CN111422331A - 一种设置有应急备用系统的水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及设置有应急备用系统的水下机器人。本发明的技术方案是在水下机器人上设置有一个电池舱，所述的电池舱里面设置有一套备用电池，在水下机器人上设置有6‑8个小功率的小推进器和若干个小功率应急水下灯，设置有一套包含飞控设备的应急电子舱来控制小推进器和小功率应急水下灯，利用原有若干个水下摄像机来为控制人员提供水下机器人周围和脐带缆的实时图像；实时图像由脐带缆中的光纤送回工作母船上供控制人员参考；在水下机器人的电源线断裂或短路而失去岸上/船上供电时，自动切换至备用电池电源，来给水下机器人的备用系统，包括水下摄像机、通讯导航设备、小推进器和小功率应急水下灯供电，帮助工作母船上控制人员安全可靠的回收水下机器人。

Description

一种设置有应急备用系统的水下机器人

技术领域

本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种设置有应急备用系统的水下机器人。

背景技术

现有水下机器人系统由作业水下机器人和控制中心两大主体组成，并用“脐带缆”进行连接。脐带缆连接水下机器人和水上控制设备，并提供了水下机器人的电源及通讯的通道。当脐带缆中的电源线有问题时，水下机器人就会失去电源供应，不能工作。当水下机器人出现这种问题时，通常的做法是用中继站或工作母船上的绞车将水下机器人拖到中继站或工作母船上，而由于工作母船上的控制人员不能控制水下机器人，也没有任何图像从水下机器人传输给控制人员，极易导致水下机器人损坏甚至失去水下机器人。

本发明的意义在于设计研发一种经济又安全的解决方案，来帮助控制人员在水下机器人的电源线断裂或短路而失去岸上/工作母船上供电时，安全回收水下机器人。

发明内容

为了解决控制人员在水下机器人的电源线断裂或短路而失去岸上/工作母船上供电时，安全回收水下机器人问题。本发明采用在水下机器人本体上冗余设置一套应急备用系统的技术方案加以解决。

本发明说明书以及权利要求书中涉及的小功率的小推进器是与水下机器人正常供电时由电驱动或液压驱动的主推进器比较而言；同样，本发明所述的小功率的应急水下灯是与水下机器人正常供电驱动的主照明灯相比较而言。

本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，包括电池舱、应急电子舱、小推进器、应急水下灯、水下摄像机，其中所述的电池舱包括多个电池组及继电器；所述的电池舱的电池正极连接到继电器常闭触点，而继电器常开触点和水下机器人直流电源的正极相连接，继电器动触点通过应急电子舱连接到小推进器、应急水下灯、应急电子舱、光电转换器T和水下摄像机的电源端的正极；所述的电池舱的电池负极和水下机器人直流电源的负极并联后，通过应急电子舱，连接到小推进器、应急水下灯、应急电子舱、光电转换器T和水下摄像机的电源端的负极；所述的继电器线圈的供电由工作母船上通过水下机器人的脐带缆供给并转换；水下机器人从工作母船上得到电力供应，所述的电池舱的继电器线圈通电而动作，此时其常闭触点断开，继电器常开触点与继电器的动触点导通,这时由工作母船通过脐带缆供电给水下机器人，转换成直流电源后通过继电器的动触点，经由应急电子舱，给所述的小推进器、应急水下灯、应急电子舱、光电转换器T和水下摄像机供电；当水下机器人的脐带缆出现问题而不能正常供电时，所述的电池舱的继电器线圈失去由工作母船上通过水下机器人的脐带缆供给并转换的电源，继电器常开触点与动触点断开,继电器常闭触点与继电器的动触点导通，从而由电池舱的电池通过继电器的动触点，经由应急电子舱，给应急电子舱、小推进器、应急水下灯和水下摄像机以及光电转换器T供电，为工作母船上的水下机器人操控人员提供水下机器人的艏相、水深、通讯、图像等数据，所有数据通过数据线送到水下机器人的光电转换器T转换成光信号，通过脐带缆中的光纤传输到工作母船上，再由工作母船上的光电转换器R把光信号在还原成图像和数字信号，协助控制人员安全回收水下机器人；所述的光电转换器T设置在光电转换器舱内。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，在水下机器人上设置有一个电池舱，所述的电池舱里面设置多个电池组作为备用电池，在水下机器人上设置有6-8个备用的小推进器，其中3-4个小推进器水平安装，3-4个小推进器垂直安装；设置有若干个备用的应急水下灯，设置有一套应急电子舱来控制小推进器和小功率应急水下灯，设置有若干个水下摄像机来为控制人员提供水下机器人周围和脐带缆的实时图像；实时图像由脐带缆中的光纤送回工作母船上供控制人员参考；水下机器人设置有数个应急水下灯帮助控制人员看清楚水下机器人周围的情形。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，所述的光电转换器T设置在光电转换器舱中；所述的应急电子舱还包括飞控设备、罗经仪，所述的飞控设备、罗经仪设置在应急电子舱内。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，还包括主推进器、主电舱、主照明灯、控制主机、备用控制主机、显示装置、光电转换器R；主推进器与主电舱连接，主推进器在水平和竖直方向设置有多个；主照明灯与主电舱连接，主照明灯布置在水下机器人周围；水下摄像机与应急电子舱连接；当脐带缆工作正常时，水下机器人由船上或岸上通过脐带缆供电,所述的控制主机通过脐带缆里面的光纤与水下机器人光电转换器舱连接从而控制主推进器、主照明灯；当脐带缆里面的电源线断裂或短路不能给水下机器人正常供电时，备用电池开始为水下机器人的应急系统供电；所述的备用控制主机通过脐带缆里面的光纤与水下机器人光电转换器舱连接从而控制附加的小推进器、小功率应急水下灯，所述的备用控制主机独立于水下机器人的控制主机。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人,所述的工作母船上设置有发电机、光电转换器R、显示装置、控制主机、备用控制主机；所述的发电机的电缆和光电转换器R的光纤分别连接脐带缆中的电源线和光纤，脐带缆的另一端与水下机器人连接；控制主机和备用控制主机分别独立与光电转换器R连接；光电转换器R与显示装置连接。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，所述的数据线是非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、同轴电缆或者光纤的一种或几种组合。

