CN1189354C

CN1189354C - 人控机器鱼

Info

Publication number: CN1189354C
Application number: CNB021511667A
Authority: CN
Inventors: 华钟祥; 高其芳; 陈宜艇
Original assignee: SHANGHAI JINZUAN INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JINZUAN INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: CN1413877A

Abstract

一种人控机器鱼，包括：密封壳体；位于密封壳体内部的电力推进系统，电力推进系统包括推进电机，与推进电机相连并为其提供动力的电源，与推进电机相连的变速器以及由推进电机控制，用轴连接的位于密封壳体后端外的螺旋桨；位于密封壳体外侧，与电源和变速器连接的控制装置；以及将该人控机器鱼连接于人体的连接装置；人控机器鱼还包括位于密封壳体内部前端的观测系统，观测系统包括与电源相连的光源和收图象和/或声音传感器；与传感器相连的信号接收系统，信号接受系统包括通讯导线和信号接受器。因此，提供一种用于水下探测、水下作业、水下旅游的结构简单，携带方便，成本低的水下工具。

Description

人控机器鱼

技术领域

本发明涉及一种水下旅游用的航行装置，尤其涉及一种又可供水下探测用的观测航行装置。

背景技术

一直以来，深海是人们探索的目标，近年来，开发海洋的呼吁越来越高，水下机器人技术，水下自航体技术，都被称为新世纪热门技术。但是介质水的密度要比空气大800倍，航行体的航速和航程在水下极大地被束缚。且阳光不能照射到深海，使海底一片漆黑。水下更是雷达的盲区，火箭推进、数字通信等高新技术在水下均难显身手。而且水下旅游也成为人们的向往，但现在的水下旅游用具却价格昂贵，不容易推广。因此急需要一种大众化的，廉价的水下作业装置。

目前，可以用于水下作业的装置有水下摩托、潜水服、潜水艇等。水下摩托只可作为水下交通工具，且形态笨重携带不便，更是没有智能，只提供动力的机械。潜水服虽可以让人在水下活动自由，但是人的体力有限，因此航行距离和速度也有限。大型的潜水艇结构复杂、造价昂贵，不适宜推广，而用于旅游业的潜水游艇(参见中国专利号：ZL90104018)只能在上下浮动时才可观赏景物，并不能一边遨游一边观赏，另外，游客位于潜艇中并不能直接与海底生物接触。有些水下交通工具虽然体积小，但是却不能在航行的同时探测水下情况，并及时向岸上发送。

发明内容

本发明的目的是提供一种人控机器鱼，用于水下探测、水下旅游、水下交通。

本发明的另一目的是提供一种人控机器鱼，其具有简单的结构和低廉的成本。

本发明的另一目的是提供一种人控机器鱼，其可同时观测水下情况并传送记录。

一种人控机器鱼，包括：

密封壳体；位于密封壳体内部的电力推进系统，所述电力推进系统包括推进电机，与推进电机相连并为其提供动力的电源，与推进电机相连的变速器以及由推进电机控制，用轴连接的位于密封壳体后端外的螺旋桨；位于密封壳体外侧，与所述电源和变速器连接的控制装置；以及将人控机器鱼连接于人体的连接装置。

人控机器鱼还包括位于密封壳体内部前端的观测系统，观测系统包括与电源相连的光源和收图象和/或声音传感器；与传感器相连的信号接收系统，信号接受系统包括通讯导线和信号接受器。

图象传感器采用微型摄像头。声音传感器采用主被动联合声纳，包括水听器和发射机。声音传感器表面覆盖特种橡胶。

信号接收器位于密封壳体内部，用通讯导线与传感器相连。信号接收器位于岸上或船上，通讯导线团位于密封壳体内，一端与所述传感器相连，另一端延伸出密封壳体，与信号接收器连接。通讯导线团由双芯通信导线涂刷润滑脂绕制。

密封壳体后端有一延伸一定长度的放线管，通讯导线通过放线管延伸出密封壳体。通讯导线的比重等于或略大于海水。

所述密封壳体可以采用铝合金、钛合金等轻金属或工程塑料等高强度材料制成。密封壳体在连接处及轴伸处采用O型圈和机械密封。密封壳体可以是圆的、方的、纺锤体等利于克服水下阻力的形状。密封壳体的比重等于或略大于水。壳体上装有与所述电池相连的密封充电插头。密封壳体中装有加载压铁。

