart并聯機構，與串聯機構相比剛度大，結構穩(wěn)定，承載能力強且微動精度高，Stewart并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，一方面起到了對拍攝裝置整體方位角度的調節(jié)，使得本發(fā)明可在各種姿態(tài)下進行全角度全方位無死角進行拍攝作業(yè)；另一方面通過Stewart并聯機構提高了本發(fā)明的減震性能，本發(fā)明在陸地上或者水中行走時，即使處于顛簸或者非平衡狀態(tài)下時，拍攝裝置始終處于水平平穩(wěn)狀態(tài)，防止拍攝裝置在拍攝作業(yè)時因抖動性或者傾斜性過大導致拍攝畫面差的問題，進一步提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)時的穩(wěn)定性和安全性。
[0018](4)本發(fā)明的拍攝裝置具有防水防墜落物、相機固定、拍攝按鈕控制等功能，通過固定裝置對相機前后、左右和上下的位置均進行了鎖緊固定，防止了相機在拍攝作業(yè)過程中滑脫的現象，提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性;其點按裝置在空間內可進行三平移兩轉動共五個自由度方向的運動，且運動靈活，調節(jié)方便，通過點按裝置可對相機拍攝按鈕進行調節(jié)對位以及觸按，且對位精準，點按快速。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1是本發(fā)明的立體結構示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明陸地行走裝置、水面行走裝置和升降裝置配合時的立體結構示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明陸地行走裝置和水面行走裝置配合時的立體結構示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明升降裝置、St冊art并聯機構和投料裝置配合時的立體結構示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明Stewart并聯機構的立體結構示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明拍攝裝置的立體結構示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明固定裝置的立體結構示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明點按裝置的立體結構示意圖；
[0028]圖9是本發(fā)明防護外罩的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0030]如圖1至圖9所示，一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，包括陸地行走裝置1、水面行走裝置2、升降裝置3、Stewart并聯機構4和拍攝裝置5;所述的水面行走裝置2數量為二，且水面行走裝置2分別位于陸地行走裝置I的左右兩側，水面行走裝置2與陸地行走裝置I相連接，升降裝置3位于陸地行走裝置I正上方，且升降裝置3下端與陸地行走裝置I上端相連接，Stewart并聯機構4位于升降裝置3與拍攝裝置5之間，且Stewart并聯機構4下端與升降裝置3相連接，Stewart并聯機構4上端與拍攝裝置5相連接。
