一种ROV喷水推进装置及ROV的制作方法

本发明涉及遥控水下机器人领域，更具体的说，是设计一种rov喷水推进装置及rov。

背景技术：

rov是实现水下探测、取样与维修操作的重要工具。为实现在江河或海底的稳定运行，rov通常拥有多个螺旋桨推进器，实现rov的六自由度全驱动控制，具有较强的操纵性与灵活性。但较多的推进器不仅增加了rov成本，而且降低了rov的集成度，不利于rov携带更多、更系统的水下传感器与操控设备。

发明专利cn107914844a公开了一种“便携式观测型rov”，通过2个水平布局与2个垂向布局的共4个推进器控制rov的姿态，减少了推进器的数量，但并不利于rov的全自由度操控。发明专利cn108357656a公开了一种“油囊与推进器混合控制rov水下悬停及定深控制装置”，通过2个垂向布置的推进器与一个浮力调节机构控制rov的定深悬停，借助浮力的方式控制rov的姿态可以减少推进器的数量，但浮力系统具有调节速度慢的缺点，不能有效抵抗实际情况中普遍存在的水流的影响。

因此，利用较少的推动部件实现rov的稳定六自由度全驱动控制是待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种rov喷水推进装置，以解决利用较少的推进装置实现rov的六自由度全驱动操控问题。

本发明的另一个目的是提供包括上述rov喷水推进装置的rov。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种rov喷水推进装置，其特征在于：包括电控单元、中央阀体、密封罩、管路组、喷水推进器、和电磁阀，

所述中央阀体的中心位置开有球状的储液腔体；

所述管路组包括出口方向分别为水平与垂直的12根管路，该管路通过管路接头分别与所述中央阀体上的四个周侧面上的12个与所述储液腔体连通的管路连接孔连接；

所述管路组中各管路的出口方向分别指向rov的前后上下4个方向；

2个所述喷水推进器分别设置在所述中央阀体的前后侧面上，使得所述rov通过前侧面和后侧面的所述喷水推进器工作提供动力；

12个所述电磁阀的阀件分别设置在前述的12根管路内，或设置在所述中央阀体上的12个所述管路连接孔中，所述中央阀体的所述球状储液腔体与中央阀体上的所述电磁阀的安装孔及所述管路的连接孔内部连通，以使得通过所述电磁阀控制所述管路中流体流动的通断以及所述储液腔体的与所述管路间的流动，实现rov的六自由度全驱动控制；

所述电控单元设置与所述喷水推进器和所述电磁阀连接，以对其进行控制。

进一步地，还包括密封罩，所述密封罩与所述中央阀体的上下端面密封连接，在该上下端面上设置电磁阀插装孔，所述电磁阀为插装式电磁阀，插装在该电磁阀插装孔中，通过所述密封罩以保护设置在该上下端面上的电磁阀。

