CN213109743U - 一种水下机器人应急保护回收装置 - 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回收装置，包括液压装置，所述液压装置包括驱动装置、活塞、油缸和耐压油囊，所述油缸内有液压油；当水下机器人失控时，所述驱动装置控制活塞向耐压油囊方向运动，将油缸内的液压油压至耐压油囊中，使耐压油囊体积变大、浮力变大，带动水下机器人上浮至水面。本实用新型具有无需拆装的特点，使用上不受作业水深的限制，可重复使用，使用寿命长，结构简单、功耗低、运行可靠，能够提升水下机器人系统运行的安全性。

Description

一种水下机器人应急保护回收装置

技术领域

本实用新型属于水下机器人领域，涉及一种水下机器人应急保护回收装置。

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、驱动系统故障等原因，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，需要一种应急保护回收装置，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回收装置。

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回收装置，包括液压装置，所述液压装置包括驱动装置、活塞、油缸和耐压油囊，所述油缸内有液压油；当水下机器人失控时，所述驱动装置控制活塞向耐压油囊方向运动，将油缸内的液压油压至耐压油囊中，使耐压油囊体积变大、浮力变大，带动水下机器人上浮至水面。

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，深度传感装置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回收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，应急回收系统会开启应急保护，液压装置开启，使水下机器人上浮直至浮出水面，定位装置定位水下机器人的位置，等待操控人员救援。

作为优选，所述应急保护回收装置完全独立于水下机器人的控制系统。

作为优选，所述驱动装置还可控制活塞向远离耐压油囊的方向运动，将耐压油囊内的液压油抽回油缸，以便再次使用。

作为优选，还包括防破装置，所述防破装置包括设置在耐压油囊外的防破气囊，所述应急保护回收装置中还设有为防破气囊充气的储气装置，以及设置在储气装置与防破气囊之间的阀门。

作为优选，所述驱动装置包括直线电机，所述直线电机与活塞连接，通过直线电机的正、反转实现活塞机构的前进与后退。

作为优选，所述油缸装置在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应体积的液压油。

作为优选，所述防破气囊与耐压油囊之间的气压大于常压。

作为优选，所述防破气囊和耐压油囊之间还设有压力传感器。

作为优选，所述储气装置在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应压强的气体，使储气压强与油缸中液压油的体积相匹配。

作为优选，所述耐压油囊由具有弹性的高分子材料制成。

作为优选，所述阀门和活塞的开启和关闭完全独立于水下机器人。

作为优选，还包括定位装置，所述定位装置包括深度传感装置，所述深度传感装置用于实时检测水下机器人的深度。

作为优选，所述定位装置还包括北斗定位装置，所述北斗定位装置用于水下机器人浮出水面后，定位水下机器人当前的位置。

作为优选，还包括供电装置，所述供电装置完全独立于水下机器人。

作为优选，所述应急保护回收装置防水。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、抛弃重块减小水下机器人重量的方式，使用场合收到一定的限制，首先被抛弃的重块很难回收，即使能够回收，也将付出较大的经济代价，如果不回收重块可能会造成一定的生态影响，此外，在一些场合，比如应用水下机器人进行海底管道检测或其让设备维修时，如果丢弃重块，存在一定的概率砸坏水底设备的情况；

而应用高压气体充入气囊，气囊膨胀使得浮力增加，带动水下机器人浮出水面的方案中，应用收到的限制主要集中在高压储气装置上，随着水深的增加，要求高压储气装置具有更强的耐压能力，其中制造工艺、制造材料、装置重量、制造价格将大幅提升，同时高压储气装置不能够将耐压气囊的气体回收，再次使用时，需要借助其他的高压充气装置重新充气，造成使用不便，水下机器人的储气装置必须更换备件，或者拆卸后等待充气完毕后才能重新投入使用。

