CN207917112U

CN207917112U - 一种小型挂载式水下机器人平台装置

Info

Publication number: CN207917112U
Application number: CN201820009745.8U
Authority: CN
Inventors: 赖欣; 陈洪江; 马伟; 杨进; 汪春浦; 胡泽; 刘鹏理; 彭天宇; 刘志强; 刘雪梅; 张航; 陈绅城; 孙奕楠; 李维
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2028-01-04

Abstract

本实用新型涉及一种小型挂载式水下机器人平台装置。它是一种可控性高外置挂载式的小型水下平台装置，用于海上石油平台的水下缺陷检测、海底线缆损坏检测以及水下管道损坏具体位置的检测等领域。其技术方案：该平台装置是由仿海龟式壳体、水下推进器、功能挂载系统、摄像系统、信号处理分析传输系统组成，仿海龟式壳体是由半球形壳体通过螺孔C与主体支架相连接，内部脐带线通过主体支架的格兰头引出；主信号处理传输系统置于水下机器人平台半球形壳体的内部，从信号处理传输系统A置于外置挂载件A内部,从信号处理传输系统B置于外置挂载件B内部。本装置结构简单易于维护，功能挂载系统的外置挂载式设计与小型化设计提升了设备的适用性。

Description

一种小型挂载式水下机器人平台装置

技术领域

本实用新型涉及一种小型挂载式水下机器人平台装置，是一种利用多模块化可控性高的小型水下平台装置，用于海上石油平台的水下缺陷检测、海底线缆损坏检测以及水下管道损坏具体位置的检测等领域。

背景技术

随着各国的经济快速的发展和世界人口的不断增加，人类消耗资源的速度与总量都在不断的增加，但是陆地上的资源有限，为了生存和发展，人类开始向其他地方进军，海洋的开发就是这一大进军的前沿阵地。海洋，其总面积约为3.6亿平方公里，约占地球表面积的71％，其中的矿产资源也极为丰富，各种矿产资源是现如今陆地上发现资源的几十倍到几千倍不等，因此，海洋探测与开发具有极强的吸引力与挑战性。

现如今，随着人类对海洋的开发逐步加大，海底设施也逐渐的增多，与此同时也伴随着海底作业量的加大，海底设施的故障总数也增加，并且海底环境恶劣，不适于人长时间的在海底工作，为减少人类在开发海洋过程中的危险性和高成本，于是人们使用水下机器人来代替，通过水下机器人来实现对海洋的开发。

目前，海洋领域的发展对水下机器人平台的需求越来越大，例如海上石油平台的水下缺陷检测、海底线缆损坏检测以及水下管道损坏具体位置的检测，但是目前单一功能的水下机器人占据多数，存在检修的速度较为缓慢，使用环境单一，成本较高的问题。所以急需实用新型一种小型多功能水下机器人平台装置。

