一种基于AI的全自动水下生物机器人

一种基于ai的全自动水下生物机器人
技术领域
1.本发明属于水下机器人技术领域，具体为一种基于ai的全自动水下生物机器人。


背景技术：

2.人工智能英文缩写为ai，它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，ai在机器人领域中应用最多，在水下机器人工作的过程中，可以通过ai系统对机器人的行动轨迹进行控制，对一些水下作业精准度得到提升，ai系统可以通过机器人内部的摄像头对环境信息进采集，然后通过ai系统的处理后对机器人进行控制，但是目前水下机器人存在一些问题：1、在驱动的过程中下潜深度较深时，水中的水草容易缠绕在叶轮的主轴上，影响装置的驱动，并且驱动的角度调节后不稳定；2、在机器人在水下作业时，摄像机罩上容易挂上一些水中的杂物，会影响机器人内部的摄像头对环境信息进行采集。因此，需要设计一种基于ai的全自动水下生物机器人。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于ai的全自动水下生物机器人，解决了背景技术中提到的问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种基于ai的全自动水下生物机器人技术方案：
5.一种基于ai的全自动水下生物机器人，包括外壳，所述外壳的内部通过轴承安装有驱动轴，所述驱动轴的一端固定连接有驱动罩，所述外壳的内部设置有驱动角度调节机构，所述驱动罩的内部设置有无主轴驱动机构，所述外壳上设置有清理机构，所述外壳上固定连接有摄像机罩，所述外壳的外侧设置有补光灯，所述外壳上固定连接有支架，所述外壳的外侧固定连接有端盖，所述驱动轴的另一端固定连接有直齿轮一，所述外壳的内部固定连接有电机一，所述电机一的输出轴上固定连接有直齿轮二，所述直齿轮一与所述直齿轮二啮合。
6.作为优选，所述外壳的内部固定连接有密封环，所述密封环与所述驱动轴转动连接，密封环可以对驱动轴和外壳的连接处进行密封。
7.作为优选，所述驱动角度调节机构包括固定架、导杆、铁块，磁性环、弹簧一、电磁铁，所述外壳的内部固定连接有固定架，所述固定架上固定连接有导杆，所述导杆的外侧滑动连接有铁块，所述直齿轮二上固定连接有磁性环，所述磁性环的外侧吸附有铁块，所述导杆的外侧设置有弹簧一，所述固定架上固定连接有电磁铁，启动电机一和电磁铁，电磁铁产生磁性，当电磁铁的吸力大于铁块和磁性环之间的吸时，铁块进行移动，并对弹簧一进行压缩，然后电机一带动直齿轮二进行转动，直齿轮二通过直齿轮一带动驱动轴进行转动，驱动轴在转动的过程中可以对驱动罩的角度进行改变，调节外侧后，断开电磁铁和电机一的电流，电磁铁的磁力消失，弹簧一复位，弹簧一可以通过弹力带动铁块贴在磁性环的外侧，对直齿轮一进行限位，可以使得驱动罩调节后的角度更加稳定。
8.作为优选，所述弹簧一的一端与所述固定架固定连接，所述弹簧一的另一端与所述铁块固定连接，弹簧一可以通过弹力带动铁块自动复位。
9.作为优选，所述无主轴驱动机构包括无刷电机、直齿轮三、固定板、二级齿轮、齿轮轴、锥齿轮一、驱动环、桨叶、锥齿环密封圈，所述驱动罩的内部固定连接有无刷电机，所述无刷电机的输出轴上固定连接有直齿轮三，所述驱动罩的内部固定连接有固定板，所述固定板上通过轴承安装有二级齿轮，所述固定板上通过轴承安装有齿轮轴，所述齿轮轴的一端固定连接有锥齿轮一，所述驱动罩的内部通过轴承安装有驱动环，所述驱动环的内部固定连接有桨叶，所述驱动环的外侧固定连接有锥齿环，无刷电机通过直齿轮三带动二级齿轮进行转动，二级齿轮通过齿轮轴带动锥齿轮一进行转动，锥齿轮一通过锥齿环带动驱动环内部的桨叶进行转动，桨叶在转动的过程中会产生推力，带动机器人在水中进行移动，并且杂物进入到桨叶中时，因没有主轴带动桨叶进行转动，可以使得杂物从驱动环的内部直接穿过，无法缠绕在桨叶的外侧，可以避免桨叶缠绕。