[0031]如圖2和圖3所示，所述的陸地行走裝置I包括底盤11、驅動電機12、驅動軸13、行走帶輪14、鎖緊扣15和行走履帶16，且驅動電機12、鎖緊扣15和行走履帶16的數量均為二，驅動軸13和行走帶輪14數量為四；所述的底盤11呈矩形結構，底盤11前后兩端分別開設有安裝槽，驅動電機12分別固定在底盤11前后兩側的安裝槽內，且驅動電機12采用雙軸同步輸出電機，驅動軸13—端與驅動電機12輸出軸相連接，驅動軸13另一端與行走帶輪14相連接，且驅動軸13與行走帶輪14之間通過鎖緊扣15進行固定，行走履帶16兩端分別繞套在行走帶輪14上，且行走履帶16外側均勻設置有半圓形防滑條;通過驅動電機12的轉動帶動行走帶輪14的旋轉，從而帶動行走履帶16的運動，陸地行走裝置I主要用于本發(fā)明的行走、移動和轉向，且陸地行走裝置I通過采用履帶式結構更加便于坑洼地勢地況的行走，使得本發(fā)明的適用性更強。
[0032]如圖2和圖3所示，所述的水面行走裝置2包括行走板21、行走鉸鏈22、角度調節(jié)機構23、行走轉盤24、行走伸縮桿25、固定支架26、噴氣筒27、輸氣管28和氣壓栗29;所述的行走板21呈條形板狀結構，行走板21內側端通過行走鉸鏈22與底盤11的U型槽內側壁相連接，角度調節(jié)機構23數量為二，且角度調節(jié)機構23沿行走板21的橫向中心軸線分別對稱布置，角度調節(jié)機構23下端與行走板21相固定，行走轉盤24位于行走板21外側壁中心位置處，行走伸縮桿25—端與行走轉盤24相連接，行走伸縮桿25另一端與固定支架26相連接，且行走伸縮桿25為空心圓柱殼體結構，固定支架26后端設置有固定桿，固定支架26前端設置有Ω型架，且Ω型架沿固定桿呈直線等間距布置，噴氣筒27安裝在固定支架26的Ω型架內，噴氣筒27前端為圓錐狀結構，噴氣筒27后端開設有噴氣口，輸氣管28—端穿過行走伸縮桿25與噴氣筒27相連接，輸氣管28另一端與氣壓栗29相連接，氣壓栗29固定在底盤11上端面的中心位置處;所述的角度調節(jié)機構23包括調節(jié)耳座231、第一調節(jié)軸232、調節(jié)拉桿233、第二調節(jié)軸234和調節(jié)支架235;所述的調節(jié)耳座231呈U型結構，調節(jié)耳座231固定在行走板21上，調節(jié)拉桿233下端通過第一調節(jié)軸232與調節(jié)耳座231相連接，調節(jié)拉桿233上端與調節(jié)支架235之間通過第二調節(jié)軸234相連接，調節(jié)拉桿233為電動可伸縮式結構，調節(jié)支架235呈倒立的Y型結構，調節(jié)支架235下端固定在底盤11上。通過行走轉盤24可帶動噴氣筒27在XZ垂直面上的旋轉運動，從而調節(jié)噴氣筒27的水面行走傾角，便于本發(fā)明在不同流速的水面上的行走移動;通過行走伸縮桿25可以帶動噴氣筒27在XY水平面上的左右運動，從而控制噴氣筒27在水面上行走移動時的伸出長度;通過角度調節(jié)機構23可以控制行走板21以行走鉸鏈22為旋轉軸進行轉動，從而帶動噴氣筒27在YZ垂直面上的旋轉，進而調節(jié)噴氣筒27吃水的傾角，即本發(fā)明的吃水量，便于本發(fā)明在不同深度的水域中行走移動;通過氣壓栗29可以控制噴氣筒27噴出氣體的流速，從而調節(jié)本發(fā)明的行進速度;水面行走裝置2可進行一平移兩轉動共三自由度的空間運動，其可在不同流速和不同深度的水域中行走移動，且行走速度和吃水量均可調，調節(jié)方便快速。
[0033]如圖2所示，所述的升降裝置3包括升降推桿31、升降圓臺32和電動轉盤33;所述的升降推桿31數量為四，升降推桿31位于升降圓臺32下方，且升降推桿31上端與升降圓臺32下端面相連接，電動轉盤33固定在升降圓臺32上端面中心位置處。
[0034]如圖4和圖5所示，所述的Stewart并聯機構4包括定平臺41、動平臺42、連接座43、上球鉸鏈44、電動推桿45、擋盤座46、下球鉸鏈47、三角座48和限位彈簧49;所述的連接座43和三角座48數量為三，上球鉸鏈44、電動推桿45、擋盤座46和下球鉸鏈47的數量均為六，所述的定平臺41和動平臺42均呈圓形狀結構，動平臺42位于定平臺41正上方，連接座43安裝在定平臺41的上端面上，且連接座43在定平臺41上呈正三角形位置布置，三角座48安裝在動平臺42下端面上，且連接座43和三角座48之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座48呈正三角形柱體結構，三角座48沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈47下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿45底端通過上球鉸鏈44與連接座43相連接，電動推桿45頂端與擋盤座46下端相連接，擋盤座46上端與下球鉸鏈47—端相連接，下球鉸鏈47另一端安裝在三角座48上，限位彈簧49繞套在電動推桿45上，且限位彈簧49 