CN115629392B - 一种用于水下机器人的水下测距装置及测距方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水下机器人测距技术领域，尤其涉及一种用于水下机器人的水下测距装置，包括固定环、活动环、电机A、转轴A和动力齿轮A；固定环底部设有安装脚；活动环转动设置在固定环上，且活动环上设有齿圈；电机A设置在固定环上，转轴A转动设置在固定环上并与电机A的转动轴连接；动力齿轮A设置在转轴A上并与齿圈啮合传动连接，且活动环上设有测距探头；安装座设置在活动环上，活动座通过转轴B转动设置在安装座上；传动齿轮设置在转轴B上；电机B设置在安装座上，转轴C转动设置在安装座上并与电机B的转动轴连接；动力齿轮B设置在转轴C上并与传动齿轮啮合传动连接。本发明测量的范围更加广泛全面，精度高，实用性好。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电水下机器人检测技术领域，尤其涉及一种用于水下机器人的水下测距装置及测距方法。
背景技术
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。近年来，水下机器人检测已经逐渐在海上风电领域开始得到应用，由于海上风电目前处于近海，水深较浅，海底地形较复杂，人工障碍物多，水下机器人在工作时需要测距设备来检测海底礁石或者障碍物，防止机器人移动过程中发生碰撞损害。
现有的水下机器人的水下测距装置，其本身通常采用单一测距激光结构对水中物体距离进行检测，未设置任何辅助测距装置定位结构进行辅助测距工作，无法确保后续测量数据精准，同时现有的水下机器人的水下测距装置，其本身结构通常为固定安装结构，从而导致后续在水下测距工作时，无法根据不同位置角度的测量物进行相应调节，存在一定的使用局限性。
公开号为CN213581346U的中国专利公开了一种用于水下机器人的水下测距装置，包括水下测距装置主体、水下机器人、辅助漂浮桶和红外线测距器，通过辅助漂浮桶的底端中间内侧嵌入连接有测距器进行测量；再例如公开号为CN213745700U的中国专利公开了用于水下机器人的水下测距装置，通过安装于防水外壳内部的红外测距传感器来进行距离测量，虽然设有四组并位于不同方向，但是仍只能对同一平面内进行测距，不能调节至机器人本体多方位，测量范围受限，不够全面，测量精度低，实用性差。
发明内容
本发明的目是针对背景技术中存在的问题，提出一种测量的范围更加广泛全面，精度高，实用性好的用于水下机器人的水下测距装置及测距方法。
一方面，本发明提出一种用于水下机器人的水下测距装置，包括机器人本体、固定环、安装脚、活动环、电机A、转轴A和动力齿轮A；
固定环底部设有用于与机器人本体安装固定的安装脚，且固定环上设有环形槽；活动环转动设置在固定环上并位于环形槽内，且活动环上设有齿圈；电机A设置在固定环上，转轴A转动设置在固定环上并与电机A的转动轴连接；动力齿轮A设置在转轴A上并与齿圈啮合传动连接，且活动环上设有用于测量方位距离的测距探头；其中，测距探头包括安装座、转轴B、活动座、红外线测距仪、传动齿轮、动力齿轮B、转轴C和电机B；安装座设置在活动环上，活动座通过转轴B转动设置在安装座上；活动座上设有安装槽，传动齿轮设置在转轴B上并位于安装槽内；电机B设置在安装座上，转轴C转动设置在安装座上并与电机B的转动轴连接；动力齿轮B设置在转轴C上并与传动齿轮啮合传动连接。
优选的，安装座上设有用于供动力齿轮B转动的圆柱形安装槽。
优选的，安装座上设有驱赶鱼群的声呐。
优选的，安装座上设有指示针，固定环上设有用于显示角度的刻度线。
优选的，安装脚的数目大于等于两组。
优选的，安装座上设有将红外线测距仪测量的数据进行输送的无线通讯组件。
另一方面，本发明还提出一种用于水下机器人的水下测距装置的测距方法，包括以下步骤：
S1、将固定环通过安装脚设置在机器人本体上进入海域内；
S2、当需要对机器人四周环境的距离进行测量时，电机B工作并通过转轴C带动动力齿轮B转动，动力齿轮B带动传动齿轮转动从而调节活动座的角度，最终来调节红外线测距仪呈水平状态；当需要对机器人不同方位进行测量时，电机A带动转轴A和动力齿轮A来带动齿圈和活动环在固定环上转动，实现不同方位的距离测量；
S3、当需要对机器人底部进行测量时，电机B工作并通过转轴C带动动力齿轮B转动，动力齿轮B带动传动齿轮转动从而调节活动座的角度，最终来调节红外线测距仪呈垂直状态；进而来测量机器人本体与海底的距离。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