10.作为优选，所述直齿轮三与所述二级齿轮啮合，所述二级齿轮与所述齿轮轴啮合，所述锥齿轮一与所述锥齿环啮合，齿轮轴可以带动锥齿轮一进行转动。
11.作为优选，所述驱动环的外侧接触有密封圈，所述密封圈与所述驱动罩固定连接，密封圈可以对驱动环和驱动罩之间进行密封。
12.作为优选，所述清理机构包括防水箱、滑动架、连接轴、清理架、锥齿轮二、防水电机、锥齿轮三、拉簧、导向杆，所述外壳的上端固定连接有防水箱，所述防水箱的内部滑动连接有滑动架，所述滑动架的内部通过轴承安装有连接轴，所述连接轴的外侧固定连接有清理架，所述清理架与所述摄像机罩接触，所述连接轴的一端固定连接有锥齿轮二，所述滑动架上固定安装有防水电机，所述防水电机的输出轴后上固定连接有锥齿轮三，所述锥齿轮二与所述锥齿轮三啮合，所述防水箱的内部设置有拉簧，启动防水电机，防水电机带动锥齿轮三进行转动，锥齿轮三通过锥齿轮二和连接轴带动清理架进行转动，清理架在转动的过程中可以对摄像机罩进行清理，避免影响外壳内部的摄像头的视线。
13.作为优选，所述拉簧的一端与所述防水箱固定连接，所述拉簧的另一端与所述滑动架固定连接，拉簧可以通过弹力带动清理架顶在摄像机罩上。
14.作为优选，所述防水箱的内部固定连接有导向杆，所述导向杆与所述滑动架滑动连接，导向杆可以对滑动架进行导向。
15.本发明的有益效果是：本发明涉及一种基于ai的全自动水下生物机器人，具有放置桨叶缠绕杂物、驱动方向调节稳定和便于摄像机罩的特点，在具体的使用中，与传统的基于ai的全自动水下生物机器人相比较而言，本基于ai的全自动水下生物机器人具有以下有益效果：
16.首先，通过在驱动罩的内部加设无主轴驱动机构，在驱动的过程中可以通过驱动环带动桨叶进行转动，桨叶在转动的过程中，杂物可以从驱动环的内部穿过，可以有效的避免杂物缠绕，并且在驱动的过程中可以通过铁块和磁性环之间的磁性连接对直齿轮一进行辅助限位，使得驱动罩的角度调节后更加稳定。
17.其次，在外壳上加设防水罩、防水电机和清理架等结构，在使用的过程中可以通过防水电机带动清理进行转动，清理架在转动的过程中可以对摄像机罩进行清理，从而可以避免摄像机罩上的杂物影响ai系统的计算。
附图说明：
18.为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
19.图1为本发明的整体结构立体图；
20.图2为本发明的图1的俯视图；
21.图3为本发明的图1的正视图；
22.图4为本发明的图1的右视图；
23.图5为本发明的图2的剖视图；
24.图6为本发明的图5的驱动罩的放大剖视图；
25.图7为本发明的图5的a部结构放大图；
26.图8为本发明的图3的防水箱的放大剖视图；
27.图9为本发明的图6的b部结构放大图。
28.图中：1、外壳；2、驱动轴；3、驱动罩；4、驱动角度调节机构；5、无主轴驱动机构；6、清理机构；7、摄像机罩；8、补光灯；9、支架；10、端盖；11、密封环；12、直齿轮一；13、电机一；14、直齿轮二；41、固定架；42、导杆；43、铁块；44、磁性环；45、弹簧一；46、电磁铁；51、无刷电机；52、直齿轮三；53、固定板；54、二级齿轮；55、齿轮轴；56、锥齿轮一；57、驱动环；58、桨叶；59、锥齿环；50、密封圈；61、防水箱；62、滑动架；63、连接轴；64、清理架；65、锥齿轮二；66、防水电机；67、锥齿轮三；68、拉簧；69、导向杆。
具体实施方式：
29.如图1-9所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
30.实施例：
31.一种基于ai的全自动水下生物机器人，包括外壳1，所述外壳1的内部通过轴承安装有驱动轴 2，所述驱动轴2的一端固定连接有驱动罩 3，所述外壳1上固定连接有摄像机罩 7，所述外壳1的外侧设置有补光灯 8，所述外壳1上固定连接有支架 9，所述外壳1的外侧固定连接有端盖 10，所述驱动轴2的另一端固定连接有直齿轮一12，所述外壳1的内部固定连接有电机一13，所述电机一13的输出轴上固定连接有直齿轮二14，所述直齿轮一12与所述直齿轮二14啮合，所述外壳1的内部固定连接有密封环11，所述密封环11与所述驱动轴2转动连接，密封环11可以对驱动轴2和外壳1的连接处进行密封。