一端與電動推桿45相連接，限位彈簧49另一端與擋盤座46相連接;通過電動推桿45的上下伸縮運動，從而帶動動平臺42的上下往復運動，且通過限位彈簧49增加了動平臺42的平穩(wěn)性，本發(fā)明采用6-SPS的Stewart并聯機構4，與串聯機構相比剛度大，結構穩(wěn)定，承載能力強且微動精度高，Stewart并聯機構4在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動柔性好、運動空間小、運動速度快、運動靈活性好，將Stewart并聯機構4應用到本發(fā)明中，一方面起到了對拍攝裝置5整體方位角度的調節(jié)，使得本發(fā)明可在各種姿態(tài)下進行全角度全方位無死角進行拍攝作業(yè)；另一方面通過Stewart并聯機構4提高了本發(fā)明的減震性能，本發(fā)明在陸地上或者水中行走時，即使處于顛簸或者非平衡狀態(tài)下時，拍攝裝置5始終處于水平平穩(wěn)狀態(tài)，防止拍攝裝置5在拍攝作業(yè)時因抖動性或者傾斜性過大導致拍攝畫面差的問題，進一步提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)時的穩(wěn)定性和安全性。
[0035]如圖6至圖9所示，所述的拍攝裝置5包括基座51、旋轉盤52、滾珠53、固定裝置54、點按裝置55和防護外罩56;所述的基座51下端設置有基臺，基座51上端設置有環(huán)圈，環(huán)圈下半段外側沿其圓周方向均勻設置有刻度標記，刻度標記對拍攝裝置5在水平面上的整體旋轉角度的調節(jié)起到了參考作用，環(huán)圈上半段外側設置有外螺紋，環(huán)圈內側設置有環(huán)形凹腔，旋轉盤52位于基座上端內部，旋轉盤52下端設置有旋轉電機，且旋轉電機與基座下端的基臺相連接固定，旋轉盤52外側壁上設置有半圓形凹槽，滾珠53安裝在基座與旋轉盤52之間，且滾珠53—側卡在環(huán)圈內側的環(huán)形凹腔內，滾珠53另一側卡在旋轉盤52外側壁上的半圓形凹槽;所述的固定裝置54數量為二，固定裝置54分別對稱布置在旋轉盤52左右兩側，點按裝置55位于固定裝置54后側端，防護外罩56呈半球形殼體結構，防護外罩56下端內側設置有與基座的環(huán)圈上半段外側外螺紋相配合的內螺紋，防護外罩56位于基座上方，防護外罩56材質為透明有機玻璃材料，采用螺紋安裝連接的方式便于防護外罩56的安裝與拆卸，防護外罩56對拍攝裝置5起到了防水和防墜落物的作用，同時由于防護外罩56的材質為透明，不影響拍攝作業(yè)的進行。
[0036]如圖6和圖7所示，所述的固定裝置54包括移動滑軌541、限位滑塊542、鎖緊螺栓543、橫向固鎖機構544和縱向固鎖機構545;所述的移動滑軌541上均勻開設有限位孔，限位滑塊542安裝在移動滑軌541上，且限位滑塊542與移動滑軌541之間通過鎖緊螺栓543進行鎖緊固定，限位滑塊542呈T型結構，橫向固鎖機構544數量為二，橫向固鎖機構544分別位于限位滑塊542前后兩側，縱向固鎖機構545位于限位滑塊542正上方;所述的橫向固鎖機構544包括橫向支撐板5441、橫向導向桿5442、橫向鎖緊彈簧5443、橫向連接柱5444和橫向鎖緊頭5445;所述的橫向支撐板5441為L型結構，且橫向支撐板5441與限位滑塊542之間固連，橫向導向桿5442位于橫向支撐板5441和橫向鎖緊頭5445之間，橫向鎖緊彈簧5443