一种可在水下长时间连续工作的太阳能机器人
技术领域
本发明涉及一种水下机器人，特别涉及一种可在水下长时间连续工作的太阳能机器人。
背景技术
随着我国科学技术的发展，我国的水下机器人技术越来越好，所造的水下机器人的功能越来越多，应用的场所也越来越多，水下机器人既可以在高度危险的水域中进行水中作业探测，也可以代替人工对浅水区域进行水中作业探测；
但是，目前已研发的水下机器人很多都是利用电池供电，每小时左右就必须浮出水面对电池进行充电，消耗人力财力，也无法进行长时间作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在水下长时间连续工作的太阳能机器人，能够使机器人在水下长时间持续地工作，较大地提高了机器人的工作效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种可在水下长时间连续工作的太阳能机器人，包括主机架以及设置于所述主机架上的电缆收放装置、动力驱动装置；
所述电缆收放装置的收放端连接有太阳能电池板，所述太阳能电池板上设有悬浮物，所述悬浮物适于在所述太阳能电池板置于水中时能够浮起所述太阳能电池板；
所述动力驱动装置用于驱动所述主机架做水平方向和竖直方向的运动。
优选地，所述电缆收放装置包括：
电缆辊，可转动设置于所述主机架上；
电缆，所述电缆缠绕在所述电缆辊上，一端与所述电缆辊固定连接，另一端与所述太阳能电池板铰接；
电缆辊驱动装置，设置于所述主机架上，用于驱动所述电缆辊转动。
优选地，所述太阳能机器人还包括：
防水箱，设置于所述主机架上，所述防水箱内置有电池，所述太阳能电池板用于所述电池充电；
摄像头，设置于所述防水箱的一侧，用于水下摄像。
优选地，所述动力驱动装置包括：
螺旋桨安装支架，设置于所述防水箱背离所述摄像头的一侧；
上螺旋桨，设置于所述螺旋桨安装支架上，所述上螺旋桨连接有上螺旋桨驱动装置，用于驱动所述主机架做竖直方向的运动；
左螺旋桨与右螺旋桨，设置于所述螺旋桨安装支架上，所述左螺旋桨与右螺旋桨连接有螺旋桨驱动装置，用于驱动所述主机架做水平方向的运动。
优选地，所述太阳能机器人还包括：
手爪组件，设置于所述主机架上，用于对水下设备进行维修或物品定点投放。
优选地，所述手爪组件包括：
手爪基座，设置于所述主机架上；
若干手爪，周向均匀环设于所述手爪基座的外周；
若干手爪驱动装置，与若干手爪的数量相同，设于所述手爪基座的外周，用于驱动若干手爪做闭合或张开动作。
优选地，所述手爪驱动装置选用电缸，所述电缸的基端铰接于所述手爪基座的外周，所述电缸的伸缩端与所述手爪铰接。
优选地，所述悬浮物选用泡沫塑料，所述泡沫塑料设置于所述太阳能电池板的底部。
本发明的有益效果如下：
当太阳能机器人在水下工作时，水面上的太阳能电池板为水下机器人提供电能，保证机器人能够在水下长时间持续地工作，不用每小时左右上浮进行充电，较大地提高了机器人的工作效率；
太阳能电池板浮在水面上，能够对其进行大幅降温，提高了太阳能的利用效率，延长了电池板的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种可在水下长时间连续工作的太阳能机器人的结构示意图；
图2为图1的局部结构示意图；
图3为图1中动力驱动装置、防水箱的装配结构示意图；
图4为图1中手爪组件的结构示意图；
图5为图4另一视角结构示意图；
图6为图1中太阳能电池板的结构示意图。
其中，10-主机架；11-外壳；12-支架；20-电缆收放装置；21-电缆辊；22-电缆；23-电缆辊驱动电机；30-机器人动力驱动装置；31-螺旋桨安装支架；32-上螺旋桨；33-上螺旋桨驱动电机；34-左螺旋桨；35-左螺旋桨驱动电机；36-右螺旋桨；37-右螺旋桨驱动电机；40-太阳能电池板；50-悬浮物；60-防水箱安装支架；70-防水箱；80-摄像头；90-手爪组件；91-手爪基座；92-手爪；93-手爪驱动装置；94-防滑块；100-控制器；110-电池；120-手爪安装板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参照图1至图6，本发明提供一种可在水下长时间连续工作的太阳能机器人，包括主机架10，主机架10包括外壳11和支架12，设置于支架12上的电缆收放装置20，设置于外壳11内的动力驱动装置30；
