CN116834935A - 一种基于海底多视角融合监测无人潜航器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，包括潜航器本体，所述潜航器本体上套设有与其固定连接的缓冲环和安装环，所述缓冲环上开设有环形分布的通孔，所述通孔的内壁滑动连接有方杆，所述方杆远离潜航器本体的一端固定连接有保护板，所述方杆的左侧固定连接有限位块，所述通孔的内壁开设有与限位块滑动连接的限位槽，所述限位槽的内壁固定连接有弹簧一，所述安装环的左侧开设有环槽，所述环槽的内壁穿插有环形分布的电动推杆。本发明潜航器本体在受到卡住被困时，可以依次尝试三种脱困方式进行脱困，有效的降低设备失联导致的损失。

Description

一种基于海底多视角融合监测无人潜航器

技术领域

本发明涉及潜航器技术领域，更具体地说，涉及一种基于海底多视角融合监测无人潜航器。

背景技术

随着世界各国对海洋资源的不断深入研究，对海洋的争夺重点从近海转向深海。深海无人潜航器是实现深海开发利用的重要海洋工程装备。它通过搭载各种电子设备、机械装置，快速地潜浮于深海复杂环境中，实现对海洋的勘探、科考、开发、作业等，其技术水平在一定程度上标志着国家海洋资源勘探开发甚至海洋权益维护能力。

授权公告号CN 205916310 U的实用新型属于船舶与海洋工程装备及技术领域，特别涉及一种可在海底作业的深海无人潜航器。一种深海无人潜航器，它包括：潜航器主体、推进模块、前机械臂和后机械臂。本实用新型可通过可调浮力的潜航器主体使无人潜航器在深海中实时调整运动方向；通过推进模块的推力在深海中快速下潜、上浮以及巡游；通过前机械臂和后机械臂的上下摆动在深海中慢速巡游及实时调整左右运动方向。本实用新型同时具备大范围的快速运动能力、小范围准确移动定位能力以及抗洋流稳定能力，具有下潜、上浮时间短，稳定性强的特点，满足深海科学考察、环境监测、管道检测、取样、应急搜救等应用需求。

上述专利中所提到的深海无人潜航器在执行海底监测任务时，自身的防护效果较差，如遇到礁石或者珊瑚的磕碰，会导致深海无人潜航器破损，海水的压力则会将深海无人潜航器压碎，并且深海无人潜航器如果被礁石或者珊瑚卡住无法移动，自身脱困能力较差，无法脱困的同时，深海无人潜航器位于海底，不利于使用者进行营救，会导致深海无人潜航器丢失，所以需要一种基于海底多视角融合监测无人潜航器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于海底多视角融合监测无人潜航器。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，包括潜航器本体，所述潜航器本体上套设有与其固定连接的缓冲环和安装环，所述缓冲环上开设有环形分布的通孔，所述通孔的内壁滑动连接有方杆，所述方杆远离潜航器本体的一端固定连接有保护板，所述方杆的左侧固定连接有限位块，所述通孔的内壁开设有与限位块滑动连接的限位槽，所述限位槽的内壁固定连接有弹簧一，所述限位块的左侧开设有与弹簧一相适配的卡槽，所述弹簧一的另一端与卡槽的内壁相接触，所述安装环的左侧开设有环槽，所述环槽的内壁穿插有环形分布的电动推杆，所述环槽的内壁滑动连接有移动环，所述移动环的右侧与电动推杆固定连接，所述移动环的左侧固定连接有环形分布的驱动杆，所述驱动杆的左侧贯穿缓冲环并延伸至通孔的内部，所述方杆靠近潜航器本体的一侧开设有斜面，所述潜航器本体的左侧均安装有多个摄像头，所述潜航器本体的内部设置有导航系统。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述导航系统包括记录模块，所述记录模块设置于潜航器本体的内部，所述记录模块的输出端信号连接有储存模块，所述储存模块的输入端信号连接有调取模块，所述调取模块的输出端信号连接有处理模块，所述处理模块的输出端信号连接有控制模块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述潜航器本体包括主体与逃生舱，所述缓冲环和安装环的内侧固定在主体上，所述摄像头安装在主体上，所述主体上套设有与其固定连接的连接环，所述连接环的内侧与逃生舱相接触，所述连接环上穿插有环形分布的锁定杆，所述逃生舱的外侧开设有与锁定杆相适配的锁定孔，所述锁定杆靠近逃生舱的一端与锁定孔的内壁相接触，所述锁定杆上开设有卡孔，所述安装环上穿插有环形分布的插杆，所述插杆上固定连接有弹簧二，所述弹簧二的另一端与安装环固定连接，所述插杆的右端固定连接有锁定板，所述锁定板的外侧与插杆的右侧均与卡孔的内侧相接触，所述插杆的一侧固定连接有梯形块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述保护板的外侧固定连接有防护垫，所述防护垫为橡胶层。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述主体的左侧固定连接有环形分布的轨道条，相邻的两个所述轨道条之间滑动连接有清洁条，所述轨道条的内壁固定连接有弹簧三，所述弹簧三的另一端与清洁条相接触，所述轨道条上开设有脱离孔，所述清洁条的一侧固定连接有拉带，所述拉带另一端与保护板固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述驱动杆的左端开设有安装槽，所述安装槽的内壁转动连接有滚轮。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述主体的右侧固定连接有缓冲垫，所述缓冲垫的右侧与逃生舱相接触。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述锁定孔的内壁固定连接有缓冲套，所述缓冲套的内侧与锁定杆相接触。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案潜航器本体在海底进行多视角融合监测时，多个保护板可以构成一个桶状的防护结构对潜航器本体进行有效的防护，有效的降低潜航器本体受到磕碰导致破损的情况发生；