1、通过电机B工作并通过转轴C带动动力齿轮B转动，动力齿轮B带动传动齿轮转动从而调节活动座的角度，最终来调节红外线测距仪呈水平状态；实现对机器人四周环境的距离进行测量；通过电机A带动转轴A和动力齿轮A来带动齿圈和活动环在固定环上转动，实现不同方位的距离测量；通过电机B工作并通过转轴C带动动力齿轮B转动，动力齿轮B带动传动齿轮转动从而调节活动座的角度，最终来调节红外线测距仪呈垂直状态，从而来测量机器人本体与海底的距离；可以对机器人本体不同方位进行测距，测量的范围更加广泛全面，实用性好；
2、通过安装座上的声呐来驱赶鱼群，防止机器人本体附近的鱼群影响测量；通过安装座上的指示针配合固定环上的刻度线，来精确确定测量的方向。
附图说明
图1为本发明一种实施例结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为测距探头的结构示意图。
附图标记：1、机器人本体；2、固定环；3、安装脚；4、环形槽；5、活动环；6、齿圈；7、电机A；8、转轴A；9、动力齿轮A；10、测距探头；11、指示针；12、安装座；13、转轴B；14、活动座；15、红外线测距仪；16、传动齿轮；17、动力齿轮B；18、转轴C；19、电机B。
具体实施方式
实施例一
本发明提出的一种用于水下机器人的水下测距装置，包括机器人本体1、固定环2、安装脚3、活动环5、电机A7、转轴A8和动力齿轮A9；
如图1-2所示，固定环2底部设有用于与机器人本体1安装固定的多组安装脚3，且固定环2上设有环形槽4；活动环5转动设置在固定环2上并位于环形槽4内，且活动环5上设有齿圈6；电机A7设置在固定环2上，转轴A8转动设置在固定环2上并与电机A7的转动轴连接；动力齿轮A9设置在转轴A8上并与齿圈6啮合传动连接，且活动环5上设有用于测量方位距离的测距探头10；
如图3所示，测距探头10包括安装座12、转轴B13、活动座14、红外线测距仪15、传动齿轮16、动力齿轮B17、转轴C18和电机B19；安装座12设置在活动环5上，活动座14通过转轴B13转动设置在安装座12上；安装座12上设有用于供动力齿轮B17转动的圆柱形安装槽；活动座14上设有安装槽，传动齿轮16设置在转轴B13上并位于安装槽内；电机B19设置在安装座12上，转轴C18转动设置在安装座12上并与电机B19的转动轴连接；动力齿轮B17设置在转轴C18上并与传动齿轮16啮合传动连接；安装座12上设有将红外线测距仪15测量的数据进行输送的无线通讯组件，方便传输数据。
本实施例中，在使用时，通过电机B19工作并通过转轴C18带动动力齿轮B17转动，动力齿轮B17带动传动齿轮16转动从而调节活动座14的角度，最终来调节红外线测距仪15呈水平状态；实现对机器人四周环境的距离进行测量；通过电机A7带动转轴A8和动力齿轮A9来带动齿圈6和活动环5在固定环2上转动，实现不同方位的距离测量；
通过电机B19工作并通过转轴C18带动动力齿轮B17转动，动力齿轮B17带动传动齿轮16转动从而调节活动座14的角度，最终来调节红外线测距仪15呈垂直状态，从而来测量机器人本体1与海底的距离；可以对机器人本体1不同方位进行测距，测量的范围更加广泛全面，实用性好。
实施例二
如图1-2所示，本发明提出的一种用于水下机器人的水下测距装置，包括机器人本体1、固定环2、安装脚3、活动环5、电机A7、转轴A8和动力齿轮A9；
如图1-2所示，固定环2底部设有用于与机器人本体1安装固定的多组安装脚3，且固定环2上设有环形槽4；活动环5转动设置在固定环2上并位于环形槽4内，且活动环5上设有齿圈6；电机A7设置在固定环2上，转轴A8转动设置在固定环2上并与电机A7的转动轴连接；动力齿轮A9设置在转轴A8上并与齿圈6啮合传动连接，且活动环5上设有用于测量方位距离的测距探头10；
如图3所示，测距探头10包括安装座12、转轴B13、活动座14、红外线测距仪15、传动齿轮16、动力齿轮B17、转轴C18和电机B19；安装座12设置在活动环5上，活动座14通过转轴B13转动设置在安装座12上；安装座12上设有用于供动力齿轮B17转动的圆柱形安装槽；活动座14上设有安装槽，传动齿轮16设置在转轴B13上并位于安装槽内；电机B19设置在安装座12上，转轴C18转动设置在安装座12上并与电机B19的转动轴连接；动力齿轮B17设置在转轴C18上并与传动齿轮16啮合传动连接；安装座12上设有将红外线测距仪15测量的数据进行输送的无线通讯组件，方便传输数据；
相较于实施例一，本实施例区别在于，安装座12上设有驱赶鱼群的声呐；安装座12上设有指示针11，固定环2上设有用于显示角度的刻度线。
