CN112249284A - 一种水下机器人紧急上浮装置 - Google Patents

Abstract

一种水下机器人紧急上浮装置，它涉及海洋技术装备领域。本发明解决了现有的水下机器人由于容积狭小，且上浮装置功能可行性需要其他装置辅助完成，导致水下机器人自身重力增加、上浮速度降低的问题。本发明的水密化学反应舱、承压动力电池组和弹性壳体舱门在水下机器人的重心线上自上而下排列，两个导向件竖直相对设置在水密化学反应舱两侧，水密化学反应舱两侧部分别与两个导向件连接，气体分离器包裹重铬酸铵并放置在水密化学反应舱内部，气囊镶嵌在水密化学反应舱顶部，气囊底部通过充气管与气体分离器连接，所述充气管上设有充气阀门。本发明用于优化水下机器人内部装置的功能性与所占体积的比例，增加水下机器人的净浮力。

Description

一种水下机器人紧急上浮装置

技术领域

本发明涉及海洋技术装备领域，具体涉及一种水下机器人紧急上浮装置。

背景技术

由于水下环境的未知性和复杂性，水下机器人将面临着各种失去工作能力的故障，以至于要采取应急上浮的手段来避免更为严重的后果。目前的上浮手段主要分为两方面：(1)减少水下机器人自身重力。如抛弃可弃式压载、排除压载水舱的压载水：(2)增加水下机器人的排水体积来增加浮力。如在水下机器人中展开气囊或者油囊。而这两种装置都需要其他的装置来保证其功能的可行性，这就对本来容积就狭小的水下机器人增加了困难。另外，以往水下机器人由于气囊在水下机器人艇体外展开，最终只有气囊浮出水面，水下机器人不会浮出水面，不便于工作人员回收处理。

综上所述，现有的水下机器人由于容积狭小，且上浮装置功能可行性需要其他装置辅助完成，导致水下机器人自身重力增加、上浮速度降低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的水下机器人由于容积狭小，且上浮装置功能可行性需要其他装置辅助完成，导致水下机器人自身重力增加、上浮速度降低的问题，进而提供一种水下机器人紧急上浮装置。

本发明的技术方案是：

一种水下机器人紧急上浮装置，所述水下机器人紧急上浮装置包括中央处理器1、承压动力电池组2、弹性壳体舱门4、气囊5、水密化学反应舱6、充气阀门7、放气阀门8、气体分离器10、重铬酸铵11和两个导向件9，中央处理器1耦合在水下机器人的嵌入式控制计算机上，水密化学反应舱6、承压动力电池组2和弹性壳体舱门4在水下机器人的重心线上自上而下排列，承压动力电池组2通过导线与中央处理器1连接，两个导向件9竖直相对设置在水密化学反应舱6两侧的水下机器人的壳体上，水密化学反应舱6两侧部分别与两个导向件9连接，气体分离器10包裹重铬酸铵11并放置在水密化学反应舱6内部，气囊5镶嵌在水密化学反应舱6顶部，气囊5底部通过充气管与水密化学反应舱6内的气体分离器10连接，所述充气管上设有充气阀门7。

进一步地，水密化学反应舱6位于水下机器人重心线中心处。

进一步地，弹性壳体舱门4位于重心线最底部。

进一步地，导向件9包括滑道和滑块，两个滑道竖直设置在水密化学反应舱6两侧，滑道靠近水密化学反应舱6一侧沿长度方向开设滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，所述滑块与水密化学反应舱6侧部连接。

进一步地，所述水下机器人紧急上浮装置还包括放气阀门8，气囊5侧部连接放气管，所述放气管上设有放气阀门8。

进一步地，所述水下机器人紧急上浮装置还包括控制电池组3，控制电池组3安装在水下机器人壳体上，控制电池组3通过导线与中央处理器1连接。

进一步地，所述水下机器人紧急上浮装置还包括GPS定位系统12，GPS定位系统12固定安装在导向件9上部，GPS定位系统12通过导线与控制电池组3连接。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明水下机器人紧急上浮装置将减少水下机器人自身重力和增加水下机器人额外浮力结合在一起，而所需的体积只需要两者之和的一半，优化了水下机器人内部装置的功能性与所占体积的比例。并且从两方面增加水下机器人的净浮力，加快水下机器人的上浮速度，极大的提高了水下机器人面对特殊情况的能力。

2、以往水下机器人由于气囊在水下机器人艇体外展开，最终只有气囊浮出水面，水下机器人不会浮出水面，本发明水下机器人紧急上浮装置由于气囊在水下机器人艇体内展开，使得最终水下机器人会浮出水面，方便工作人员回收处理。