发明内容

本实用新型的目的是：为了克服现有水下机器人装置功能单一，提供一种多功能模块化可控性高的小型挂载式水下机器人平台装置。

本实用新型利用卡扣式的模块设计，搭载功能的检测模块以及摄像系统来达到水下设备检测目的。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种小型挂载式水下机器人平台装置是由仿海龟式壳体、水下推进器、功能挂载系统、摄像系统、信号处理分析传输系统组成，其特征在于：该平台装置是由仿海龟式壳体(1)和功能挂载系统的外置挂载件A(8)与外置挂载件B(33)组成，所述仿海龟式壳体(1)是由半球形壳体(2)通过螺孔C(3)与主体支架(4)相连接，两者之间夹有密封垫圈(5)，内部脐带线通过主体支架(4)的格兰头(6)引出，脐带线再固定在主体支架尾部的空心圆环(7)；外置挂载件A(8)与外置挂载件B(33)通过主体支架(4)底部的卡扣(9)固定，两个卡扣(9)整体连接在主体支架(4)上，卡扣(9)属于主体支架(4)的一部分；所述水下推进器(10)由电机(11)、螺旋桨(12)和涵道(13)组成，电机(11)和螺旋桨(12)相连固定在涵道(13)上，涵道通过螺孔A(14)固定在主体支架(4)上；所述摄像系统(15)是由防水CCD摄像机(16)与照明LED阵列(17)组成，两个照明LED阵列(17)左右安装在防水CCD摄像机(16)两侧，摄像系统(15)固定在主体支架(4)前端底部；所述信号处理分析传输系统由主信号处理传输系统(18)、从信号处理传输系统A(19)、从信号处理传输系统B(20)和上位机系统(34)组成，主信号处理传输系统(18)置于水下机器人平台半球形壳体(2)的内部，从信号处理传输系统A(19)置于外置挂载件A(8)内部,从信号处理传输系统B(20)置于外置挂载件B(33)内部；主信号处理传输系统(18)包括数据收发模块B(29)、MCU B(27)、电机驱动电路(28)、摄像机数据采集模块(21)，水下推进器(10)与电机驱动电路(28)相连，防水CCD摄像机(16)与摄像机数据采集模块(21)相连，电机驱动电路(28)和摄像机数据采集模块(21)再与MCU B(27)相连接，MCU B(27)再与数据收发模块B(29)连接；从信号处理传输系统A(19)包括数据收发模块A(22)、MCU A(23)、模数转换器(24)、传感器采集模块(25)、数据存储器(26)与程序存储器(32)，传感器采集模块(25)与模数转换器(24)相连接，将采集的模拟信号进行A/D转化为数字信号，再将数字信号传输给MCU A(23)进行处理分析，MCU A(23)同时与数据存储器(26)和程序存储器(32)双向连接，MCU A(23)处理后的信号一方面发送到数据存储器(26)，另一方面通过数据收发模块A(22)发送至半球形壳体(2)内部主信号处理传输系统A(18)的MCU B(27)，从信号处理传输系统B(20)与从信号处理传输系统A(19)的连接方式相同；上位机系统(34)包括上位机(31)和数据收发模块C(30)，上位机(31)通过数据收发模块C(30)发送给主信号处理传输系统(18)的数据收发模块B(29)，MCU B(27)再将数据收发模块B(29)所接收到的控制信号进行分析，发送给电机驱动电路(28)，来自从信号处理传输系统A(19)、从信号处理传输系统B(20)、摄像机数据采集模块(21)三部分的信号数据通过主信号处理传输系统(18)中的MCU B(27)处理后，再通过主信号处理传输系统(18)中的数据收发模块B(29)传输给上位机系统(34)中的数据收发模块C(30)，最后发送给上位机(31)。小型挂载式水下机器人平台装置，其特征在于：所述功能挂载系统采用卡扣实现可拆卸的多功能挂载的设置，外置挂载件A(8)中的两个卡扣(9)位于挂载圆筒(36)两端，卡扣(9)用螺孔B(35)夹紧挂载圆筒(36)；外置挂载件B(33)的特征与外置挂载件A(8)相同。

本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型使用仿海龟壳体设计，使结构简化方便易于维护，减少了维护成本；(2)本装置采用了功能挂载系统的外置挂载式设计，可以根据不同的监测环境换取不同的功能模块，大大提升了设备的适用性；(3)本装置采用了小型化设计，使本装置能适应各种水下狭小的环境，同时还减少了成本，提高了结构的紧凑性与对多变的深海的适应能力。