优选地，一单向阀安装在所述中央阀体上。

优选地，一溢流阀安装在所述中央阀体上。

优选地，所述中央阀体上安装的所述单向阀为开启压力小于o.03mpa的单向阀。

优选地，所述中央阀体上安装的所述溢流阀为溢流压力为1mpa的溢流阀。

优选地，所述密封罩与中央阀体之间通过平面密封的方式连接，通过螺丝紧固。

优选地，所述中央阀体包括上阀体和下阀体两部分，

该上阀体的：

上表面开有8个所述电磁阀插装孔、一方形密封槽和若干围绕在该方形密封槽外面的紧固螺纹孔；

前表面开有1个管路连接孔与一个溢流阀安装孔；

后表面开有一个管路连接孔与一个单向阀连接孔；

左右侧表面各开有3个管路连接孔；

下表面开有密封槽；

该下阀体的：

下表面开有4个电磁阀插装孔；

前后表面各开有1个喷水推进器连接孔与1个管路连接孔，左右侧表面各开有1个管路连接孔；

上表面开设有密封槽，

一密封圈嵌设在所述上阀体和所述下阀体上的密封槽中使得上阀体与下阀体密封，上阀体和下阀体通过固连结构固连。

在所述密封罩的端部开有穿舱孔，通过所述电磁阀的控制线缆。

优选地，所述管路的材料为聚丙烯塑料，截面呈圆形。

优选地，所述管路的一端通过管路接头与所述中央阀体相连接，另一端通过管路紧固件固定在rov支撑架上。

优选地，所述管路组中的12根管路的出口分别指向右前、左前、右后、左后、右上、右下、左上、左下、前上、前下、后上、后下。

其中，右前、左前、右后、左后的组合控制rov的前进、后退与偏转航向；右上、右下、左上、左下、前上、前下、后上、后下的组合控制rov的上升、下降、俯仰角度与横滚角度。

一种包括如权利要求1至8所述的rov喷水推进装置的rov，包括rov的由支撑架与浮力材料构成的本体和所述的rov喷水推进装置，所述喷水推进装置安装在所述本体上。

所述的rov中，在所述本体上挂载如下至少一种装置：

声学传感器、光学传感器、电位传感器、磁场检测传感器、机械臂，已完成如下至少一种功能：

江河湖海水下成像、水下管道定位、埋深状况检测、外防腐状况检测、外保护状况检测、水下抓取；和/或，

所述喷水推进装置安装在所述本体的中下部。

本发明提供的rov喷水推进装置及rov，通过出口方向分别指向前后上下4个方向的12根管路和电磁阀，控制管路中流体流动的通断，实现rov的六自由度全驱动控制；rov喷水推进装置通过前喷水推进器与后喷水推进器同时工作提供动力，通过电磁阀喷水推进装置安装在rov的中下部，有利于喷水推进器吸水与提高rov的稳性。本发明提供的技术方案，由于可以实现rov的全方位控制，适用于水流较大的江河或海底，可挂载声学探头、电位、磁场强度检测等传感器，完成水下管道的定位与腐蚀检测等。

下面通过附图对本发明做进一步说明。

附图说明：

图1为本发明提供的rov结构图；

图2为本发明提供的rov喷水推进装置中的中央阀体结构图；

图3为本发明提供的rov喷水推进装置中上阀体的结构示意图；

图4为本发明提供的rov喷水推进装置的显示出中央阀体与附件安装的结构示意图；

图5为本发明提供的rov喷水推进装置中电磁阀控制流体通路原理图。

图中，1为中央阀体、2为电控单元、3为管路、4为密封罩、5为喷水推进器、6为管路接头、7为管路紧固件、8为浮力材料、9为支撑架、10为电磁阀插装孔、11为方形密封槽、12为管路连接孔、13为紧固螺纹孔、14为喷水推进器安装孔、15为单向阀安装孔、16为溢流阀安装孔、17为密封槽、18为球状储液腔体、19为穿舱孔、20为单向阀、21为溢流阀、22为插装式电磁阀、24为内部腔体开孔。

具体实施方式：

本实施例提供了一种rov喷水推进装置，如图1至图4所示，包括电控单元2、中央阀体1、密封罩4、管路组、喷水推进器5、插装式电磁阀22、单向阀20和溢流阀21。

中央阀体1由上阀体与下阀体两部分组成(如图2所示)，阀体中心位置开有球状的储液腔体18(见图3)。2个喷水推进器5、12个电磁阀22、单向阀20、溢流阀21与12根管路3安装在中央阀体上。

中央阀体1的四个侧面上共开设12个管路安装孔12，在前后侧面上开设两个喷水推进器安装孔14，还设有单向阀孔15和溢流孔16，均与储液腔体18连通。

两个喷水推进器5分别安装在中央阀体1的前面和后面。具体地，如图1和图2所示，喷水推进器5安装在下阀体上靠上的中间位置上开设的推进器安装孔14上。所述rov喷水推进装置通过前喷水推进器与后喷水推进器同时工作提供动力。

喷水推进装置安装在rov的中下部，有利于喷水推进器吸水与提高rov的稳性。

所述管路组包括出口方向分别指向前后上下4个方向的12根管路3。(如图1所示)。12根管路3出口方向分别为水平与垂直的，管路通过管路接头6分别与中央阀体的管路连接孔12连接。