位于橫向導向桿5442外側，且橫向鎖緊彈簧5443—端通過橫向連接柱5444與橫向支撐板5441相連接，橫向鎖緊彈簧5443另一端通過橫向連接柱5444與橫向鎖緊頭5445相連接，橫向鎖緊頭5445呈腰型平板狀結構;所述的縱向固鎖機構545包括縱向支撐板5451、縱向導向桿5452、縱向鎖緊彈簧5453、縱向連接柱5454和縱向鎖緊頭5455;所述的縱向支撐板5451呈倒立的L型結構，且縱向支撐板5451外側設置有連接肋板，縱向導向桿5452位于縱向鎖緊彈簧5453內側，縱向鎖緊彈簧5453兩端通過縱向連接柱5454分別與縱向支撐板5451和縱向鎖緊頭5455相連接，縱向鎖緊頭5455呈釘耙狀結構，縱向鎖緊頭5455前端均勻設置有鎖緊爪，且鎖緊爪呈楔形結構，鎖緊爪下端面上設置有柔性海綿塊。具體操作時，首先根據安裝相機的尺寸型號大小，通過移動限位滑塊542在移動滑軌541上的運動來調節(jié)相應的匹配尺寸，并用鎖緊螺栓543進行鎖緊固定，同時限位滑塊542起到了對相機左右位置的固定限位;然后將相機放置到兩個橫向固鎖機構544之間，橫向固鎖機構544起到了對相機前后位置的限位固定作用，縱向固鎖機構545起到了對相機上方位置的限位固定作用，且橫向固鎖機構544和縱向固鎖機構545調節(jié)方便快捷，固鎖力度適合，通過固定裝置54對相機前后、左右和上下的位置均進行了鎖緊固定，防止了相機在拍攝作業(yè)過程中滑脫的現象，提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。
[0037]如圖6和圖8所示，所述的點按裝置55包括點按導軌551、封口塊552、導向輪553、點按電機554、點按轉軸555、點按支座556、導向滑桿557、點按升降柱558、第一伸縮連桿559、第一電機5510、第二電機5511、過渡轉軸5512、第二伸縮連桿5513和點按頭5514;所述的點按導軌551數量為二，點按導軌551內側開設有凹型導槽，點按導軌551左右兩端分別通過封口塊552進行限位，導向輪553位于點按導軌551上的凹型導槽內，點按電機554位于導向輪553之間，點按電機554采用雙軸同步輸出電機，點按轉軸555—端與導向輪553相連接，點按轉軸555另一端與點按電機554輸出軸相連接，點按支座556下端設置有電機連接座，點按支座556中部設置有移動桿，移動桿前后兩端分別設置有移動座，移動座下端設置有滑動軸承，點按支座556上端設置有點按平臺，且點按平臺上設置有點按轉臺，導向滑桿557位于點按導軌551正上方，且導向滑桿557兩端分別設置有點按耳座，點按耳座固定在點按導軌551上，滑動軸承安裝在導向滑桿551上，點按升降柱558底端固定在點按轉臺上，點按升降柱558頂端連接有第一伸縮連桿559，第一電機5510主軸與第一伸縮桿559—端相連接，第二電機5511位于第一伸縮連桿559另一端上方，且第二電機5511主軸穿過第一伸縮連桿559另一端與過渡轉軸5512上端相連接，過渡轉軸5512下端與第二伸縮連桿5513—端相固定，第二伸縮連桿5513另一端下方安裝有點按頭5514，且點按頭5514呈圓臺狀結構。通過點按電機554的轉動帶動點按轉軸555的旋轉，從而實現了導向輪553在點按滑軌551的凹型導槽內運動的功能，同時通過點按支座556和導向滑桿557的配合使用，一方面起到了對點按裝置55的支撐作用，另一方面也起到了對點按裝置55的導向移動的作用，通過點按升降柱558可對點按裝置55的高度進行調節(jié)，通過第一電機5510的轉動可帶動第一伸縮連桿559的轉動，通過第二電機5511的轉動可帶動第二伸縮連桿5513的轉動，且第一伸縮連桿559和第二伸縮連桿5513均可進行長度伸縮，點按裝置55在空間內可進行三平移兩轉動共五個自由度方向的運動，且運動靈活，調節(jié)方便，通過點按裝置55可對相機拍攝按鈕進行調節(jié)對位以及觸按，且對位精準，點按快速。