螺旋桨外有一防护罩。

电源可采用高储能电池，并可串并联所述电池，组成电池组。电池组采用模块结构，并可串并联所述电池组。

连接装置可以是与控制装置一体的把手，单独的脚套或背带等。

本发明的人控机器鱼主要由密封壳体、电力推进系统、观测系统、信号接收系统等组成。人控机器鱼由潜水员操纵和控制，并为潜水员提供前进的动力，扩大水下活动范围。人控机器鱼可以通过观测系统和通信导线与岸上信号接收器连接，使岸上的工作人员可以同步看到水下景物，获得水下环境和水下目标的信息和参数，并可与潜水员通话，发布指令等。因此组成水下探测的大系统，极大地提高水下作业地效率，大幅度降低水下探测，水下开发、水下作业的成本。

附图说明

图1是本发明的人控机器鱼的简单示意图；

图2是本发明的人控机器鱼的优选实施例的示意图；

图3是本发明的人控机器鱼的图象传感器的正面视图；

图4是本发明的人控机器鱼的声音传感器的正面视图。

具体实施方式

参照图1，是一个可以用背带16背负在身后的人控机器鱼装置。它具有一钛合金密封壳体5，安装在密封壳体5内的蓄电池6与推进电机8相连，为其提供动力。变速器7与推进电机8相连，通过调节变速器7，改变推进电机8的功率。推进电机8通过轴10与位于密封壳体后端外的螺旋桨11连接，控制螺旋桨11的转速，达到调速的目的。由于螺旋桨的旋转，推动周围的水流，带动潜水员移动。电源6和变速器7与控制装置9电性连接，并由控制装置9控制其开关和转速。同时，电池6与位于密封壳体5内部前端的光源1连接，为其提供能量来源。同时，位于壳体5前端的图象/声音传感器2，3通过双芯通信导线14与密封壳体5内的信号接收器4′相连，储存接收到的信息。

参照图2的人控机器鱼装置，它具有一PVC工程塑料制成的密封壳体5，锂电池6作为电源安装在密封壳体5内与推进电机8相连，为其提供动力。因为锂电池能量高、质量小，所以使人控机器鱼比用一般电池移动的距离长，且携带方便。变速器7与推进电机8相连，通过调节变速器7，改变推进电机8的功率。推进电机8通过轴10与位于密封壳体5后端外的螺旋桨11连接，控制螺旋桨11的转速，达到调速的目的。由于螺旋桨11的旋转，推动周围的水流，带动潜水员移动。同时，为了保护潜水员不被螺旋桨11打到或卷入螺旋桨11内，在螺旋桨11外用一如图2所述的防护罩12。电池6和变速器7与控制装置9电性连接，并由控制装置9控制其开关和转速，控制装置9位于连接装置16的把手上。电池6与位于密封壳体5内部前端的光源1连接，为其提供能量来源。同时，位于壳体5前端的微型摄像机作为图象传感器2。声音传感器3采用水听器和发射机，既可以被动的捕捉水下的背景噪声和目标信息；又可以主动的接受发射机的回波信号，探测目标的特征，如目标的方位，目标的距离，目标物的体积尺寸，目标物的材质等。并在水听器和发射机表面覆盖特种橡胶，提高声音传感器3的灵敏度。图象/声音传感器2，3与密封壳体5内的线团相连，线团4由双芯通信导线14采用特种技术，涂刷润滑脂绕制而成。线团4的外线头与图象/声音传感器2，3以及潜水员的话筒(未显示)等连接；线团4的内线头中心延伸到密封壳体5的后端，并通过密封壳体5与岸上的信号接收器(未显示)相连。人控机器鱼在水下前进时，线团4自动吐出通信导线14，边走边吐，因此前进时不会对通信导线14产生拉力，也就不会断裂。因此位于岸上或船上的科研人员可以直接在接收器上同步看到水下的景物，获得各种水下环境和水下目标的信息和参数。对突发事件及时作出反应，指导潜水员完成任务。因此，人控机器鱼、潜水员、岸上的接收器以及科研人员联合组成强大的水下探测大系统。