12根管路3这样地安装在中央阀体1的前、后、左、右四个侧面上：在中央阀体朝前的侧面上，上阀体的上部中间设置一个管路连接孔12，在下阀体的位于推进器安装孔14的下面设置一个管路连接孔12，在两个管路连接孔12上分别连接管路3分别朝上和朝下；在中央阀体朝后的侧面上，与朝前侧面对称地，也安装两个管路3分别朝上和朝下；在中央阀体1朝右的侧面上，在上阀体的上部一个水平线上设置三个管路连接孔12，在下阀体的下部中间设置一个管路连接孔12，在四个管路连接孔12上分别连接四个管路3，上阀体的三个管路3，中间的朝上，其他两个分别朝前和朝后，下阀体上的第四根管路3朝下。中央阀体1的朝左的侧面上，与朝右的侧面对称地，也安装四根管路3，分别朝上、朝下、朝前和朝后。

管路3的材料为聚丙烯塑料，截面呈圆形。管路3的一端通过管路接头与中央阀体上的管路连接孔12相连接，另一端通过管路紧固件7固定在rov支撑架9上。

在中央阀体1上设置12个电磁阀22，分别设置在前述的12根管路内，或设置在中央阀体上的12个管路连接孔12上，球状储液腔体18与电磁阀安装孔14及管路连接孔12内部连通。电磁阀22为插装式电磁阀，插装式电磁阀控制流体在内部腔体开孔24与外部管道连接孔12间的流动，如图5所示。在上阀体的上表面上设8个电磁阀插装孔10，在下阀体的下表面上设置4个电磁阀插装孔10(图中未示出)。通过电磁阀22控制12根管路中流体流动的通断，实现rov的六自由度全驱动控制。

所述管路组的12根管路的出口分别指向右前、左前、右后、左后、右上、右下、左上、左下、前上、前下、后上、后下。其中，右前、左前、右后、左后的组合控制rov的前进、后退与偏转航向；右上、右下、左上、左下、前上、前下、后上、后下的组合控制rov的上升、下降、俯仰角度与横滚角度。

在中央阀体1的上下端面上分别设置密封罩4，以将其上的电磁阀密封起来，保护电磁阀。密封罩与中央阀体1的密封连接结构具体地如图3所示，上半阀体的上表面开有方形密封槽11与紧固螺纹孔13，密封罩4与中央阀体1之间通过平面密封的方式连接，即在密封罩4的四周设置凸边，在凸边上也设置螺纹孔，通过螺丝穿设在凸边和紧固螺纹孔13使得密封罩4紧固在中央阀体的上阀体的上表面和下阀体的下表面上。密封罩用于保护电磁阀组，在密封罩的端部开有穿舱孔19，如图4所示，通过电磁阀22的控制线缆。

通过电磁阀控制rov前进、后退、上升、下降、俯仰角度、横滚角度和偏转航向。

如图2和图3所示，中央阀体1上阀体前表面，在管路连接孔的下面开有一个溢流阀安装孔16，上阀体后表面，同样在管路连接孔12的下面开有一个单向阀连接孔15。

通过上述单向阀连接孔15，中央阀体1上安装有1个开启压力小于o.03mpa的单向阀20，单向阀20控制流体由外部环境流向内部球状腔体内，以保证球状的储液腔体18内时刻充满流体，增强喷水推进装置的工作效率。

通过上述的溢流阀安装孔16，中央阀体1上安装有1个溢流压力为1mpa的溢流阀21，防止过压，保护装置的安全。

本发明还提供一种rov，其包括rov，由支撑架9与浮力材料8构成的本体及前述的rov喷水推进装置，如图1所示。

在本体上可挂载声学、光学、电位、磁场检测等传感器和机械臂，以完成如下至少一种功能：

完成江河湖海水下成像，水下管道定位、埋深与外防腐与保护状况检测，水下抓取等。

喷水推进装置安装在所述本体的中下部为佳。

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