附图说明

图1是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的整体装配图。

图2是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的仰视图。

图3是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的正视图。

图4是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的俯视图。

图5是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的水下推进器。

图6是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的摄像系统。

图7是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的外置挂载件。

图8是本实用新型的小型挂载式水下机器人平台装置的信号传输处理框图。

图中：1、仿海龟式壳体，2、半球形壳体，3、螺孔C，4、主体支架，5、密封垫圈，6、格兰头，7、空心圆环，8、外置挂载件A，9、卡扣，10、水下推进器，11、电机(11)，12、螺旋桨，13、涵道，14、螺孔A(14)，15、摄像系统，16、防水CCD摄像机，17、照明LED阵列，18、主信号处理传输系统，19、从信号处理传输挂载系统A，20、从信号处理传输挂载系统B，21、摄像机数据采集模块，22、数据收发模块A，23、MCU A，24、模数转换器，25、传感器采集模块，26、数据存储器，27、MCU B，28、电机驱动电路，29、数据收发模块B，30、数据收发模块C，31、上位机，32、程序存储器，33、外置挂载件B，34、上位机系统，35、螺孔B，36、挂载圆筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

如图1、2、7所示一种小型挂载式水下机器人平台装置的功能挂载系统是本实施例一，其功能挂载系统包括：外置挂载件A(8)与外置挂载件B(33)；外置挂载件A(8)与外置挂载件B(33)均由以下部分组成与固定，卡扣(9)整体属于主体支架(4)的一部分，每两个卡扣(9)分别通过卡扣两端的螺孔B(35)来锁紧固定一个挂载圆筒(36)，每次更换功能挂载系统时，拧松螺孔B(35)则可去下挂载圆筒(36)；挂载圆筒(36)内部则分别装入从信号处理传输挂载系统A(19)和从信号处理传输挂载系统B(20)。

实施例二

如图3、7、8所示一种小型挂载式水下机器人平台装置从信号处理传输挂载系统A、B是本实施例二，从信号处理传输挂载系统A(19)安装于外置挂载件A(8)中，其包括数据收发模块A(22)、MCU A(23)、模数转换器(24)、传感器采集模块(25)、数据存储器(26)与程序存储器(32)，当从信号处理传输挂载系统采集数据时，传感器采集模块(25)采集到的模拟信号传输给模数转换器(24)，将采集的模拟信号进行A/D转化为数字信号，再将数字信号传输给MCU A(23)进行处理分析，MCU A(23)同时与数据存储器(26)和程序存储器(32)双向连接，MCU A(23)处理后的信号一方面发送到数据存储器(26)，另一方面通过数据收发模块A(22)发送至半球形壳体(2)内部主信号处理传输系统A(18)。从信号处理传输挂载系统B(20)的信号采集处理传输与存储均与从信号处理传输挂载系统A(19)一致。

实施例三

如图4、8所示一种小型挂载式水下机器人平台装置主信号处理传输系统是本实施例三，主信号处理传输系统(18)安装在水下机器人平台半球形壳体(2)的内部，主信号处理传输系统(18)包括数据收发模块B(29)、MCU B(27)、电机驱动电路(28)、摄像机数据采集模块(21)；主信号处理传输系统(18)中的MCU B(27)接收来自从信号处理传输挂载系统A(19)、从信号处理传输挂载系统B(20)和摄像机数据采集模块(21)的信号，信号经过MCU B(27)处理后，再通过数据收发模块B(29)和数据收发模块C(30)传输给上位机(31)进行处理分析和显示，上位机(31)发出的控制信号也通过数据收发模块B(29)和数据收发模块C(30)传输给MCU B(27)，MCU B(27)再将控制信号进行解析，发送给电机驱动电路(28)，从而实现对小型挂载式水下机器人平台装置的控制。

实施例四

如图1、6、7所示一种小型挂载式水下机器人平台装置的摄像系统是本实施例四，其包括：防水CCD摄像机(16)与照明LED阵列(17)，防水CCD摄像机(16)位于摄像系统中间，防水CCD摄像机(16)两边各分布含四枚LED的照明LED阵列(17)；当小型挂载式水下机器人平台装置启动后，照明LED阵列(17)则常亮，防水CCD摄像机(16)采集到的图像发送到MCU B(27)，MCU B(27)再通过数据收发模块B(29)与数据收发模块C(30)将图像发送到上位机(31)显示。