如图2所示，密封壳体5的后端可以有一伸出壳外一段距离的放线管13，通信导线14通过放线管13被放出密封壳体5外，放线管13对通信导线14起导向和保护的作用，防止通信导线14被卷入螺旋桨11。在放线的同时，水流通过放线管13进入线团腔4”，补充通信导线14放出后人控机器鱼失去的质量，使人控机器鱼不受浮力的影响，从而保持原状。

如图2所示，在密封壳体5中，观测系统1，2，3和信号接收系统4’之间装有一加载压铁15，调节总体的重心和浮心的距离，控制人控机器鱼的姿态角，便于潜水员操控人控机器鱼。

图象/声音传感器2，3的位置也可根据需要，自由配置，如图3和图4所示。

潜水员通过控制装置上的旋转开关，对推进电机实现无极变速，随心所欲调节螺旋桨转速，获得不同的推力和前进速度。

在密封壳体上可以装有密封充电插头(未显示)，对人控机器鱼进行充电时，无需经常打开密封壳体，可以直接对密封壳体内的电池进行充电，从而保证了人控机器鱼的密封性能。

另外，根据需要的不同，人控机器鱼可以串并联多个电池或电池组模块，加大人控机器鱼的使用时间以及推进电机8的功率。使人控机器鱼可以持续工作数小时，达到每小时数公里的前进速度。根据不同的电池配置，人控机器鱼的航程可以达到几公里乃至几十公里。

密封壳体5的材料可以采用铝合金、钛合金等其他轻金属，或者PVC等高强度工程塑料制成。

通信导线14的比重等于或略大于水，使人控机器鱼在水下的浮力接近零，便于上下自由运动。随着航程增加，放线越来越长，保持或适当减轻人控机器鱼的重量，适当增加人控机器鱼的正浮力，便于航行结束后的打捞回收。

人控机器鱼的密封壳体的连接处和轴身处采用O型圈和机械密封，保证密封性能。

潜水员除了用手操纵人控机器鱼外，还可把人控机器鱼套在腿上或穿在背上，用脚趾或嘴操纵变速开关，解放潜水员双手，提高效率。

本发明并不受以上实施例的限制，本技术领域的普通技术人员不用创造性思考就可得出的，都在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种人控机器鱼，包括：

密封壳体；

位于密封壳体内部的电力推进系统，所述电力推进系统包括推进电机，与推进电机相连并为其提供动力的电源，与推进电机相连的变速器以及由推进电机控制，用轴连接的位于密封壳体后端外的螺旋桨；

位于密封壳体外侧，与所述电源和变速器连接的控制装置；以及

将所述人控机器鱼连接于人体的连接装置；

其特征在于，其中所述人控机器鱼还包括：

位于密封壳体内部前端的观测系统，所述观测系统包括与电源相连的光源和接收图象和/或声音的传感器；

与所述传感器相连的信号接收系统，所述信号接受系统包括：

位于岸上或船上的信号接收器；

位于密封壳体内的通讯导线团，所述通讯导线团一端与所述传感器相连，另一端延伸出密封壳体，与所述信号接收器连接。

2.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述图象传感器采用微型摄像头。

3.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述声音传感器采用主被动联合声纳，包括水听器和发射机，所述声音传感器表面覆盖特种橡胶。

4.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述通讯导线团由双芯通信导线涂刷润滑脂绕制，所述通讯导线的比重等于或略大于海水。

5.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述密封壳体后端有一延伸一定长度的放线管，所述通讯导线通过放线管延伸出密封壳体。

6.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述电源可采用高储能电池，并可串并联所述电池，组成电池组，电池组采用模块结构，并可串并联所述电池组，所述密封壳体上装有与所述电池相连的密封充电插头。

7.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述密封壳体中有一加载压铁。

8.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述螺旋桨外有一防护罩。

9.如权利要求1所述的人控机器鱼，其特征在于，其中所述连接装置可以是与控制装置一体的把手、单独的脚套或背带。