CN106864706B - 智能水下工作平台及实施方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能水下工作平台及实施方法，包括外部遥控装置和水下机器人两部分组成，水下机器人部分由艇身、照明装置、水下密封推进器、探测传感装置、电子控制系统耐压密封舱、航姿监控模块、执行装置组成。智能水下工作平台外部遥控装置与水下机器人通过脐带缆连接，脐带缆内含有电源电缆和数据传输光纤，脐带缆与水下机器人部分的连接处采用水密封插头连接，机器人潜入水下后通过探测传感装置获得水下工作环境信息，并及时把信息传给操作者，操作者利用外部遥控装置进行水下或海洋工程的具体任务操作，本发明中的水下机器人可以准确地到达水下指定位置，航程大、受天气影响小，可以通过在执行装置上搭载不同的工作端，完成多种水下任务。

Description

智能水下工作平台及实施方法
技术领域
本发明是涉及一种智能水下工作平台及实施方法，具体地说是涉及一种可以为水下或海洋工程提供工作端挂载的智能平台，适应多变水下环境和复杂地形，水下机器人可以准确地到达水下指定位置，航程大、受天气影响小，可以通过在执行装置上搭载不同的工作端，完成多种水下任务。
背景技术
21世纪是人类向海洋进军的世纪。深海作为人类开发的宝地和高技术领域之一，已经成为各国的重要战略目标，也是近几年国际上竞争的焦点之一。无人遥控潜水器（Remote Operated Vehicles, ROV），也称水下机器人。一种工作于水下的极限作业机器人，能潜入水中代替人完成某些操作，又称潜水器。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。其功能多种多样，不同类型的ROV用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点，提供了一种可以为水下或海洋工程提供工作端挂载的智能平台，适应多变水下环境和复杂地形，水下机器人可以准确地到达水下指定位置，航程大、受天气影响小，可以通过在执行装置上搭载不同的工作端，完成多种水下任务，完成人所不能及的工作任务的智能水下工作平台及实施方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种智能水下工作平台及实施方法，其系统组成包括外部遥控装置和水下机器人两部分；所述的外部遥控装置包括主控计算机、控制手柄、显示系统和水下通信接口及脐带缆、缆绳收放设备、电源系统；所述的水下机器人采用框架式模块化结构，包括艇身、照明装置、水下密封推进器、探测传感装置、电子控制系统耐压密封舱、航姿监控模块、执行装置。
所述的水下机器人部分中的艇身框架采用聚丙烯复合材料，其他部分配装高强度浮力材料。
所述的水下机器人部分中的照明装置是由2个防水照明灯组成。
所述的水下机器人部分中的水下密封推进器是由外壳、电机、减速器、密封盖、螺旋桨、挡流圈组成，其中电机和减速器相连，固定在外壳内，外壳与密封盖之间用O型圈密封，外壳内其它空间用变压器油密封，减速器轴末端装有螺旋桨。
所述的水下机器人部分中的探测传感装置包括：广角摄像头1个，位于执行装置底部；声纳避碰装置2部，位于水下机器人顶部。
所述的水下机器人部分中的电子控制系统耐压密封舱是由方舱盖、方舱身、电源板、驱动板、主板、控制板、航姿监控模块和光端交换机组成，方舱盖与方舱身之间采用螺栓连接方式，方舱身四周用O型圈密封，舱内空间注满变压器油。
所述的电子控制系统耐压密封舱方舱盖上有防水信号线插槽。
所述的电子控制系统耐压密封舱内部装有航姿监控模块，航姿监控模块由MEMS陀螺仪、电子罗盘以及深度传感器组成。
所述的水下机器人部分中的执行装置为外部工作端挂载平台，位于水下机器人底部。
本发明克服了水下机器人的关键部位防水问题，能够长时间水下工作，不仅能在各种环境的水中作业，也可以在地形复杂的水底工作。
附图说明
图1为本发明提供的智能水下工作平台的系统框图；
图2为本发明提供的水下机器人的结构示意图（电子控制系统耐压密封舱1、艇身2、执行装置3、下密封推进器4、照明装置5、探测传感装置6）；
图3为本发明提供的电子控制系统密封舱的内部结构示意图（圆舱身7、航姿监控模块8、控制板9、主板10、方舱盖11、光端交换机12、驱动板13、电源板14）。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的智能水下工作平台的系统框图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
一种智能水下工作平台及实施方法，其系统组成包括外部遥控装置和水下机器人两部分；所述的外部遥控装置包括主控计算机、控制手柄、显示系统和水下通信接口及脐带缆、缆绳收放设备、电源系统；所述的水下机器人采用框架式模块化结构，包括艇身2、照明装置5、水下密封推进器4、探测传感装置6、电子控制系统耐压密封舱1、航姿监控模块8、执行装置3。
所述的水下机器人部分中的艇身2框架采用聚丙烯复合材料，其他部分配装高强度浮力材料，配装高强度浮力材料的目的是实现水下机器人部分的零浮力，使其在水下姿态更加稳定。
所述的水下机器人部分中的照明装置5是由2个防水照明灯组成，分别位于水下机器人的前侧与下侧，前侧防水照明灯为了监控工作环境提供光源，下侧防水照明灯为了监控工作端的具体操作提供光源。
所述的水下机器人部分中的水下密封推进器4是由外壳、电机、减速器、密封盖、螺旋桨、挡流圈组成，其中电机和减速器相连，固定在外壳内，外壳与密封盖之间用O型圈密封，外壳内其它空间用变压器油密封，减速器轴末端装有螺旋桨。
所述的水下机器人部分中的探测传感装置6包括：广角摄像头1个，位于执行装置3底部；声纳避碰装置2部，位于水下机器人顶部。
所述的水下机器人部分中的电子控制系统耐压密封舱1是由方舱盖11、方舱身7、电源板14、驱动板13、主板10、控制板9、航姿监控模块8和光端交换机12组成，方舱盖11与方舱身7之间采用螺栓连接方式，方舱身7四周用O型圈密封，舱内空间注满变压器油。
所述的电子控制系统耐压密封舱1方舱盖11上有防水信号线插槽。
所述的电子控制系统耐压密封舱内部装有航姿监控模块8，航姿监控模块8由MEMS陀螺仪、电子罗盘以及深度传感器组成。
所述的水下机器人部分中的执行装置3为外部工作端挂载平台，位于水下机器人底部。
本发明克服了水下机器人的关键部位防水问题，能够长时间水下工作，不仅能在各种环境的水中作业，也可以在地形复杂的水底工作。
进一步具体的在进行水下工作时，首先要把水下机器人吊放进水中，然后水上的外部遥控装置通过脐带缆对水下机器人传送指令，电子控制系统耐压密封舱1内的控制板9分析下达指令，驱动板13驱动水下密封推进器4使机器人按照预定方向前行，与此同时照明装置5和探测传感装置6也开始照明和摄像与探测，水上的显示系统可显示出其拍摄的视频以及详细的探测信息，并存储下来。当发现工作目标后，利用航姿监控模块8所推导的工作端位置、姿态信息计算目标位置，进行具体工作。此智能平台可以根据挂载不同的工作端，完成各种水下任务，例如：水下探测、水下搜救、水下焊接、水下救捞等。

