CN212099297U - 一种水下机器人应急保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水下机器人领域，提供了一种水下机器人应急保护装置，包括驱动装置和配重装置，配重装置用于平衡水下机器人的浮力，并在水下机器人失控时掉落，使水下机器人的浮力大于重力，自动浮出水面。本实用新型具有结构简单、功耗低、运行可靠的特点，能够提升水下机器人系统运行的安全性；本实用新型完全独立于水下机器人的控制系统，最大限度地减少与水下机器人系统的联系，以保证应急保护装置的运行。

Description

一种水下机器人应急保护装置

技术领域

本实用新型属于水下机器人领域，涉及一种应急保护装置，特别涉及一种水下机器人应急保护装置。

背景技术

水下机器人在完成水下观察或作业任务后，会按照程序上浮到水面，向操控人员发送位置坐标，由操控人员进行回收处理。但在实际使用过程中，会由于水下机器人主控程序故障、电源故障、驱动装置故障等原因，使得水下机器人在使用过程中，发生不能上浮、沉入水底、丢失的危险状况。

因此，需要一种应急保护装置，用于保护水下机器人出现上述故障现象后，仍然可以浮出水面，向操控人员发出定位信息，等待救援。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种水下机器人应急保护装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种水下机器人应急保护装置，包括驱动装置和配重装置，所述配重装置用于平衡水下机器人的浮力，并在水下机器人失控时掉落，使水下机器人的浮力大于重力，自动浮出水面。

本实用新型的工作原理：水下机器人在工作时是零浮力或微正浮力(浮力略大于重力)的状态，深度传感模块可实时检测水下机器人的深度，当水下机器人的深度值超出误差允许的范围后，水下机器人与应急保护装置之间进行信息的传递和反馈，若确认水下机器人出现故障，无法自行浮出水面，应急保护装置会开启应急保护，开启驱动装置将配重模块释放，水下机器人失去配重后浮力大于重力，自动上浮直至浮出水面，定位模块定位水下机器人的位置，等待操控人员救援。

作为优选，所述配重装置包括连接装置与配重重块，所述连接装置与配重重块之间为可拆卸连接。

作为优选，所述配重重块包括连接重块和并列重块，所述连接重块与连接装置之间为可拆卸连接；所述连接重块与并列重块之间为可拆卸连接，所述并列重块与并列重块之间也为可拆卸连接。

作为优选，所述配重装置设置在水下机器人的内部。

作为优选，所述配重装置设置在水下机器人的外部，所述水下机器人上还设有用于辅助配重装置掉落的辅助掉落装置。

作为优选，所述连接重块上设有限位件，所述辅助掉落装置上设有与限位件相配合的限位槽。

作为优选，所述连接重块靠近连接装置的一侧设有第一凹槽，所述连接重块靠近并列重块的一侧设有第二凹槽；所述并列重块靠近连接重块的一侧设有凸块，远离连接重块的一侧设有第二凹槽，所述凸块与第二凹槽相匹配；所述连接装置与连接重块通过第一凹槽与连接装置的配合可拆卸连接，连接重块与并列重块之间通过凸块与第二凹槽的配合可拆卸连接，两个所述并列重块也可通过凸块与第二凹槽的配合可拆卸连接。

作为优选，所述连接装置为螺杆。

作为优选，所述辅助掉落装置设置在配重装置的上侧，防止辅助掉落装置阻碍配重装置的掉落。

作为优选，所述驱动装置为电机。

作为优选，所述电机包括直流电机和减速机。

作为优选，所述应急装置中还设有定位模块，所述定位模块包括深度传感模块，所述深度传感模块用于实时检测水下机器人的深度。

作为优选，所述定位模块还包括北斗定位模块，所述北斗定位模块用于水下机器人浮出水面后，定位水下机器人当前的位置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型具有结构简单、功耗低、运行可靠的特点，能够提升水下机器人装置运行的安全性；本实用新型中的配重装置可设在水下机器人内部、减少对水下机器人工作时的干扰，也可以设置在水下机器人外部、减少水下机器人的内部体积及制作成本；使用者可根据需要自行选择。

2、本实用新型完全独立于水下机器人的控制系统，供电装置、定位模块、驱动装置均不使用水下机器人的设备，最大限度地减少与水下机器人装置的联系，以保证应急保护装置的运行。

3、定位模块中，深度传感器用于实时地检测水下机器人的深度信息，深度作为评估水下机器应急状态的重压信息；北斗定位模块用于水下机器人启动应急保护装置，浮出水面后向操控台发送水下机器人当前位置信息，以及当前处于应急模式的信息。