[0038]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，其特征在于:包括陸地行走裝置、水面行走裝置、升降裝置、Stewart并聯機構和拍攝裝置;所述的水面行走裝置數量為二，且水面行走裝置分別位于陸地行走裝置的左右兩側，水面行走裝置與陸地行走裝置相連接，升降裝置位于陸地行走裝置正上方，且升降裝置下端與陸地行走裝置上端相連接，St冊art并聯機構位于升降裝置與拍攝裝置之間，且Stewart并聯機構下端與升降裝置相連接，Stewart并聯機構上端與拍攝裝置相連接;其中: 所述的水面行走裝置包括行走板、行走鉸鏈、角度調節(jié)機構、行走轉盤、行走伸縮桿、固定支架、噴氣筒、輸氣管和氣壓栗;所述的行走板呈條形板狀結構，行走板內側端通過行走鉸鏈與底盤的U型槽內側壁相連接，角度調節(jié)機構數量為二，且角度調節(jié)機構沿行走板的橫向中心軸線分別對稱布置，角度調節(jié)機構下端與行走板相固定，行走轉盤位于行走板外側壁中心位置處，行走伸縮桿一端與行走轉盤相連接，行走伸縮桿另一端與固定支架相連接，且行走伸縮桿為空心圓柱殼體結構，固定支架后端設置有固定桿，固定支架前端設置有Ω型架，且Ω型架沿固定桿呈直線等間距布置，噴氣筒安裝在固定支架的Ω型架內，噴氣筒前端為圓錐狀結構，噴氣筒后端開設有噴氣口，輸氣管一端穿過行走伸縮桿與噴氣筒相連接，輸氣管另一端與氣壓栗相連接，氣壓栗固定在底盤上端面的中心位置處； 所述的Stewart并聯機構包括定平臺、動平臺、連接座、上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數量為三，上球鉸鏈、電動推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數量均為六，所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，動平臺位于定平臺正上方，連接座安裝在定平臺的上端面上，且連接座在定平臺上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動平臺下端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯，且三角座呈正三角形柱體結構，三角座沿其垂直中心線分別對稱設置有傾斜面，傾斜面上開設有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動推桿頂端與擋盤座下端相連接，擋盤座上端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動推桿上，且限位彈簧一端與電動推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接； 所述的拍攝裝置包括基座、旋轉盤、滾珠、固定裝置、點按裝置和防護外罩;所述的基座下端設置有基臺，基座上端設置有環(huán)圈，環(huán)圈下半段外側沿其圓周方向均勻設置有刻度標記，環(huán)圈上半段外側設置有外螺紋，環(huán)圈內側設置有環(huán)形凹腔，旋轉盤位于基座上端內部，旋轉盤下端設置有旋轉電機，且旋轉電機與基座下端的基臺相連接固定，旋轉盤外側壁上設置有半圓形凹槽，滾珠安裝在基座與旋轉盤之間，且滾珠一側卡在環(huán)圈內側的環(huán)形凹腔內，滾珠另一側卡在旋轉盤外側壁上的半圓形凹槽;所述的固定裝置數量為二，固定裝置分別對稱布置在旋轉盤左右兩側，點按裝置位于固定裝置后側端，防護外罩呈半球形殼體結構，防護外罩下端內側設置有與基座的環(huán)圈上半段外側外螺紋相配合的內螺紋，防護外罩位于基座上方，防護外罩材質為透明有機玻璃材料； 所述的固定裝置包括移動滑軌、限位滑塊、鎖緊螺栓、橫向固鎖機構和縱向固鎖機構；所述的移動滑軌上均勻開設有限位孔，限位滑塊安裝在移動滑軌上，且限位滑塊與移動滑軌之間通過鎖緊螺栓進行鎖緊固定，限位滑塊呈T型結構，橫向固鎖機構數量為二，橫向固鎖機構分別位于限位滑塊前后兩側，縱向固鎖機構位于限位滑塊正上方； 