32.其中，所述外壳1的内部设置有驱动角度调节机构4，所述驱动角度调节机构4包括固定架 41、导杆 42、铁块43，磁性环 44、弹簧一 45、电磁铁46，所述外壳1的内部固定连接有固定架41，所述固定架41上固定连接有导杆42，所述导杆42的外侧滑动连接有铁块43，所述直齿轮二14上固定连接有磁性环44，所述磁性环44的外侧吸附有铁块43，所述导杆42的外侧设置有弹簧一 45，所述固定架41上固定连接有电磁铁 46，启动电机一13和电磁铁46，电磁铁46产生磁性，当电磁铁46的吸力大于铁块43和磁性环44之间的吸时，铁块43进行移动，并对弹簧一45进行压缩，然后电机一13带动直齿轮二14进行转动，直齿轮二14通过直齿轮一12带动驱动轴2进行转动，驱动轴2在转动的过程中可以对驱动罩3的角度进行改变，调节外侧后，断开电磁铁46和电机一13的电流，电磁铁46的磁力消失，弹簧一45复位，弹簧一45可以通过弹力带动铁块43贴在磁性环44的外侧，对直齿轮一12进行限位，可以使得驱动罩3调节后的角度更加稳定，所述弹簧一45的一端与所述固定架41固定连接，所述弹簧一45
的另一端与所述铁块43固定连接，弹簧一45可以通过弹力带动铁块43自动复位。
33.其中，所述驱动罩3的内部设置有无主轴驱动机构5，所述无主轴驱动机构5包括无刷电机 51、直齿轮三 52、固定板 53、二级齿轮 54、齿轮轴55、锥齿轮一 56、驱动环 57、桨叶 58、锥齿环59密封圈50，所述驱动罩3的内部固定连接有无刷电机51，所述无刷电机51的输出轴上固定连接有直齿轮三52，所述驱动罩3的内部固定连接有固定板53，所述固定板53上通过轴承安装有二级齿轮 54，所述固定板53上通过轴承安装有齿轮轴 55，所述齿轮轴55的一端固定连接有锥齿轮一56，所述驱动罩3的内部通过轴承安装有驱动环 57，所述驱动环57的内部固定连接有桨叶 58，所述驱动环57的外侧固定连接有锥齿环59，无刷电机51通过直齿轮三52带动二级齿轮54进行转动，二级齿轮54通过齿轮轴55带动锥齿轮一56进行转动，锥齿轮一56通过锥齿环59带动驱动环57内部的桨叶58进行转动，桨叶58在转动的过程中会产生推力，带动机器人在水中进行移动，并且杂物进入到桨叶58中时，因没有主轴带动桨叶58进行转动，可以使得杂物从驱动环57的内部直接穿过，无法缠绕在桨叶58的外侧，可以避免桨叶58缠绕，所述直齿轮三52与所述二级齿轮54啮合，所述二级齿轮54与所述齿轮轴55啮合，所述锥齿轮一56与所述锥齿环59啮合，齿轮轴55可以带动锥齿轮一56进行转动，所述驱动环57的外侧接触有密封圈50，所述密封圈50与所述驱动罩3固定连接，密封圈50可以对驱动环57和驱动罩3之间进行密封。
34.其中，所述外壳1上设置有清理机构6，所述清理机构6包括防水箱61、滑动架 62、连接轴 63、清理架 64、锥齿轮二 65、防水电机 66、锥齿轮三67、拉簧68、导向杆69，所述外壳1的上端固定连接有防水箱61，所述防水箱61的内部滑动连接有滑动架62，所述滑动架62的内部通过轴承安装有连接轴 63，所述连接轴63的外侧固定连接有清理架 64，所述清理架64与所述摄像机罩7接触，所述连接轴63的一端固定连接有锥齿轮二65，所述滑动架62上固定安装有防水电机66，所述防水电机66的输出轴后上固定连接有锥齿轮三67，所述锥齿轮二65与所述锥齿轮三67啮合，所述防水箱61的内部设置有拉簧68，启动防水电机66，防水电机66带动锥齿轮三67进行转动，锥齿轮三67通过锥齿轮二65和连接轴63带动清理架64进行转动，清理架64在转动的过程中可以对摄像机罩7进行清理，避免影响外壳1内部的摄像头的视线，所述拉簧68的一端与所述防水箱61固定连接，所述拉簧68的另一端与所述滑动架62固定连接，拉簧68可以通过弹力带动清理架64顶在摄像机罩7上，所述防水箱61的内部固定连接有导向杆69，所述导向杆69与所述滑动架62滑动连接，导向杆69可以对滑动架62进行导向。