本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人的使用方法，包括以下步骤：

1)脐带缆出现故障，所述的电池舱的继电器线圈失去由工作母船上通过水下机器人的脐带缆供给并转换的电源；

2)电池舱的继电器常开触点与动触点断开,继电器常闭触点与继电器的动触点导通；

3)电池舱的电池通过继电器的动触点，经由应急电子舱，给应急电子舱、小推进器、应急水下灯和水下摄像机以及光电转换器T供电；

4)水下机器人的所有数据通过数据线送到水下机器人的光电转换器T转换成光信号，通过脐带缆中的光纤传输到工作母船上。

进一步的,本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，所述的继电器为单刀双掷继电器或双刀双掷继电器。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，可以将水面移动的工作母船替换为固定不动的岸上基地。

本发明的优点：本发明的技术方案在水下机器人的电源线断裂或短路而失去岸上/船上供电时，启动备用电池电源，来给水下机器人的水下摄像机，通讯导航设备，小推进器和应急水下灯供电，帮助船上控制人员安全可靠的回收水下机器人。

附图说明

图1为本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人的结构示意图；

图2为本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人的继电器连接线路示意图；

图3为本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人与工作母船连接示意图；

图中符号说明：1、主推进器；2、小推进器；3、电池舱；4、主电舱；5、应急电子舱；6、水下摄像机；7、主照明灯；8、光电转换器舱；9、脐带缆；10、应急水下灯；11、备用控制主机；12、继电器；13、水下机器人；14、工作母船；15、控制主机；16、显示装置；17、光电转换器R；18、发电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