本方案潜航器本体在受到卡住无法移动时，可以通过三种脱困方式进行逃生，第一种是采用推动障碍物的方式尝试进行脱困，第二种采用丢弃防护结构缩小自身体积的脱困方式，第三种是丢弃监测所用到的设备只保留监测数据，进一步的缩小自身体积的方式；

本方案潜航器本体在受到卡住被困时，可以依次尝试上述三种脱困方式进行脱困，有效的降低设备失联导致的损失。

附图说明

图1为本发明所述无人潜航器的结构示意图；

图2为本发明所述拉绳与潜航器本体的位置关系图；

图3为本发明所述插杆与安装环的位置关系图；

图4为本发明所述潜航器的剖视图；

图5为本发明图4中潜航器A部的放大图；

图6为本发明图4中潜航器B部的放大图；

图7为本发明所述潜航器导航系统的原理图；

图8为本发明所述方杆上斜面从通孔内脱离后示意图；

图9为本发明所述限位块从限位槽内脱离后的示意图；

图10为本发明所述卡槽与弹簧一的位置示意图。

图中标号说明：

1、潜航器本体；101、主体；102、逃生舱；103、连接环；104、锁定杆；105、锁定孔；106、卡孔；107、插杆；108、弹簧二；109、锁定板；110、梯形块；2、缓冲环；3、安装环；4、通孔；5、方杆；6、保护板；7、限位块；701、卡槽；8、限位槽；9、弹簧一；10、环槽；11、电动推杆；12、移动环；13、驱动杆；14、斜面；15、摄像头；16、导航系统；161、记录模块；162、储存模块；163、调取模块；164、处理模块；165、控制模块；17、防护垫；18、轨道条；19、清洁条；20、弹簧三；21、脱离孔；22、拉带；23、滚轮；24、缓冲垫；25、缓冲套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；

请参阅图1-10，一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，包括潜航器本体1，潜航器本体1上套设有与其固定连接的缓冲环2和安装环3，缓冲环2上开设有环形分布的通孔4，通孔4的内壁滑动连接有方杆5，方杆5远离潜航器本体1的一端固定连接有保护板6，方杆5的左侧固定连接有限位块7，通孔4的内壁开设有与限位块7滑动连接的限位槽8，限位槽8的内壁固定连接有弹簧一9，限位块7的左侧开设有与弹簧一9相适配的卡槽701，弹簧一9的另一端与卡槽701的内壁相接触，安装环3的左侧开设有环槽10，环槽10的内壁穿插有环形分布的电动推杆11，环槽10的内壁滑动连接有移动环12，移动环12的右侧与电动推杆11固定连接，移动环12的左侧固定连接有环形分布的驱动杆13，驱动杆13的左侧贯穿缓冲环2并延伸至通孔4的内部，方杆5靠近潜航器本体1的一侧开设有斜面14，潜航器本体1的左侧均安装有多个摄像头15，潜航器本体1的内部设置有导航系统16。