35.其中，
36.本发明的使用状态为：在使用时，将机器人放入到水中，启动无刷电机51，无刷电机51通过直齿轮三52带动二级齿轮54进行转动，二级齿轮54通过齿轮轴55带动锥齿轮一56进行转动，锥齿轮一56通过锥齿环59带动驱动环57内部的桨叶58进行转动，桨叶58在转动的过程中会产生推力，带动机器人在水中进行移动，并且杂物进入到桨叶58中时，因没有主轴带动桨叶58进行转动，可以使得杂物从驱动环57的内部直接穿过，无法缠绕在桨叶58的外侧，可以避免桨叶58缠绕；
37.在需要对驱动方向进行调节时，启动电机一13和电磁铁46，电磁铁46产生磁性，当电磁铁46的吸力大于铁块43和磁性环44之间的吸时，铁块43进行移动，并对弹簧一45进行压缩，然后电机一13带动直齿轮二14进行转动，直齿轮二14通过直齿轮一12带动驱动轴2进
行转动，驱动轴2在转动的过程中可以对驱动罩3的角度进行改变，调节外侧后，断开电磁铁46和电机一13的电流，电磁铁46的磁力消失，弹簧一45复位，弹簧一45可以通过弹力带动铁块43贴在磁性环44的外侧，对直齿轮一12进行限位，可以使得驱动罩3调节后的角度更加稳定；
38.在工作的过程中，需要对摄像机罩7进行清理时，启动防水电机66，防水电机66带动锥齿轮三67进行转动，锥齿轮三67通过锥齿轮二65和连接轴63带动清理架64进行转动，清理架64在转动的过程中可以对摄像机罩7进行清理，避免影响外壳1内部的摄像头的视线。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种基于ai的全自动水下生物机器人，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的内部通过轴承安装有驱动轴(2)，所述驱动轴(2)的一端固定连接有驱动罩(3)，所述外壳(1)的内部设置有驱动角度调节机构(4)，所述驱动罩(3)的内部设置有无主轴驱动机构(5)，所述外壳(1)上设置有清理机构(6)，所述外壳(1)上固定连接有摄像机罩(7)，所述外壳(1)的外侧设置有补光灯(8)，所述外壳(1)上固定连接有支架(9)，所述外壳(1)的外侧固定连接有端盖(10)，所述驱动轴(2)的另一端固定连接有直齿轮一(12)，所述外壳(1)的内部固定连接有电机一(13)，所述电机一(13)的输出轴上固定连接有直齿轮二(14)，所述直齿轮一(12)与所述直齿轮二(14)啮合。2.根据权利要求1所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述外壳(1)的内部固定连接有密封环(11)，所述密封环(11)与所述驱动轴(2)转动连接。3.根据权利要求1所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述驱动角度调节机构(4)包括固定架(41)、导杆(42)、铁块(43)，磁性环(44)、弹簧一(45)、电磁铁(46)，所述外壳(1)的内部固定连接有固定架(41)，所述固定架(41)上固定连接有导杆(42)，所述导杆(42)的外侧滑动连接有铁块(43)，所述直齿轮二(14)上固定连接有磁性环(44)，所述磁性环(44)的外侧吸附有铁块(43)，所述导杆(42)的外侧设置有弹簧一(45)，所述固定架(41)上固定连接有电磁铁(46)。4.根据权利要求3所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述弹簧一(45)的一端与所述固定架(41)固定连接，所述弹簧一(45)的另一端与所述铁块(43)固定连接。