因此有必要采用其他的方式进行水下机器人应急处理。

本实用新型具有无需拆装的特点，使用上不受作业水深的限制，并且体积小于气囊浮起装置的体积，占空间位置小，方便收拢，可重复使用，使用寿命长，结构简单、功耗低、运行可靠，能够提升水下机器人系统运行的安全性。

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、控制装置、定位装置、电机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系统的联系，以保证应急回收系统的运行。

3、本实用新型中还设有防破气囊，可防止水下装置划破或刺破应急保护回收装置，同时避免了内层耐压油囊破裂时漏油的风险。

4、定位装置中，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；北斗定位装置用于水下机器人启动应急回收系统，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。

5、本实用新型耐压油囊的体积由内部容纳的液压油量决定，当油缸内的油量都排出到耐压油囊内时，体积最大，产生的浮力最大，使水下机器人上浮出水面；回收水下机器人后，可以将液压油抽回到油缸内，为再次下潜做好准备。

6、本实用新型中防破气囊和耐压油囊之间还设有压力传感器，并且防破气囊与耐压油囊之间的气压大于常压，通过压力传感器可知应急保护回收装置是否处于正常工作状态，可判断应急保护回收装置中是哪层破裂，当外层防破气囊破裂时，压力传感器的示数骤降至外界压力，当内层耐压油囊破裂时，压力传感器的示数降低，但大于外界压力；因此，压力传感器可起到预示和判断的作用，避免水下机器人浮起失效。

附图说明

图1是水下机器人及水下机器人应急保护回收装置的结构示意图；

图2是图1中A部的局部放大图；

图中，0、水下机器人；1、耐压油囊；2、防破气囊；3、油缸；4、活塞；5、应急保护回收装置；6、阀门；7、压力传感器；8、储气装置。

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。

如图所示，一种水下机器人应急保护回收装置，包括液压装置，液压装置包括驱动装置、活塞4、油缸3和耐压油囊1，油缸3内有液压油；当水下机器人0失控时，驱动装置控制活塞4向耐压油囊1方向运动，将油缸3内的液压油压至耐压油囊1中，使耐压油囊1体积变大、浮力变大，带动水下机器人0上浮至水面。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，深度传感装置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与应急保护回收装置5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，应急回收系统会开启应急保护，液压装置开启，使水下机器人0上浮直至浮出水面，定位装置定位水下机器人0的位置，等待操控人员救援。应急保护回收装置5完全独立于水下机器人0的控制系统。

驱动装置还可控制活塞4向远离耐压油囊1的方向运动，将耐压油囊1内的液压油抽回油缸3，以便再次使用。驱动装置包括直线电机，直线电机与活塞4连接，通过直线电机的正、反转实现活塞4机构的前进与后退。

应急保护回收装置还包括防破装置，防破装置包括设置在耐压油囊1外的防破气囊2，应急保护回收装置5中还设有为防破气囊2充气的储气装置8，以及设置在储气装置8与防破气囊2之间的阀门6。防破气囊2与耐压油囊1之间的气压大于常压。防破气囊2和耐压油囊1之间还设有压力传感器。耐压油囊1由具有弹性的高分子材料制成。

油缸3装置在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应体积的液压油。储气装置8在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应压强的气体，使储气压强与油缸3中液压油的体积相匹配。

阀门6和活塞4的开启和关闭完全独立于水下机器人。应急保护回收装置还包括定位装置，定位装置包括深度传感装置，深度传感装置用于实时检测水下机器人0的深度。定位装置还包括北斗定位装置，北斗定位装置用于水下机器人0浮出水面后，定位水下机器人0当前的位置。应急保护回收装置还包括供电装置，供电装置完全独立于水下机器人0。应急保护回收装置5防水。

抛弃重块减小水下机器人0重量的方式，使用场合收到一定的限制，首先被抛弃的重块很难回收，即使能够回收，也将付出较大的经济代价，如果不回收重块可能会造成一定的生态影响，此外，在一些场合，比如应用水下机器人0进行海底管道检测或其让设备维修时，如果丢弃重块，存在一定的概率砸坏水底设备的情况；