附图说明

图1是本发明水下机器人紧急上浮装置的工作流程图；

图2是本发明水下机器人遇险前工作状态图；

图3是本发明水下机器人遇险后工作状态图；

图4是本发明水下机器人的仰视图；

图5是本发明水下机器人重心线剖视图。

其中1为中央处理器、2为承压动力电池组、3为控制电池组、4为弹性壳体舱门、5为气囊、6为水密化学反应舱、7为充气阀门、8为放气阀门、9为滑道、10为气体分离器、11为重铬酸铵和12为GPS定位系统。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2至图5说明本实施方式，本实施方式的一种水下机器人紧急上浮装置，所述水下机器人紧急上浮装置包括中央处理器1、承压动力电池组2、弹性壳体舱门4、气囊5、水密化学反应舱6、充气阀门7、放气阀门8、气体分离器10、重铬酸铵11和两个导向件9，中央处理器1耦合在水下机器人的嵌入式控制计算机上，水密化学反应舱6、承压动力电池组2和弹性壳体舱门4在水下机器人的重心线上自上而下排列，承压动力电池组2通过导线与中央处理器1连接，两个导向件9竖直相对设置在水密化学反应舱6两侧的水下机器人的壳体上，水密化学反应舱6两侧部分别与两个导向件9连接，气体分离器10包裹重铬酸铵11并放置在水密化学反应舱6内部，气囊5镶嵌在水密化学反应舱6顶部，气囊5底部通过充气管与水密化学反应舱6内的气体分离器10连接，所述充气管上设有充气阀门7。

中央处理器1可以采用PC104总线DIO模块。

具体实施方式二：结合图2、图3和图5说明本实施方式，本实施方式的水密化学反应舱6位于水下机器人重心线中心处。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式的弹性壳体舱门4位于重心线最底部。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2、图3和图5说明本实施方式，本实施方式的导向件9包括滑道和滑块，两个滑道竖直设置在水密化学反应舱6两侧，滑道靠近水密化学反应舱6一侧沿长度方向开设滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，所述滑块与水密化学反应舱6侧部连接。如此设置，气囊5充气完毕后，由于气囊5体积膨胀，气囊5沿导向件9运动迫使承压动力电池组2弹开弹性壳体舱门4，承压动力电池组2跌落至水下。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图2、图3和图5说明本实施方式，本实施方式的所述水下机器人紧急上浮装置还包括放气阀门8，气囊5侧部连接放气管，所述放气管上设有放气阀门8。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的所述水下机器人紧急上浮装置还包括控制电池组3，控制电池组3安装在水下机器人壳体上，控制电池组3通过导线与中央处理器1连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图2、图3和图5说明本实施方式，本实施方式的所述水下机器人紧急上浮装置还包括GPS定位系统12，GPS定位系统12固定安装在导向件9上部，GPS定位系统12通过导线与控制电池组3连接。如此设置，工作人员通过GPS定位系统12定位，发现并回收水下机器人。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

工作原理

结合图1至图5说明本发明的水下机器人紧急上浮装置的工作原理：

接到中央处理器1的指令后，短路承压动力电池组2使其自燃，来加热重铬酸铵11从而产生化学反应，发生化学反应会迅速产生大量氮气并经过气体分离器10运输给气囊5，使气囊5在水下机器人壳体内重心线处展开，增大水下机器人的排水体积从而增加水下机器人的浮力。

气囊5充气完毕后，由于气囊5体积膨胀，气囊5沿导向件9运动迫使承压动力电池组2弹开弹性壳体舱门4，承压动力电池组2跌落至水下，承压动力电池组2跌落后，弹开弹性壳体舱门4受弹力作用自动回原，从而减少水下机器人的自身重力。水下机器人在净浮力的作用下浮出水面，工作人员通过GPS定位系统12定位，发现并回收水下机器人。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：所述水下机器人紧急上浮装置包括中央处理器(1)、承压动力电池组(2)、弹性壳体舱门(4)、气囊(5)、水密化学反应舱(6)、充气阀门(7)、放气阀门(8)、气体分离器(10)、重铬酸铵(11)和两个导向件(9)，中央处理器(1)耦合在水下机器人的嵌入式控制计算机上，水密化学反应舱(6)、承压动力电池组(2)和弹性壳体舱门(4)在水下机器人的重心线上自上而下排列，承压动力电池组(2)通过导线与中央处理器(1)连接，两个导向件(9)竖直相对设置在水密化学反应舱(6)两侧的水下机器人的壳体上，水密化学反应舱(6)两侧部分别与两个导向件(9)连接，气体分离器(10)包裹重铬酸铵(11)并放置在水密化学反应舱(6)内部，气囊(5)镶嵌在水密化学反应舱(6)顶部，气囊(5)底部通过充气管与水密化学反应舱(6)内的气体分离器(10)连接，所述充气管上设有充气阀门(7)。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：水密化学反应舱(6)位于水下机器人重心线中心处。

3.根据权利要求1或2所述的一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：弹性壳体舱门(4)位于重心线最底部。

4.根据权利要求3所述的一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：导向件(9)包括滑道和滑块，两个滑道竖直设置在水密化学反应舱(6)两侧，滑道靠近水密化学反应舱(6)一侧沿长度方向开设滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，所述滑块与水密化学反应舱(6)侧部连接。

5.根据权利要求4所述的一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：所述水下机器人紧急上浮装置还包括放气阀门(8)，气囊(5)侧部连接放气管，所述放气管上设有放气阀门(8)。

6.根据权利要求5所述的一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：所述水下机器人紧急上浮装置还包括控制电池组(3)，控制电池组(3)安装在水下机器人壳体上，控制电池组(3)通过导线与中央处理器(1)连接。

7.根据权利要求6所述的一种水下机器人紧急上浮装置，其特征在于：所述水下机器人紧急上浮装置还包括GPS定位系统(12)，GPS定位系统(12)固定安装在导向件(9)上部，GPS定位系统(12)通过导线与控制电池组(3)连接。

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