5.根据权利要求1所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述无主轴驱动机构(5)包括无刷电机(51)、直齿轮三(52)、固定板(53)、二级齿轮(54)、齿轮轴(55)、锥齿轮一(56)、驱动环(57)、桨叶(58)、锥齿环(59)密封圈(50)，所述驱动罩(3)的内部固定连接有无刷电机(51)，所述无刷电机(51)的输出轴上固定连接有直齿轮三(52)，所述驱动罩(3)的内部固定连接有固定板(53)，所述固定板(53)上通过轴承安装有二级齿轮(54)，所述固定板(53)上通过轴承安装有齿轮轴(55)，所述齿轮轴(55)的一端固定连接有锥齿轮一(56)，所述驱动罩(3)的内部通过轴承安装有驱动环(57)，所述驱动环(57)的内部固定连接有桨叶(58)，所述驱动环(57)的外侧固定连接有锥齿环(59)。6.根据权利要求5所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述直齿轮三(52)与所述二级齿轮(54)啮合，所述二级齿轮(54)与所述齿轮轴(55)啮合，所述锥齿轮一(56)与所述锥齿环(59)啮合。7.根据权利要求5所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述驱动环(57)的外侧接触有密封圈(50)，所述密封圈(50)与所述驱动罩(3)固定连接。8.根据权利要求1所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述清理机构(6)包括防水箱(61)、滑动架(62)、连接轴(63)、清理架(64)、锥齿轮二(65)、防水电机(66)、锥齿轮三(67)、拉簧(68)、导向杆(69)，所述外壳(1)的上端固定连接有防水箱(61)，所述防水箱(61)的内部滑动连接有滑动架(62)，所述滑动架(62)的内部通过轴承安装有连接轴(63)，所述连接轴(63)的外侧固定连接有清理架(64)，所述清理架(64)与所述摄像机罩(7)接触，所述连接轴(63)的一端固定连接有锥齿轮二(65)，所述滑动架(62)上固定安装有防水电机(66)，所述防水电机(66)的输出轴后上固定连接有锥齿轮三(67)，所述锥齿轮
二(65)与所述锥齿轮三(67)啮合，所述防水箱(61)的内部设置有拉簧(68)。9.根据权利要求8所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述拉簧(68)的一端与所述防水箱(61)固定连接，所述拉簧(68)的另一端与所述滑动架(62)固定连接。10.根据权利要求8所述的一种基于ai的全自动水下生物机器人，其特征在于：所述防水箱(61)的内部固定连接有导向杆(69)，所述导向杆(69)与所述滑动架(62)滑动连接。

技术总结
本发明公开了一种基于AI的全自动水下生物机器人，包括外壳，所述外壳的内部通过轴承安装有驱动轴，所述驱动轴的一端固定连接有驱动罩，所述外壳的内部设置有驱动角度调节机构，所述驱动罩的内部设置有无主轴驱动机构，所述外壳上设置有清理机构，所述外壳上固定连接有摄像机罩，所述外壳的外侧设置有补光灯，所述外壳上固定连接有支架，所述外壳的外侧固定连接有端盖，所述驱动轴的另一端固定连接有直齿轮一，所述外壳的内部固定连接有电机一，所述电机一的输出轴上固定连接有直齿轮二。本发明涉及一种基于AI的全自动水下生物机器人，具有放置桨叶缠绕杂物、驱动方向调节稳定和便于摄像机罩的特点。于摄像机罩的特点。于摄像机罩的特点。


技术研发人员：陈世伟 郭峰 钱黎明 陈志豪 莫骜 朱绍杰 单章旭
受保护的技术使用者：南通理工学院
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/14