本实施例中，通过安装座12上的声呐来驱赶鱼群，防止机器人本体1附近的鱼群影响测量；通过安装座12上的指示针配合固定环2上的刻度线，来精确确定测量的方向。
本发明还提出一种用于水下机器人的水下测距装置的测距方法，包括以下步骤：
S1、将固定环2通过安装脚3设置在机器人本体1上进入海域内；
S2、当需要对机器人四周环境的距离进行测量时，电机B19工作并通过转轴C18带动动力齿轮B17转动，动力齿轮B17带动传动齿轮16转动从而调节活动座14的角度，最终来调节红外线测距仪15呈水平状态；当需要对机器人不同方位进行测量时，电机A7带动转轴A8和动力齿轮A9来带动齿圈6和活动环5在固定环2上转动，实现不同方位的距离测量；
S3、当需要对机器人底部进行测量时，电机B19工作并通过转轴C18带动动力齿轮B17转动，动力齿轮B17带动传动齿轮16转动从而调节活动座14的角度，最终来调节红外线测距仪15呈垂直状态；进而来测量机器人本体1与海底的距离。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。
Claims (6)
1.一种用于水下机器人的水下测距装置，其特征在于，包括机器人本体(1)、固定环(2)、安装脚(3)、活动环(5)、电机A(7)、转轴A(8)和动力齿轮A(9)；
固定环(2)底部设有用于与机器人本体(1)安装固定的安装脚(3)，且固定环(2)上设有环形槽(4)；活动环(5)转动设置在固定环(2)上并位于环形槽(4)内，且活动环(5)上设有齿圈(6)；电机A(7)设置在固定环(2)上，转轴A(8)转动设置在固定环(2)上并与电机A(7)的转动轴连接；动力齿轮A(9)设置在转轴A(8)上并与齿圈(6)啮合传动连接，且活动环(5)上设有用于测量方位距离的测距探头(10)；其中，测距探头(10)包括安装座(12)、转轴B(13)、活动座(14)、红外线测距仪(15)、传动齿轮(16)、动力齿轮B(17)、转轴C(18)和电机B(19)；安装座(12)设置在活动环(5)上，活动座(14)通过转轴B(13)转动设置在安装座(12)上；活动座(14)上设有安装槽，传动齿轮(16)设置在转轴B(13)上并位于安装槽内；电机B(19)设置在安装座(12)上，转轴C(18)转动设置在安装座(12)上并与电机B(19)的转动轴连接；动力齿轮B(17)设置在转轴C(18)上并与传动齿轮(16)啮合传动连接；
用于水下机器人的水下测距方法，包括以下步骤：
S1、将固定环(2)通过安装脚(3)设置在机器人本体(1)上进入海域内；
S2、当需要对机器人四周环境的距离进行测量时，电机B(19)工作并通过转轴C(18)带动动力齿轮B(17)转动，动力齿轮B(17)带动传动齿轮(16)转动从而调节活动座(14)的角度，最终来调节红外线测距仪(15)呈水平状态；当需要对机器人不同方位进行测量时，电机A(7)带动转轴A(8)和动力齿轮A(9)来带动齿圈(6)和活动环(5)在固定环(2)上转动，实现不同方位的距离测量；
S3、当需要对机器人底部进行测量时，电机B(19)工作并通过转轴C(18)带动动力齿轮B(17)转动，动力齿轮B(17)带动传动齿轮(16)转动从而调节活动座(14)的角度，最终来调节红外线测距仪(15)呈垂直状态；进而来测量机器人本体(1)与海底或者湖底的距离。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的水下测距装置，其特征在于，安装座(12)上设有用于供动力齿轮B(17)转动的圆柱形安装槽。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的水下测距装置，其特征在于，安装座(12)上设有驱赶鱼群的声呐。
4.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的水下测距装置，其特征在于，安装座(12)上设有指示针(11)，固定环(2)上设有用于显示角度的刻度线。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的水下测距装置，其特征在于，安装脚(3)的数目大于等于两组。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的水下测距装置，其特征在于，安装座(12)上设有将红外线测距仪(15)测量的数据进行输送的无线通讯组件。
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