本发明中，该监测无人潜航器在执行海底监测任务时，潜航器本体1上的多个摄像头15可以从多个视角对海底情况进行拍摄，进而达到多视角融合监测的目的，并且在海底巡航时，多个保护板6可以构成一个桶状的防护结构，该防护结构可以有效的避免潜航器本体1直接受到珊瑚或者礁石的磕碰，而且如果与珊瑚或者礁石发生碰撞时，保护板6代替潜航器本体1与珊瑚或者礁石直接接触，并且保护板6受到磕碰会带动方杆5在通孔4内壁滑动，方杆5接着会带动限位块7在限位槽8内壁滑动，过程中限位块7可以起到对方杆5限位的同时还会通过U字形的卡槽701对弹簧一9进行拉伸，弹簧一9的弹力效果会对该运动趋势进行缓冲，进而有效的降低冲击力对潜航器本体1造成的影响，起到保护潜航器本体1的作用；

潜航器本体1出行任务时，如果卡在珊瑚、礁石、淤泥或者海底沉船中无法移动时，开启电动推杆11，电动推杆11会带动移动环12移动，移动环12移动后会带动驱动杆13移动，驱动杆13会向通孔4内移动，驱动杆13移动的过程中会与方杆5上的斜面14接触，随着驱动杆13的移动，驱动杆13会对斜面14进行挤压，斜面14受到挤压后会带动方杆5沿着通孔4向缓冲环2外侧移动，过程中方杆5会带动保护板6移动，保护板6会远离潜航器本体1，接着反向启动电动推杆11，弹簧一9会通过卡槽701带动限位块7反向移动将保护板6复位，通过多次控制保护板6的来回移动，保护板6会将潜航器本体1周围的珊瑚、礁石、淤泥或者海底沉船推动，进而让潜航器本体1可以顺利的移动，达到自救脱困的目的；

如果推动潜航器本体1周围的珊瑚、礁石、淤泥或者海底沉船后，潜航器本体1还是无法移动时，只需持续开启电动推杆11，直到方杆5上的斜面14从通孔4脱离时(如说明书附图8所示)，此时通孔4会失去对方杆5左右方向的限位，接着开启驱动潜航器本体1移动，由于保护板6卡在珊瑚、礁石、淤泥或者海底沉船上，随着潜航器本体1的左移，方杆5会从通孔4内脱离且卡槽701会从弹簧一9上脱离，(如附图8、9、10所示)，接着保护板6会对潜航器本体1上脱离，潜航器本体1即可尝试移动，潜航器本体1通过将保护板6卸下可以有效的缩小自身体积，进而可以更好的脱困，有效的降低设备失联导致的损失，卡槽701在保护板6不卸下时，卡槽701始终是插接在弹簧一9的螺旋路径上，确保卡槽701可以与弹簧一9构成联动机构，而在保护板6拆卸时，卡槽701具有的开口方便随着保护板6的运动趋势与弹簧一9脱离，确保保护板6拆卸作业的正常进行；

请参阅图7，其中：导航系统16包括记录模块161，记录模块161设置于潜航器本体1的内部，记录模块161的输出端信号连接有储存模块162，储存模块162的输入端信号连接有调取模块163，调取模块163的输出端信号连接有处理模块164，处理模块164的输出端信号连接有控制模块165。