4、本实用新型中的电机是释放重块的执行机构，包括直流电机和减速机，具有防水使用的特点。

5、配重模块用于调节水下机器人的重力与浮力平衡，一旦重块释放后，水下机器人的受到浮力就大于重力，使其浮出水面。为了方便重力配置，本实用新型中将重块进行组合化分解，由多个重块小型重块组合成一个大型重块，这样的好处是装置的适用性更广，同时在释放重块时更加的容易实现。

6、连接重块两侧都设计有凹槽，并列重块一侧设计有凸起，另一侧有第二凹槽，那么一个连接重块就可以和多个并列重块配合，组合成一个两侧均为凹槽的大型重块，重量可以按照水下机器人的需要进行设计。凹槽设计主要是方便重块在水下机器人上的按照与固定，只要两端有相应形状的凸起物抵住重块凹槽，就可以实现重块的固定。

7、连接装置为螺杆，初始状态下，螺杆头部抵住连接重块的第一凹槽，开始释放时，电机带动螺杆旋转，螺杆转动后，螺杆头部不能再顶紧重块，重块将掉落，完成释放功能。

附图说明

图1是实施例1中配重装置的结构示意图；

图2是实施例1中配重装置的结构示意图；

图3是实施例1中配重装置另一角度的结构示意图；

图4是实施例2中水下机器人与应急保护装置的结构示意图；

图5是实施例2中配重装置的结构示意图；

图6是实施例2中配重装置另一角度的结构示意图；

图7是图4中A部的局部放大图；

图中，0、水下机器人；1、连接装置；2、连接重块；3、并列重块；4、第一凹槽；5、第二凹槽；6、凸块；7、辅助掉落装置；8、限位件；9、限位槽。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

在此，给出本实用新型的两种实施方式。

实施例1

如图所示，一种水下机器人应急保护装置，包括驱动装置和配重装置，配重装置用于平衡水下机器人0的浮力，并在水下机器人0失控时掉落，使水下机器人0的浮力大于重力，自动浮出水面。

水下机器人0在工作时是零浮力或微正浮力(浮力略大于重力)的状态，深度传感模块可实时检测水下机器人0的深度，当水下机器人0的深度值超出误差允许的范围后，水下机器人0与应急保护装置之间进行信息的传递和反馈，若确认水下机器人0出现故障，无法自行浮出水面，应急保护装置会开启应急保护，开启驱动装置将配重模块释放，水下机器人0失去配重后浮力大于重力，自动上浮直至浮出水面，定位模块定位水下机器人0的位置，等待操控人员救援。

所述配重装置设置在水下机器人0的内部。配重装置包括连接装置1与配重重块，连接装置1与配重重块之间为可拆卸连接。配重重块包括连接重块2和并列重块3，连接重块2与连接装置1之间为可拆卸连接；连接重块2与并列重块3之间为可拆卸连接，并列重块3与并列重块3之间也为可拆卸连接。连接重块2靠近连接装置1的一侧设有第一凹槽4，连接重块2靠近并列重块3的一侧设有第二凹槽5；并列重块3靠近连接重块2的一侧设有凸块6，远离连接重块2的一侧设有第二凹槽5，凸块6与第二凹槽5相匹配；连接装置1与连接重块2通过第一凹槽4与连接装置1的配合可拆卸连接，连接重块2与并列重块3之间通过凸块6与第二凹槽5的配合可拆卸连接，两个并列重块3也可通过凸块6与第二凹槽5的配合可拆卸连接。配重模块用于调节水下机器人0的重力与浮力平衡，一旦重块释放后，水下机器人0的受到浮力就大于重力，使其浮出水面。为了方便重力配置，本实用新型中将重块进行组合化分解，由多个重块小型重块组合成一个大型重块，这样的好处是装置的适用性更广，同时在释放重块时更加的容易实现。连接重块2两侧都设计有凹槽，并列重块3一侧设计有凸起，另一侧有第二凹槽5，那么一个连接重块2就可以和多个并列重块3配合，组合成一个两侧均为凹槽的大型重块，重量可以按照水下机器人0的需要进行设计。凹槽设计主要是方便重块在水下机器人0上的按照与固定，只要两端有相应形状的凸起物抵住重块凹槽，就可以实现重块的固定。

