CN105564616B - 一种水下监测机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水下航行设备技术领域，尤其涉及一种水下监测机器人。其包括腰圆形框架、悬浮体、控制舱、传感仪器舱，所述腰圆形框架前后两侧的中部对称设有两根支撑杆，所述控制舱安装在所述支撑杆之间，所述传感仪器舱位于所述控制舱的下方，所述悬浮体固定在所述腰圆形框架的上下两端。本发明能够极大降低水下机器人在水下航行的阻力，并且采用四组螺旋桨正反安装的推进器，极大的提高了在水下作业时的灵活性能，数据传输稳定，结构紧凑。

Description

一种水下监测机器人
技术领域
本发明涉及水下航行设备技术领域，尤其涉及一种水下监测机器人。
背景技术
在我国，水下作业主要是依赖于人和简单的潜水器，复杂、危险的海洋环境对人的生命安全造成很大的威胁，而国家对海洋资源的开发力度又不断加大，这就必须需要一种新的智能化的机器设备来代替人去执行海下作业任务，水下机器人就此产生。
水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。无人遥控潜水器主要有:有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆避控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。
现有的潜艇式机器人，上升和下潜大多通过改变本体在水中的浮力来实现，而且通常只有一到两个动力推动器，反应时间慢，不够机动灵活，虽然机器人能实现一定角度的旋转，但控制繁琐，稳定性差。
在海洋水质数据测量中，采用的方法可以分为两大类：一类是采用浮标、潜标或拖曳式平台，根据不同的任务在上面安装不同的测量模块；另一类是利用水下机器人作为监测平台。我国海域次表层以下直到海底的环境资料十分缺乏，特别是参数的中尺度空间分布特性及不同周期的变异特性数据尤为珍贵。水下机器人作为水下观测平台吸收了目前各种不同观测手段的长处，既可象锚系浮标那样做定点的水下剖面观测，又能象漂流浮标那样做断面观测,可以象调查船那样巡航观测，但又可进入到调查船无法到达的海域，它的作业成本和效率又远优于拖曳体。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种水下监测机器人。
本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种水下监测机器人，包括腰圆形框架、悬浮体、控制舱、传感仪器舱，所述腰圆形框架前后两侧的中部对称设有两根支撑杆，所述控制舱安装在所述支撑杆之间，所述传感仪器舱位于所述控制舱的下方，所述悬浮体固定在所述腰圆形框架的上下两端。
进一步，所述腰圆形框架的左右两侧上端还设有摄像头和LED射灯。
进一步，所述LED射灯有四个，平均分成两组，固定在所述腰圆形框架的左右两侧，所述摄像头有两台，置于每组所述LED射灯之间。
进一步，所述悬浮体的材料为高分子浮体材料，所述悬浮体的表面设有圆孔。
进一步，所述控制舱两侧设有弧形凹口，所述控制舱外部设有四组推进器，内部设有电机控制模块和驱动模块，用来驱动四组推进器，其中两组推进器竖直设置在所述弧形凹口处，其余两组水平固定在所述控制舱的两侧，所述传感仪器舱内设有复合水质传感器。
进一步，所述控制舱内还设有电源转换模块和数据采集模块，所述电源转换模块通过脐带缆与陆地上的标准电源相连，转化为所述控制模块和驱动模块能够使用的工作电压，所述复合水质传感器通过串口与所述数据采集模块相连，所述数据传输模块通过光纤/电复合缆将信号传输至陆地。
进一步，所述传感仪器舱的两端设有半球形保护罩。
进一步，所述水下机器人还包括岸基控制箱，所述岸基控制箱通过RS-485串行总线标准与所述控制舱进行通信。
进一步，在位于所述腰圆形框架的上端还设有吊放装置。
本发明能够极大降低水下机器人在水下航行的阻力，并且采用四组螺旋桨正反安装的推进器，极大的提高了在水下作业时的灵活性能，数据传输稳定，结构紧凑。
附图说明
图1本发明整体结构示意图。
图2本发明控制舱与推进器结构示意图。
图3本发明传感仪器舱结构示意图。
具体实施方式
一种水下监测机器人，包括腰圆形框架1、悬浮体2、控制舱3、传感仪器舱4，所述腰圆形框架1前后两侧的中部对称设有两根支撑杆11，所述控制舱3安装在所述支撑杆11之间，所述传感仪器舱4位于所述控制舱3的下方，所述悬浮体2固定在所述腰圆形框架1的上下两端。