所述的橫向固鎖機構包括橫向支撐板、橫向導向桿、橫向鎖緊彈簧、橫向連接柱和橫向鎖緊頭;所述的橫向支撐板為L型結構，且橫向支撐板與限位滑塊之間固連，橫向導向桿位于橫向支撐板和橫向鎖緊頭之間，橫向鎖緊彈簧位于橫向導向桿外側，且橫向鎖緊彈簧一端通過橫向連接柱與橫向支撐板相連接，橫向鎖緊彈簧另一端通過橫向連接柱與橫向鎖緊頭相連接，橫向鎖緊頭呈腰型平板狀結構； 所述的點按裝置包括點按導軌、封口塊、導向輪、點按電機、點按轉軸、點按支座、導向滑桿、點按升降柱、第一伸縮連桿、第一電機、第二電機、過渡轉軸、第二伸縮連桿和點按頭；所述的點按導軌數量為二，點按導軌內側開設有凹型導槽，點按導軌左右兩端分別通過封口塊進行限位，導向輪位于點按導軌上的凹型導槽內，點按電機位于導向輪之間，點按電機采用雙軸同步輸出電機，點按轉軸一端與導向輪相連接，點按轉軸另一端與點按電機輸出軸相連接，點按支座下端設置有電機連接座，點按支座中部設置有移動桿，移動桿前后兩端分別設置有移動座，移動座下端設置有滑動軸承，點按支座上端設置有點按平臺，且點按平臺上設置有點按轉臺，導向滑桿位于點按導軌正上方，且導向滑桿兩端分別設置有點按耳座，點按耳座固定在點按導軌上，滑動軸承安裝在導向滑桿上，點按升降柱底端固定在點按轉臺上，點按升降柱頂端連接有第一伸縮連桿，第一電機主軸與第一伸縮桿一端相連接，第二電機位于第一伸縮連桿另一端上方，且第二電機主軸穿過第一伸縮連桿另一端與過渡轉軸上端相連接，過渡轉軸下端與第二伸縮連桿一端相固定，第二伸縮連桿另一端下方安裝有點按頭，且點按頭呈圓臺狀結構。2.根據權利要求1所述的一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，其特征在于:所述的陸地行走裝置包括底盤、驅動電機、驅動軸、行走帶輪、鎖緊扣和行走履帶，且驅動電機、鎖緊扣和行走履帶的數量均為二，驅動軸和行走帶輪數量為四；所述的底盤呈矩形結構，底盤左右兩側分別開設有U型槽，底盤前后兩端分別開設有安裝槽，驅動電機分別固定在底盤前后兩側的安裝槽內，且驅動電機采用雙軸同步輸出電機，驅動軸一端與驅動電機輸出軸相連接，驅動軸另一端與行走帶輪相連接，且驅動軸與行走帶輪之間通過鎖緊扣進行固定，行走履帶兩端分別繞套在行走帶輪上，且行走履帶外側均勻設置有半圓形防滑條。3.根據權利要求1所述的一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，其特征在于:所述的升降裝置包括升降推桿、升降圓臺和電動轉盤;所述的升降推桿數量為四，升降推桿位于升降圓臺下方，且升降推桿上端與升降圓臺下端面相連接，電動轉盤固定在升降圓臺上端面中心位置處。4.根據權利要求1所述的一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，其特征在于:所述的角度調節(jié)機構包括調節(jié)耳座、第一調節(jié)軸、調節(jié)拉桿、第二調節(jié)軸和調節(jié)支架;所述的調節(jié)耳座呈U型結構，調節(jié)耳座固定在行走板上，調節(jié)拉桿下端通過第一調節(jié)軸與調節(jié)耳座相連接，調節(jié)拉桿上端與調節(jié)支架之間通過第二調節(jié)軸相連接，調節(jié)拉桿為電動可伸縮式結構，調節(jié)支架呈倒立的Y型結構，調節(jié)支架下端固定在底盤上。5.根據權利要求1所述的一種水面環(huán)境監(jiān)測巡航機器人，其特征在于:所述的縱向固鎖機構包括縱向支撐板、縱向導向桿、縱向鎖緊彈簧、縱向連接柱和縱向鎖緊頭;所述的縱向支撐板呈倒立的L型結構，且縱向支撐板外側設置有連接肋板，縱向導向桿位于縱向鎖緊彈簧內側，縱向鎖緊彈簧兩端通過縱向連接柱分別與縱向支撐板和縱向鎖緊頭相連接，縱向鎖緊頭呈釘耙狀結構，縱向鎖緊頭前端均勻設置有鎖緊爪，且鎖緊爪呈楔形結構，鎖緊爪下端面上設置有柔性海綿塊。
【文檔編號】B62D57/02GK105947125SQ201610462974
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】何程
【申請人】何程