而应用高压气体充入气囊，气囊膨胀使得浮力增加，带动水下机器人浮出水面的方案中，应用收到的限制主要集中在高压储气装置8上，随着水深的增加，要求高压储气装置8具有更强的耐压能力，其中制造工艺、制造材料、装置重量、制造价格将大幅提升，同时高压储气装置8不能够将耐压气囊的气体回收，再次使用时，需要借助其他的高压充气装置重新充气，造成使用不便，水下机器人的储气装置8必须更换备件，或者拆卸后等待充气完毕后才能重新投入使用。

因此有必要采用其他的方式进行水下机器人0应急处理。

本实用新型具有无需拆装的特点，使用上不受作业水深的限制，并且体积小于气囊浮起装置的体积，占空间位置小，方便收拢，可重复使用，使用寿命长，结构简单、功耗低、运行可靠，能够提升水下机器人0系统运行的安全性。

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、控制装置、定位装置、电机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系统的联系，以保证应急回收系统的运行。

本实用新型中还设有防破气囊2，可防止水下装置划破或刺破应急保护回收装置，同时避免了内层耐压油囊1破裂时漏油的风险。

定位装置中，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；北斗定位装置用于水下机器人0启动应急回收系统，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。

本实用新型耐压油囊1的体积由内部容纳的液压油量决定，当油缸3内的油量都排出到耐压油囊1内时，体积最大，产生的浮力最大，使水下机器人上浮出水面；回收水下机器人后，可以将液压油抽回到油缸3内，为再次下潜做好准备。

本实用新型中防破气囊和耐压油囊之间还设有压力传感器，并且防破气囊与耐压油囊之间的气压大于常压，通过压力传感器可知应急保护回收装置是否处于正常工作状态，可判断应急保护回收装置中是哪层破裂，当外层防破气囊破裂时，压力传感器的示数骤降至外界压力，当内层耐压油囊破裂时，压力传感器的示数降低，但大于外界压力；因此，压力传感器可起到预示和判断的作用，避免水下机器人浮起失效。

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回收装置，其特征在于，包括液压装置，所述液压装置包括驱动装置、活塞(4)、油缸(3)和耐压油囊(1)，所述油缸(3)内有液压油；当水下机器人(0)失控时，所述驱动装置控制活塞(4)向耐压油囊(1)方向运动，将油缸(3)内的液压油压至耐压油囊(1)中，使耐压油囊(1)体积变大、浮力变大，带动水下机器人(0)上浮至水面。

2.根据权利要求1所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述驱动装置还可控制活塞(4)向远离耐压油囊(1)的方向运动，将耐压油囊(1)内的液压油抽回油缸(3)，以便再次使用。

3.根据权利要求1所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，还包括防破装置，所述防破装置包括设置在耐压油囊(1)外的防破气囊(2)，所述应急保护回收装置(5)中还设有为防破气囊(2)充气的储气装置(8)，以及设置在储气装置(8)与防破气囊(2)之间的阀门(6)。

4.根据权利要求1所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述驱动装置包括直线电机，所述直线电机与活塞(4)连接，通过直线电机的正、反转实现活塞(4)机构的前进与后退。

5.根据权利要求1或2所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述油缸(3)装置在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应体积的液压油。

6.根据权利要求3所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述防破气囊(2)与耐压油囊(1)之间的气压大于常压。

7.根据权利要求6所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述防破气囊(2)和耐压油囊(1)之间还设有压力传感器(7)。

8.根据权利要求3所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述储气装置(8)在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应压强的气体，使储气压强与油缸(3)中液压油的体积相匹配。

9.根据权利要求1所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述耐压油囊(1)由弹性材料制成。

10.根据权利要求3所述的一种水下机器人应急保护回收装置，其特征在于，所述阀门(6)和活塞(4)的开启和关闭完全独立于水下机器人。

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