本发明中，在控制潜航器本体1移动的过程中，记录模块161会将潜航器本体1的每一次驱动方向以及驱动时间进行记录，储存模块162会对记录的到的潜航器本体1的行动路线进行储存，而且储存模块162可以对摄像头15拍摄的数据进行保存，在遇到设备卡住的情况并实现脱困后，调取模块163会调取潜航器本体1所在位置之前的行驶路线，处理模块164会将行驶路线进行倒置并传递给控制模块165，控制模块165会根据倒置后路线将潜航器本体1原路返回，进而提升潜航器本体1逃生的概率，进而提高装置的实用性。

请参阅图1～5，其中：潜航器本体1包括主体101与逃生舱102，缓冲环2和安装环3的内侧固定在主体101上，摄像头15安装在主体101上，主体101上套设有与其固定连接的连接环103，连接环103的内侧与逃生舱102相接触，连接环103上穿插有环形分布的锁定杆104，逃生舱102的外侧开设有与锁定杆104相适配的锁定孔105，锁定杆104靠近逃生舱102的一端与锁定孔105的内壁相接触，锁定杆104上开设有卡孔106，安装环3上穿插有环形分布的插杆107，插杆107上固定连接有弹簧二108，弹簧二108的另一端与安装环3固定连接，插杆107的右端固定连接有锁定板109，锁定板109的外侧与插杆107的右侧均与卡孔106的内侧相接触，插杆107的一侧固定连接有梯形块110。

本发明中，潜航器本体1有主体101与逃生舱102所构成，主体101内部主要安装监测所需的结构，逃生舱102内主要安装潜航器本体1的动力源以及存储设备，主体101与逃生舱102的连接通过锁定杆104与锁定孔105的配合进行，潜航器本体1在脱离保护板6后仍不能脱困时，使用者开启电动推杆11向右移动，移动环12会与插杆107接触并带动插杆107向右移动，插杆107接着会带动锁定板109从卡孔106内滑出，此时锁定杆104会失去限位，并且随着插杆107的移动，插杆107会带动梯形块110移动到卡孔106的内部，随着梯形块110的移动，梯形块110会带动锁定杆104从锁定孔105内移出，此时逃生舱102会失去与主体101的连接，接着可以控制逃生舱102移动脱困，逃生舱102会带着检测的数据脱困，进而提高装置的实用性。

请参阅图1、2与4，其中：保护板6的外侧固定连接有防护垫17，防护垫17为橡胶层。

本发明中，通过防护垫17的设置可以降低冲击力对保护板6的影响，进而提高装置的使用寿命。

请参阅图1、4与6，其中：主体101的左侧固定连接有环形分布的轨道条18，相邻的两个轨道条18之间滑动连接有清洁条19，轨道条18的内壁固定连接有弹簧三20，弹簧三20的另一端与清洁条19相接触，轨道条18上开设有脱离孔21，清洁条19的一侧固定连接有拉带22，拉带22另一端与保护板6固定连接。

本发明中，主体101上固定有密封窗，摄像头15在密封窗的内侧与海水隔绝，密封窗与海水接触，密封窗表面如果被淤泥或者海草遮挡时，通过调节保护板6的位置可以带动清洁条19移动，保护板6移动的过程中会通过拉带22带动清洁条19沿着两个轨道条18移动，清洁条19与密封窗接触，进而将密封窗表面的灰尘刮除，实现对密封窗的清洁，两个脱离孔21的设置可以在潜航器本体1脱困时，清洁条19可以沿着轨道条18内壁从脱离孔21滑出，避免对潜航器本体1移动造成影响，提高装置的实用性。