Claims (9)

1.一种智能水下工作平台，其特征在于，其系统组成包括外部遥控装置和水下机器人两部分；所述的外部遥控装置包括主控计算机、控制手柄、显示系统和水下通信接口及脐带缆、缆绳收放设备、电源系统；所述的水下机器人采用框架式模块化结构，包括艇身、照明装置、水下密封推进器、探测传感装置、电子控制系统耐压密封舱、航姿监控模块、执行装置；
所述的水下机器人部分中的执行装置为外部工作端挂载平台；
所述的水下机器人部分中的电子控制系统耐压密封舱是由方舱盖、方舱身、电源板、驱动板、主板、控制板、航姿监控模块和光端交换机组成，方舱身四周用O型圈密封，舱内空间注满变压器油；
当发现工作目标后，利用航姿监控模块所推导的工作端位置、姿态信息计算目标位置，进行具体工作。
2.根据权利要求1所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的水下机器人部分中的艇身框架采用聚丙烯复合材料，其他部分配装高强度浮力材料。
3.根据权利要求1所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的水下机器人部分中的照明装置是由2个防水照明灯组成。
4.根据权利要求1所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的水下机器人部分中的水下密封推进器是由外壳、电机、减速器、密封盖、螺旋桨、挡流圈组成，其中电机和减速器相连，固定在外壳内，外壳与密封盖之间用O型圈密封，外壳内其它空间用变压器油密封，减速器轴末端装有螺旋桨。
5.根据权利要求1所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的水下机器人部分中的探测传感装置包括：广角摄像头1个，位于执行装置底部；声呐避碰装置2部，位于水下机器人顶部。
6.根据权利要求1所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，方舱盖与方舱身之间采用螺栓连接方式。
7.根据权利要求1或6所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的电子控制系统耐压密封舱方舱盖上有防水信号线插槽。
8.根据权利要求1或6所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的电子控制系统耐压密封舱内部装有航姿监控模块，航姿监控模块由MEMS陀螺仪、电子罗盘以及深度传感器组成。
9.根据权利要求1所述的一种智能水下工作平台，其特征在于，所述的水下机器人部分中的执行装置位于水下机器人底部。
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