Claims

1.一种小型挂载式水下机器人平台装置，该平台装置由仿海龟式壳体、水下推进器、功能挂载系统、摄像系统、信号处理分析传输系统组成，其特征在于：所述仿海龟式壳体(1)是由半球形壳体(2)通过螺孔C(3)与主体支架(4)相连接，两者之间夹有密封垫圈(5)，内部脐带线通过主体支架(4)的格兰头(6)引出，脐带线再固定在主体支架尾部的空心圆环(7)；外置挂载件A(8)与外置挂载件B(33)通过主体支架(4)底部的卡扣(9)固定，两个卡扣(9)整体连接在主体支架(4)上，卡扣(9)属于主体支架(4)的一部分；所述水下推进器(10)由电机(11)、螺旋桨(12)和涵道(13)组成，电机(11)和螺旋桨(12)相连固定在涵道(13)上，涵道通过螺孔A(14)固定在主体支架(4)上；所述摄像系统(15)是由防水CCD摄像机(16)与照明LED阵列(17)组成，两个照明LED阵列(17)左右安装在防水CCD摄像机(16)两侧，摄像系统(15)固定在主体支架(4)前端底部；信号处理分析传输系统由主信号处理传输系统(18)、从信号处理传输挂载系统A(19)、从信号处理传输挂载系统B(20)和上位机系统(34)组成，主信号处理传输系统(18)置于水下机器人平台半球形壳体(2)的内部，从信号处理传输挂载系统A(19)置于外置挂载件A(8)内部,从信号处理传输挂载系统B(20)置于外置挂载件B(33)内部；主信号处理传输系统(18)包括数据收发模块B(29)、MCU B(27)、电机驱动电路(28)、摄像机数据采集模块(21)，水下推进器(10)与电机驱动电路(28)相连，防水CCD摄像机(16)与摄像机数据采集模块(21)相连，电机驱动电路(28)和摄像机数据采集模块(21)再与MCU B(27)相连接，MCU B(27)再与数据收发模块B(29)连接；从信号处理传输挂载系统A(19)包括数据收发模块A(22)、MCU A(23)、模数转换器(24)、传感器采集模块(25)、数据存储器(26)与程序存储器(32)，传感器采集模块(25)与模数转换器(24)相连接，将采集的模拟信号进行A/D转化为数字信号，再将数字信号传输给MCU A(23)进行处理分析，MCU A(23)同时与数据存储器(26)和程序存储器(32)双向连接，MCUA(23)处理后的信号一方面发送到数据存储器(26)，另一方面通过数据收发模块A(22)发送至半球形壳体(2)内部主信号处理传输系统A(18)的MCU B(27)，从信号处理传输挂载系统B(20)与从信号处理传输挂载系统A(19)的连接方式相同；上位机系统(34)包括上位机(31)和数据收发模块C(30)，上位机(31)通过数据收发模块C(30)发送给主信号处理传输系统(18)的数据收发模块B(29)，MCU B(27)再将数据收发模块B(29)所接收到的控制信号进行分析，发送给电机驱动电路(28)，来自从信号处理传输挂载系统A(19)、从信号处理传输挂载系统B(20)、摄像机数据采集模块(21)三部分的信号数据通过主信号处理传输系统(18)中的MCU B(27)处理后，再通过主信号处理传输系统(18)中的数据收发模块B(29)传输给上位机系统(34)中的数据收发模块C(30)，最后发送给上位机(31)。

2.根据权利要求1所述的小型挂载式水下机器人平台装置，其特征在于：所述功能挂载系统采用卡扣实现可拆卸的多功能挂载的设置，外置挂载件A(8)中的两个卡扣(9)位于挂载圆筒(36)两端，卡扣(9)用螺孔B(35)夹紧挂载圆筒(36)；外置挂载件B(33)的特征与外置挂载件A(8)相同。