如图1-3所示，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，包括电池舱3、应急电子舱5、小推进器2、应急水下灯10、水下摄像机6，其中所述的电池舱3包括多个电池组及继电器12；所述的电池舱3的电池正极连接到继电器12常闭触点，而继电器12常开触点和水下机器人直流电源的正极相连接，继电器12动触点经由应急电子舱5，连接到小推进器2、应急水下灯10、应急电子舱5、光电转换器T和水下摄像机6的电源端的正极；所述的电池舱3的电池负极和水下机器人13直流电源的负极并联后，通过应急电子舱5，连接到小推进器2、应急水下灯10、应急电子舱5、光电转换器T和水下摄像机6的电源端的负极；所述的继电器12线圈的供电由工作母船14上通过水下机器人13的脐带缆9供给并转换；水下机器人13从工作母船14上得到电力供应，所述的电池舱3的继电器线圈通电而动作，此时其常闭触点断开，继电器12常开触点与继电器12的动触点导通,这时由工作母船14通过脐带缆9供电给水下机器人13，转换成直流电源后通过继电器12的动触点，经由应急电子舱5，给所述的小推进器2，应急水下灯10，应急电子舱5，光电转换器T和水下摄像机6供电；当水下机器人13的脐带缆9出现问题而不能正常供电时，所述的电池舱3的继电器线圈失去由工作母船14上通过水下机器人13的脐带缆9供给并转换的电源，继电器12常开触点与动触点断开,继电器12常闭触点与继电器12的动触点导通，从而由电池舱3的电池通过继电器12的动触点，经由应急电子舱5，给应急电子舱5、小推进器2、应急水下灯10和水下摄像机6以及光电转换器T供电，为工作母船14上的水下机器人操控人员提供水下机器人13的艏相、水深、通讯、图像等数据，所有数据通过数据线送到水下机器人13的光电转换器T转换成光信号，通过脐带缆9中的光纤传输到工作母船14上，再由工作母船14上的光电转换器R17把光信号在还原成图像和数字信号，协助控制人员安全回收水下机器人13；所述的光电转换器T设置在光电转换器舱8内。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，在水下机器人13上设置有一个电池舱3，所述的电池舱3里面设置多个电池组作为备用电池，在水下机器人13上设置有6-8个备用的小推进器2，其中3-4个小推进器2水平安装，3-4个小推进器2垂直安装；设置有若干个备用的应急水下灯10，设置有一套应急电子舱5来控制小推进器2和应急水下灯10，设置有若干个水下摄像机6来为控制人员提供水下机器人13周围和脐带缆9的实时图像；实时图像由脐带缆9中的光纤送回工作母船14上供控制人员参考；水下机器人13设置有数个应急水下灯10帮助控制人员看清楚水下机器人13周围的情形。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，所述的光电转换器T设置在光电转换器舱8中；所述的应急电子舱5设置有飞控设备、罗经仪。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，还包括主推进器1、主电舱4、主照明灯7、控制主机15、备用控制主机11、显示装置16、光电转换器R17；主推进器1与主电舱4连接，主推进器1在水平和竖直方向设置有多个；主照明灯7与主电舱4连接，主照明灯7布置在水下机器人13周围；水下摄像机6与应急电子舱5连接；当脐带缆9工作正常时，水下机器人13由工作母船14或岸上通过脐带缆9供电,所述的控制主机15通过脐带缆9里面的光纤与水下机器人13光电转换器舱8连接从而控制主推进器1、主照明灯7；当脐带缆9里面的电源线断裂或短路不能给水下机器人13正常供电时，电池舱3的备用电池开始为水下机器人13的应急系统供电；所述的备用控制主机11通过脐带缆9里面的光纤与水下机器人光电转换器舱8连接从而控制附加的小推进器2、小功率应急水下灯10，所述的备用控制主机11独立于水下机器人13的控制主机15。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人,所述的工作母船14上设置有发电机18、光电转换器R17、显示装置16、控制主机15、备用控制主机11；所述的发电机18的电缆和光电转换器R17的光纤分别连接脐带缆9中的电源线和光纤，脐带缆9的另一端与水下机器人13连接；控制主机15和备用控制主机11分别独立与光电转换器R17连接；光电转换器R17与显示装置16连接。

进一步的，本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，所述的数据线是非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、同轴电缆或者光纤的一种或几种组合。

本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人的使用方法，包括以下步骤：

1)脐带缆9出现故障，所述的电池舱3的继电器线圈失去由工作母船14上通过水下机器人13的脐带缆9供给并转换的电源；

2)电池舱3的继电器12常开触点与动触点断开,继电器12常闭触点与继电器12的动触点导通；

3)电池舱3的电池通过继电器12的动触点，经由应急电子舱5，给应急电子舱5、小推进器2、应急水下灯10和水下摄像机6以及光电转换器T供电；

4)水下机器人13的所有数据通过数据线送到水下机器人13的光电转换器T转换成光信号，通过脐带缆9中的光纤传输到工作母船14上。

进一步的,本发明所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，所述的继电器12为单刀双掷继电器或双刀双掷继电器。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于将可移动的工作母船14替换为固定不动的岸上基地，岸上基地的设备配置与工作母船14上的设备配置一致或者两者设备功效相当。