连接装置1为螺杆，连接装置1为螺杆，初始状态下，螺杆头部抵住连接重块2的第一凹槽4，开始释放时，电机带动螺杆旋转，螺杆转动后，螺杆头部不能再顶紧重块，重块将掉落，完成释放功能。驱动装置为电机，电机包括直流电机和减速机。本实用新型中的电机是释放重块的执行机构，包括直流电机和减速机，具有防水使用的特点。

应急装置中还设有定位模块，定位模块包括深度传感模块，深度传感模块用于实时检测水下机器人0的深度。定位模块还包括北斗定位模块，北斗定位模块用于水下机器人0浮出水面后，定位水下机器人0当前的位置。定位模块中，深度传感器用于实时地检测水下机器人0的深度信息，深度作为评估水下机器应急状态的重压信息；北斗定位模块用于水下机器人0启动应急保护装置，浮出水面后向操控台发送水下机器人0当前位置信息，以及当前处于应急模式的信息。

本实用新型完全独立于水下机器人0的控制系统，供电装置、定位模块、驱动装置均不使用水下机器人0的设备，最大限度地减少与水下机器人0装置的联系，以保证应急保护装置的运行。

本实用新型具有结构简单、功耗低、运行可靠的特点，能够提升水下机器人0装置运行的安全性，本实施例中的配重装置设在水下机器人内部，可减少对水下机器人工作时的干扰，避免与水下设施碰撞剐蹭。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

配重装置设置在水下机器人0的外部，水下机器人上还设有用于辅助配重装置掉落的辅助掉落装置7。连接重块2上设有限位件8，辅助掉落装置7上设有与限位件8相配合的限位槽9。辅助掉落装置7设置在配重装置的上侧，防止辅助掉落装置7阻碍配重装置的掉落。连接装置1为螺杆，螺杆在释放配重重块时，运动方向为向水下机器人0一侧运动。

本实施例中的配重装置设置在水下机器人外部，可减少水下机器人的内部体积及制作成本。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，包括驱动装置和配重装置，所述配重装置用于平衡水下机器人(0)的浮力，并在水下机器人(0)失控时掉落，使水下机器人(0)的浮力大于重力，自动浮出水面。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述配重装置包括连接装置(1)与配重重块，所述连接装置(1)与配重重块之间为可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述配重重块包括连接重块(2)和并列重块(3)，所述连接重块(2)与连接装置(1)之间为可拆卸连接；所述连接重块(2)与并列重块(3)之间为可拆卸连接，所述并列重块(3)与并列重块(3)之间也为可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述配重装置设置在水下机器人(0)的内部。

5.根据权利要求4所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述连接重块(2)靠近连接装置(1)的一侧设有第一凹槽(4)，所述连接重块(2)靠近并列重块(3)的一侧设有第二凹槽(5)；所述并列重块(3)靠近连接重块(2)的一侧设有凸块(6)，远离连接重块(2)的一侧设有第二凹槽(5)，所述凸块(6)与第二凹槽(5)相匹配；所述连接装置(1)与连接重块(2)通过第一凹槽(4)与连接装置(1)的配合可拆卸连接，连接重块(2)与并列重块(3)之间通过凸块(6)与第二凹槽(5)的配合可拆卸连接，两个所述并列重块(3)也可通过凸块(6)与第二凹槽(5)的配合可拆卸连接。

6.根据权利要求3所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述配重装置设置在水下机器人(0)的外部，所述水下机器人(0)上还设有用于辅助配重装置掉落的辅助掉落装置(7)。

7.根据权利要求6所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述连接重块(2)靠近连接装置(1)的一侧设有第一凹槽(4)，所述连接重块(2)靠近并列重块(3)的一侧设有第二凹槽(5)；所述并列重块(3)靠近连接重块(2)的一侧设有凸块(6)，远离连接重块(2)的一侧设有第二凹槽(5)，所述凸块(6)与第二凹槽(5)相匹配；所述连接装置(1)与连接重块(2)通过第一凹槽(4)与连接装置(1)的配合可拆卸连接，连接重块(2)与并列重块(3)之间通过凸块(6)与第二凹槽(5)的配合可拆卸连接，两个所述并列重块(3)也可通过凸块(6)与第二凹槽(5)的配合可拆卸连接；所述连接重块(2)上设有限位件(8)，所述辅助掉落装置(7)上设有与限位件(8)相配合的限位槽(9)。

8.根据权利要求4或6所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述连接装置(1)为螺杆。

9.根据权利要求6所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述辅助掉落装置(7)设置在配重装置的上侧，防止辅助掉落装置(7)阻碍配重装置的掉落。

10.根据权利要求1所述的一种水下机器人应急保护装置，其特征在于，所述驱动装置为电机。

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