所述腰圆形框架1的左右两侧上端还设有摄像头12和LED射灯13，所述LED射灯13有四个，平均分成两组，固定在所述腰圆形框架1的左右两侧，所述摄像头12有两台，置于每组所述LED射灯13之间，腰圆形框架1可以保护控制舱3，防止控制舱3受到撞击，还能够保护摄像头12和LED射灯13。
所述悬浮体2的材料为高分子浮体材料，所述悬浮体2的表面设有圆孔21，可有效减小水流对水下机器人的扰动影响。
所述控制舱3两侧设有弧形凹口31，所述控制舱3外部设有四组推进器32，内部设有电机控制模块和驱动模块，用来驱动四组推进器，其中两组推进器32竖直设置在所述弧形凹口处31，可有效减小推进器32之间产生的水流影响，其余两组水平固定在所述控制舱3的两侧，四组推进器32能够实现水下机器人的前进、后退和旋转，四组推进器，并采用相同型号的直流电机，可以通过PWM进行调速，转速可以达到5000rpm。由于有两组水平分布在所述控制舱3两侧的推进器32，并且两组推进器32内部的螺旋桨采用正反桨的安装设计，可以有效平衡侧向力，保证水下机器人行进方向不偏离。所述传感仪器舱4内设有复合水质传感器，用于采集水下PH、盐度、温度和溶解氧等水质数据。
所述控制舱3内还设有电源转换模块和数据采集模块，所述电源转换模块通过脐带缆与陆地上的标准电源相连，转化为所述控制模块和驱动模块能够使用的工作电压，数据采集模块主要用于采集传感仪器舱4的传感器数据，并通过光纤/电复合缆将信号传输至陆地，所述复合水质传感器通过串口与所述数据采集模块相连。
所述传感仪器舱4的两端设有半球形保护罩41，通过内螺纹与传感仪器舱4相固定，不进行监测时，可以起到保护复合水质传感器的作用，在检测水质时，将半球形保护罩41卸下，暴漏出复合水质传感器。
所述水下机器人还包括岸基控制箱，所述岸基控制箱通过RS-485串行总线标准与所述控制舱3进行通信，其中可以控制推进器32实现水下机器人的前进、后退和旋转。
在位于所述腰圆形框架1的上端还设有吊放装置14，用以吊放水下机器人。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种水下监测机器人，其特征在于：包括腰圆形框架、悬浮体、控制舱、传感仪器舱，所述腰圆形框架前后两侧的中部对称设有两根支撑杆，所述控制舱安装在所述支撑杆之间，所述传感仪器舱位于所述控制舱的下方，所述悬浮体固定在所述腰圆形框架的上下两端；所述传感仪器舱内设有复合水质传感器，所述传感仪器舱的两端设有半球形保护罩；所述控制舱两侧设有弧形凹口，所述控制舱外部设有四组推进器，内部设有电机控制模块和驱动模块，用来驱动四组推进器，其中两组推进器竖直设置在所述弧形凹口处，其余两组水平固定在所述控制舱的两侧；所述悬浮体的材料为高分子浮体材料，所述悬浮体的表面设有圆孔。
2.根据权利要求1所述的一种水下监测机器人，其特征在于：所述腰圆形框架的左右两侧上端还设有摄像头和LED射灯。
3.根据权利要求2所述的一种水下监测机器人，其特征在于：所述LED射灯有四个，平均分成两组，固定在所述腰圆形框架的左右两侧，所述摄像头有两台，置于每组所述LED射灯之间。
4.根据权利要求1所述的一种水下监测机器人，其特征在于：所述控制舱内还设有电源转换模块和数据采集模块，所述电源转换模块通过脐带缆与陆地上的标准电源相连，转化为所述控制模块和驱动模块能够使用的工作电压，所述复合水质传感器通过串口与所述数据采集模块相连，所述数据传输模块通过光纤/电复合缆将信号传输至陆地。
5.根据权利要求1所述的一种水下监测机器人，其特征在于：所述水下机器人还包括岸基控制箱，所述岸基控制箱通过RS-485串行总线标准与所述控制舱进行通信。
6.根据权利要求1所述的一种水下监测机器人，其特征在于：位于所述腰圆形框架的上端还设有吊放装置。
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Assignee: SHANDONG PROVINCE OCEANOGRAPHIC INSTRUMENTATION TECHNOLOGY CENTER

Assignor: OCEANOGRAPHIC INSTRUMENTATION RESEARCH INSTITUTE, SHANDONG ACADEMY OF SCIENCES

Contract record no.: X2020370010003

Denomination of invention: Underwater monitoring robot

Granted publication date: 20180313

License type: Common License

Record date: 20200414