请参阅图4，其中：驱动杆13的左端开设有安装槽，安装槽的内壁转动连接有滚轮23。

本发明中，通过滚轮23的设置可以有效的降低驱动杆13与斜面14之间的摩擦力，进而提升装置运行的流畅度，进而提高装置的实用性。

请参阅图4，主体101的右侧固定连接有缓冲垫24，缓冲垫24的右侧与逃生舱102相接触。

本发明中，通过缓冲垫24的设置可以有效的对主体101与逃生舱102之间进行缓冲，进而降低两者之间出现破损的情况，提高装置的使用寿命。

请参阅图4，锁定孔105的内壁固定连接有缓冲套25，缓冲套25的内侧与锁定杆104相接触。

本发明中，通过缓冲套25的设置可以降低锁定杆104与锁定孔105之间的磨损，进而提高装置的实用性。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，包括潜航器本体(1)，其特征在于：所述潜航器本体(1)上套设有与其固定连接的缓冲环(2)和安装环(3)，所述缓冲环(2)上开设有环形分布的通孔(4)，所述通孔(4)的内壁滑动连接有方杆(5)，所述方杆(5)远离潜航器本体(1)的一端固定连接有保护板(6)，所述方杆(5)的左侧固定连接有限位块(7)，所述通孔(4)的内壁开设有与限位块(7)滑动连接的限位槽(8)，所述限位槽(8)的内壁固定连接有弹簧一(9)，所述限位块(7)的左侧开设有与弹簧一(9)相适配的卡槽(701)，所述弹簧一(9)的另一端与卡槽(701)的内壁相接触，所述安装环(3)的左侧开设有环槽(10)，所述环槽(10)的内壁穿插有环形分布的电动推杆(11)，所述环槽(10)的内壁滑动连接有移动环(12)，所述移动环(12)的右侧与电动推杆(11)固定连接，所述移动环(12)的左侧固定连接有环形分布的驱动杆(13)，所述驱动杆(13)的左侧贯穿缓冲环(2)并延伸至通孔(4)的内部，所述方杆(5)靠近潜航器本体(1)的一侧开设有斜面(14)，所述潜航器本体(1)的左侧均安装有多个摄像头(15)，所述潜航器本体(1)的内部设置有导航系统(16)。

2.根据权利要求1所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述导航系统(16)包括记录模块(161)，所述记录模块(161)设置于潜航器本体(1)的内部，所述记录模块(161)的输出端信号连接有储存模块(162)，所述储存模块(162)的输入端信号连接有调取模块(163)，所述调取模块(163)的输出端信号连接有处理模块(164)，所述处理模块(164)的输出端信号连接有控制模块(165)。

3.根据权利要求1所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述潜航器本体(1)包括主体(101)与逃生舱(102)，所述缓冲环(2)和安装环(3)的内侧固定在主体(101)上，所述摄像头(15)安装在主体(101)上，所述主体(101)上套设有与其固定连接的连接环(103)，所述连接环(103)的内侧与逃生舱(102)相接触，所述连接环(103)上穿插有环形分布的锁定杆(104)，所述逃生舱(102)的外侧开设有与锁定杆(104)相适配的锁定孔(105)，所述锁定杆(104)靠近逃生舱(102)的一端与锁定孔(105)的内壁相接触，所述锁定杆(104)上开设有卡孔(106)，所述安装环(3)上穿插有环形分布的插杆(107)，所述插杆(107)上固定连接有弹簧二(108)，所述弹簧二(108)的另一端与安装环(3)固定连接，所述插杆(107)的右端固定连接有锁定板(109)，所述锁定板(109)的外侧与插杆(107)的右侧均与卡孔(106)的内侧相接触，所述插杆(107)的一侧固定连接有梯形块(110)。

4.根据权利要求1所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述保护板(6)的外侧固定连接有防护垫(17)，所述防护垫(17)为橡胶层。

5.根据权利要求2所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述主体(101)的左侧固定连接有环形分布的轨道条(18)，相邻的两个所述轨道条(18)之间滑动连接有清洁条(19)，所述轨道条(18)的内壁固定连接有弹簧三(20)，所述弹簧三(20)的另一端与清洁条(19)相接触，所述轨道条(18)上开设有脱离孔(21)，所述清洁条(19)的一侧固定连接有拉带(22)，所述拉带(22)另一端与保护板(6)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述驱动杆(13)的左端开设有安装槽，所述安装槽的内壁转动连接有滚轮(23)。

7.根据权利要求3所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述主体(101)的右侧固定连接有缓冲垫(24)，所述缓冲垫(24)的右侧与逃生舱(102)相接触。

8.根据权利要求3所述的一种基于海底多视角融合监测无人潜航器，其特征在于：所述锁定孔(105)的内壁固定连接有缓冲套(25)，所述缓冲套(25)的内侧与锁定杆(104)相接触。