本发明的优点：采用本发明技术方案，在水下机器人的电源线断裂或短路而失去岸上/船上供电时，启动备用电池电源，来给水下机器人的水下摄像机、通讯导航设备、小推进器和应急水下灯供电，帮助工作母船上控制人员安全可靠的回收水下机器人。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的举例，对本领域的普通技术人员而言，根据上述说明可加以变动或变换，而所有这些变动或变换都应为本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于,包括电池舱、应急电子舱、小推进器、应急水下灯、水下摄像机，其中所述的电池舱包括多个电池组及继电器；所述的电池舱的电池正极连接到继电器常闭触点，而继电器常开触点和水下机器人直流电源的正极相连接，继电器动触点通过应急电子舱连接到小推进器、应急水下灯、应急电子舱、光电转换器T和水下摄像机的电源端的正极；所述的电池舱的电池负极和水下机器人直流电源的负极并联后，通过应急电子舱，连接到小推进器、应急水下灯、应急电子舱、光电转换器T和水下摄像机的电源端的负极；所述的继电器线圈的供电由工作母船上通过水下机器人的脐带缆供给并转换；水下机器人从工作母船上得到电力供应，所述的电池舱的继电器线圈通电而动作，此时其常闭触点断开，继电器常开触点与继电器的动触点导通,这时由工作母船通过脐带缆供电给水下机器人，转换成直流电源后通过继电器的动触点，经由应急电子舱，给所述的小推进器、应急水下灯、应急电子舱、光电转换器T和水下摄像机供电；当水下机器人的脐带缆出现问题而不能正常供电时，所述的电池舱的继电器线圈失去由工作母船上通过水下机器人的脐带缆供给并转换的电源，继电器常开触点与动触点断开,继电器常闭触点与继电器的动触点导通，从而由电池舱的电池通过继电器的动触点，经由应急电子舱，给应急电子舱、小推进器、应急水下灯和水下摄像机以及光电转换器T供电，为工作母船上的水下机器人操控人员提供水下机器人的艏相、水深、通讯、图像等数据，所有数据通过数据线送到水下机器人的光电转换器T转换成光信号，通过脐带缆中的光纤传输到工作母船上，再由工作母船上的光电转换器R把光信号在还原成图像和数字信号，协助控制人员安全回收水下机器人；所述的水下机器人的光电转换器T设置在光电转换器舱内。

2.如权利要求1所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于,在水下机器人上设置有一个电池舱，所述的电池舱里面设置多个电池组作为备用电池，在水下机器人上设置有6-8个备用的小推进器，其中3-4个小推进器水平安装，3-4个小推进器垂直安装；设置有若干个备用的应急水下灯，设置有一套应急电子舱来控制小推进器和小功率应急水下灯，设置有若干个水下摄像机来为控制人员提供水下机器人周围和脐带缆的实时图像；实时图像由脐带缆中的光纤送回工作母船上供控制人员参考；水下机器人设置有数个应急水下灯帮助控制人员看清楚水下机器人周围的情形。

3.如权利要求1所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于,所述的光电转换器T设置在光电转换器舱中；所述的应急电子舱还设置有飞控设备、罗经仪。

4.如权利要求1所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于,还包括主推进器，主电舱、主照明灯、控制主机、备用控制主机、显示装置、光电转换器R；主推进器与主电舱连接，主推进器在水平和竖直方向设置有多个；主照明灯与主电舱连接，主照明灯布置在水下机器人周围；水下摄像机与应急电子舱连接；当脐带缆工作正常时，水下机器人由工作母船上或岸上通过脐带缆供电,所述的控制主机通过脐带缆里面的光纤与水下机器人光电转换器舱连接从而控制主推进器、主照明灯；当脐带缆里面的电源线断裂或短路不能给水下机器人正常供电时，备用电池开始为水下机器人的应急系统供电；所述的备用控制主机通过脐带缆里面的光纤与水下机器人光电转换器舱连接从而控制附加的小推进器、小功率应急水下灯，所述的备用控制主机独立于水下机器人的控制主机。

5.如权利要求1所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于,所述的工作母船上设置有发电机、光电转换器R、显示装置、控制主机、备用控制主机；所述的发电机的电缆和光电转换器R的光纤分别连接脐带缆中的电源线和光纤，脐带缆的另一端与水下机器人连接；控制主机和备用控制主机分别独立与光电转换器R连接；光电转换器R与显示装置连接。

6.如权利要求1所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于，所述的数据线是非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、同轴电缆或者光纤的一种或几种组合。

7.如权利要求1-6中任一项所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)脐带缆出现故障，所述的电池舱的继电器线圈失去由工作母船上通过水下机器人的脐带缆供给并转换的电源；

2)电池舱的继电器常开触点与动触点断开,继电器常闭触点与继电器的动触点导通；

3)电池舱的电池通过继电器的动触点，经由应急电子舱，给应急电子舱、小推进器、应急水下灯和水下摄像机以及光电转换器T供电；

4)水下机器人的所有数据通过数据线送到水下机器人的光电转换器T转换成光信号，通过脐带缆中的光纤传输到工作母船上。

8.如权利要求1-6中任一项所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于,所描述的继电器是单刀双掷继电器或者双刀双掷继电器。

9.如权利要求1-6任一项中所述的一种设置有应急备用系统的水下机器人，其特征在于，可以将水面移动的工作母船替换为固定不动的岸上基地。

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