CN113443107B - 一种水下机器人稳定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包括水下机器人本体、信号处理器以及预探测装置，所述预探测装置包括传感器以及传感器连接件，所述传感器通过所述传感器连接件连接，所述传感器将探测到波浪信息发送至信号处理器，所述信号处理器接收到所述波浪信息并根据得到波浪信息处理计算出为平衡稳定机器人各推进器处应施加的力，然后在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，所述水下机器人本体根据所述控制信号做出相应动作，从而保持自身稳定。本发明具有合理的结构，而且结构简单拆装容易，适用于绝大部分的水面作业场所之中。安装该装置后，在波浪到达水下机器人之前，便可以得到波浪信息，从而在波浪到达时做出应对措施。

Description

一种水下机器人稳定装置
技术领域
本发明涉及一种对机器人进行稳定的装置，尤其涉及一种水下机器人稳定装置。
背景技术
目前的水下机器人在水面作业时容易受到水面波浪的影响，这导致作业精度及产品稳定性受到严重影响。考虑到这种情况，本设计方案提出在传统水下机器人上安装波浪探测装置，在波浪到达前进行波浪影响预估。从而在波浪到达时，水下机器人做出相应动作，提高水下机器人的稳定性。
目前国内外有越来越多的水下遥控机器人进入了商业应用领域,在水下环境探测、监控、水中目标捕获及水下设施作业等方面取得很大的实际应用成果。在浅水尤其是海滨、港口、水运通道等重要水域,水下机器人在携带的机械手作业时,需保持姿态和位置的相对稳定,以便机械手能够快速高效地工作。由于作业期间经常遇到过往船只引起的浪涌,所以机器人会发生横荡、垂荡、横摇、纵摇等位置和姿态的变化。关于水下机器人在近水面浪涌情况下，姿态控制的研究一般是被动控制。一般是基于波浪到达后对水下机器人的影响做出相应动作。在波浪到来时调整推进器动力,使水下机器人运动，进而抵抗波浪的影响。
发明内容
基于背景技术存在的问题，本发明设计了一款能够对水下机器人进行稳定的装置，能够在波浪到达水下机器人之前，便可以得到波浪信息，从而在波浪到达时做出应对措施。
本发明采用了如下方案：一种水下机器人稳定装置，包括水下机器人本体、信号处理器以及预探测装置，所述预探测装置包括传感器以及传感器连接件，所述传感器通过所述传感器连接件连接，所述传感器将探测到波浪信息发送至信号处理器，所述信号处理器接收到所述波浪信息并根据得到波浪信息处理计算出为平衡稳定机器人各推进器处应施加的力，然后在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，所述水下机器人本体根据所述控制信号做出相应动作，从而保持自身稳定。
优选地，所述传感器为陀螺仪，当所述水下机器人本体进行水下作业时，所述传感器漂浮在水面上或者悬浮在水中。
优选地，所述波浪信息包括波浪速度，波浪方向以及水压强度。
优选地，所述预探测装置设置在所述水下机器人本体的前后或者左右或围绕所述水下机器人本体设置。
优选地，所述传感器包括有弹性件，所述传感器与所述传感器连接件为一体化弹性结构，通过所述弹性件的形变程度的大小测得所述波浪信息。
优选地，所述预探测装置结构为“一”字形结构或“┐”字形结构。
优选地，通过传感器探测获得波浪速度以及波浪方向并传输给信号处理器，所述信号处理器根据所获得的波浪速度以及波浪方向在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，使得水下机器人波浪到达之前具有与所述波浪速度相同与波浪方向相反的净速度。
优选地，所述信号处理器位于所述水下机器人本体的内部。
通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：本发明具有合理的结构，而且结构简单拆装容易，适用于绝大部分的水面作业场所之中。相比于传统的无预探测装置水下机器人，安装该装置后，在波浪到达水下机器人之前，便可以得到波浪信息，从而在波浪到达时做出应对措施。这属于主动控制，其效果大大强于传统的被动控制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的立体图。
图中：1-水下机器人本体；2-传感器连接件；3-传感器；4-水下机器人推进器。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
参考说明书附图1，一种水下机器人稳定装置，包括水下机器人本体、信号处理器以及预探测装置，所述预探测装置包括传感器以及传感器连接件，所述传感器通过所述传感器连接件连接，所述传感器将探测到波浪信息发送至信号处理器，所述信号处理器接收到所述波浪信息并根据得到波浪信息处理计算出为平衡稳定机器人各推进器处应施加的力，然后在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，所述水下机器人本体根据所述控制信号做出相应动作，从而保持自身稳定。所述波浪信息包括波浪速度，波浪方向以及水压强度。所述信号处理器位于所述水下机器人本体的内部。
在其中的一个实施例中，所述传感器为陀螺仪，当所述水下机器人本体进行水下作业时，所述传感器漂浮在水面上或者悬浮在水中。所述预探测装置设置在所述水下机器人本体的前后或者左右或围绕所述水下机器人本体设置。
在另一个实施例中，所述传感器包括有弹性件，所述传感器与所述传感器连接件为一体化弹性结构，通过所述弹性件的形变程度的大小测得所述波浪信息。所述预探测装置结构为“一”字形结构或“┐”字形结构。
所述水下机器人稳定装置具体进行稳定的方法为：通过传感器探测获得波浪速度以及波浪方向并传输给信号处理器，所述信号处理器根据所获得的波浪速度以及波浪方向在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，使得水下机器人波浪到达之前具有与所述波浪速度相同与波浪方向相反的净速度。这样水下机器人受到波浪的推动获得推动的速度的同时由于本身具有相反方向的净速度，从而能够保持自身状态的稳定。为了精确控制所述水下机器人净速度的方向。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种水下机器人稳定装置，其特征在于，包括水下机器人本体、信号处理器以及预探测装置，所述预探测装置包括传感器以及传感器连接件，所述传感器通过所述传感器连接件连接，所述传感器将探测到波浪信息发送至信号处理器，所述信号处理器接收到所述波浪信息并根据得到波浪信息处理计算出为平衡稳定机器人各推进器处应施加的力，然后在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，所述水下机器人本体根据所述控制转速信号做出相应动作，从而保持自身稳定；所述传感器为陀螺仪，当所述水下机器人本体进行水下作业时，所述传感器漂浮在水面上或者悬浮在水中；所述波浪信息包括波浪速度，波浪方向以及水压强度。
2.根据权利要求1所述的水下机器人稳定装置，其特征在于，所述预探测装置设置在所述水下机器人本体的前后或者左右或围绕所述水下机器人本体设置。
3.根据权利要求2所述的水下机器人稳定装置，其特征在于，所述传感器包括有弹性件，所述传感器与所述传感器连接件为一体化弹性结构，通过所述弹性件的形变程度的大小测得所述波浪信息。
4.根据权利要求2所述的水下机器人稳定装置，其特征在于，所述预探测装置结构为“一”字形结构或“┐”字形结构。
5.根据权利要求1所述的水下机器人稳定装置，其特征在于，通过传感器探测获得波浪速度以及波浪方向并传输给信号处理器，所述信号处理器根据所获得的波浪速度以及波浪方向在波浪到达水下机器人时向各推进器发出控制转速信号，使得水下机器人波浪到达之前具有与所述波浪速度相同与波浪方向相反的净速度。
6.根据权利要求5所述的水下机器人稳定装置，其特征在于，所述信号处理器位于所述水下机器人本体的内部。
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