电缆收放装置20的收放端连接有太阳能电池板40，太阳能电池板40上设有悬浮物50，悬浮物50适于在太阳能电池板40置于水中时能够浮起太阳能电池板40；
机器人动力驱动装置30用于驱动主机架10做水平方向和竖直方向的运动。
悬浮物50选用泡沫塑料，泡沫塑料优选聚氨酯泡沫塑料，通过胶水粘结在太阳能电池板40的底部。
电缆收放装置20包括电缆辊21、电缆22、电缆辊驱动电机23，电缆辊21可转动设置于支架12上，电缆22缠绕在电缆辊21上，一端与电缆辊21固定连接，另一端与太阳能电池板40通过铰链连接，电缆辊驱动电机23设置于支架12上，用于驱动电缆辊21转动。
在外壳11内通过防水箱安装支架60设置有防水箱70，防水箱70内置有电池110、控制器100等元件，太阳能电池板40为水下机器人的控制器100、电缆辊驱动电机23、摄像头80以及螺旋桨驱动电机提供电能，同时为电池110充电，通过电池进行储能；当太阳辐照度降低时，电池110为机器人提供电能。在防水箱的前侧设置有摄像头80，用于水下摄像。
机器人动力驱动装置30包括螺旋桨安装支架31、上螺旋桨32、左螺旋桨34、右螺旋桨36，螺旋桨安装支架31设置于防水箱70的后侧，上螺旋桨32设置于螺旋桨安装支架31上，上螺旋桨32连接有上螺旋桨驱动电机33，用于驱动主机架10做竖直方向的运动，左螺旋桨34与右螺旋桨36设置于螺旋桨安装支架31上，左螺旋桨34连接有左螺旋桨驱动电机35，右螺旋桨36连接有右螺旋桨驱动电机37，用于驱动主机架10做水平方向的运动。
在外壳11的前端还设置有手爪组件90，用于对水下设备进行维修或物品定点投放，具体地，手爪组件90包括手爪基座91、若干手爪92、若干手爪驱动装置93，手爪基座91通过手爪安装板120设置在外壳11上，若干手爪92周向均匀环设于手爪基座91的外周，手爪驱动装置93与手爪92的数量相同，设于手爪基座91的外周，用于驱动若干手爪92做闭合或张开动作。
进一步地，手爪驱动装置93选用电缸，电缸的基端铰接于手爪基座91的外周，电缸的伸缩端与手爪92铰接。
进一步地，手爪组件90采用了四根手指，每根手指上设有防滑块94，防滑块94的材料选用橡胶，在水下抓取物体可靠性高，不易被水流冲走。
本发明的工作原理如下：
将太阳能机器人放入水中，太阳能电池板40在泡沫塑料的作用下浮在水面上，上螺旋桨32正转使太阳能机器人下沉，同时电缆辊驱动电机23正转将电缆辊21上的电缆22释放，当水下机器人下沉到目标位置时，电缆辊驱动电机23停止释放电缆22；
左螺旋桨34与右螺旋桨36正转使得太阳能机器人前进，反转太阳能机器人后退；左螺旋桨34旋转同时右螺旋桨36停止，机器人右转；右螺旋桨36旋转同时左螺旋桨34停止，机器人左转。水下机器人在前进与后退过程中，电缆22拖动水面上的太阳能电池板40跟随太阳能机器人移动，手爪组件90对水下设备进行维修或物品定点投放，水面上的太阳能电池板40为水下机器人的控制器100、电缆辊驱动电机23、摄像头80以及螺旋桨驱动电机33、35、37提供电能，同时为防水箱70内的电池110充电。当太阳辐照度降低，太阳能电池板40输出的功率无法保证水下机器人正常工作时，控制器100将自动为水下机器人切换为电池110供电，保证机器人能够在水下长时间持续地工作；
当太阳能机器人结束水下工作，上螺旋桨32反转使得太阳能机器人上浮，同时电缆辊驱动电机23反转将电缆22收紧到电缆辊21上，太阳能机器人整个工作过程完成。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
