CN216834226U - 一种轻型主动贴紧自毁式灭雷rov - Google Patents

Abstract

一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，属于水下机器人技术领域，包括供电模块、控制台及灭雷ROV本体，灭雷ROV本体包括主框架、搭载在主框架上的密封舱、聚能爆炸装置、驱动机构及设于密封舱内的主控板，密封舱的前端设有透明罩，在透明罩内设有视觉传感器，聚能爆炸装置及视觉传感器均设于主框架的前端，在主框架的前端还设有与视觉传感器配合使用的聚光灯，聚能爆炸装置包括壳体，在壳体的前端设有用以捕获水雷圆柱雷体端头的引导槽，在壳体内设有炸药。本新型结构简单，重量轻，制造成本低，使用方便，通过遥控的方式可在水下自由调整姿态及行进方式，通过设置引导槽能够快速捕获水雷，降低了捕获水雷的难度，提高了灭雷效率。

Description

一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV

技术领域

本实用新型属于水下机器人技术领域，具体涉及一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV。

背景技术

水雷战的作战实践使得各国海军认识到水雷威胁的严重性和反水雷作战的持久性、艰巨性和重要性，因此，各国都在积极发展消灭水雷的技术。

最原始的消灭水雷的方式是蛙人灭雷，这种方式适合于处理30米以内的水雷，虽然效果较好，但是反水雷作业依赖于蛙人的个人技能，作业的危险程度高。随着水下无人技术的发展，灭雷机器人将逐步取代潜水员水下作业，其猎雷方式是通过声光传感器对水雷的位置进行定位，并通过投放灭雷弹的方式灭雷，也有一些灭雷机器人是通过将自身与水雷锁定在一起，通过自毁的方式灭雷。这些灭雷机器人存在着共同的缺陷：机器人在水下的姿态控制难度高，寻找和锁定水雷的时间长。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本新型提供了一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV。

为达到上述目的，本新型所采用的技术方案是：

一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，包括供电模块、控制台及灭雷ROV本体，所述的灭雷ROV本体包括主框架、搭载在主框架上的密封舱、聚能爆炸装置、驱动机构及设于密封舱内的主控板，所述的密封舱的前端设有透明罩，在透明罩内设有视觉传感器，所述的视觉传感器通过导线与主控板信号连接，所述的主控板通过电缆和网线与设于岸基的控制台连接，所述的控制台与供电模块电性连接；所述的聚能爆炸装置及视觉传感器均设于主框架的前端，在主框架的前端还设有与视觉传感器配合使用的聚光灯，所述的聚能爆炸装置包括壳体，在壳体的前端设有用以捕获水雷圆柱雷体端头的引导槽，在壳体内设有炸药，所述的聚光灯、炸药分别通过导线与主控板连接。

优选的，所述的主框架包括2块纵向设置的侧板，在2块侧板之间从上到下依次设有第一安装板和第二安装板，所述的第一安装板和第二安装板沿水平设置，且第一安装板和第二安装板的两端分别与2块侧板的内表面固定连接；所述的密封舱沿第一安装板前后方向的中心线嵌设在第一安装板内，所述的透明罩延伸至主框架的前端；所述的壳体沿第二安装板前后方向的中心线固定设于第二安装板的上表面前端，所述的引导槽为锥形或球面形结构。

优选的，所述的密封舱内还设有陀螺仪，在主框架上还设有深度及温度传感器，所述的陀螺仪、深度及温度传感器分别通过导线与主控板信号连接。

优选的，所述的主框架通过HDEP材料制成，所述的侧板及第二安装板上均设有若干镂空的孔洞。

优选的，所述的第一安装板位于密封舱的两侧对称设有2个贯通第一安装板的安装孔，所述的驱动机构包括分别设于2个安装孔内的第一螺旋桨和第二螺旋桨；设于主框架前端且位于第一安装板和第二安装板之间、并关于壳体的轴线对称设置的第三螺旋桨及第四螺旋桨；设于主框架的后端且位于第一安装板和第二安装板之间、并关于壳体的轴线对称设置的第五螺旋桨及第六螺旋桨，各个螺旋桨均通过电机驱动，各个电机分别通过导线与主控板电性连接。

优选的，所述的第三螺旋桨及第四螺旋桨的正向推进方向在主框架的前方相交；所述的第五螺旋桨及第六螺旋桨的正向推进方向在主框架的后方相交；所述的第一螺旋桨和第二螺旋桨的正向推进方向朝向下方并与第一安装板的上表面垂直。

优选的，所述的第二安装板上还开设有贯通上下端面的安装槽，所述的安装槽内设有姿态调整机构，所述的姿态调整机构包括2根导轨、电动推杆及配重滑块，2根导轨的轴线与壳体的轴线平行，并对称设于壳体轴线的两侧，2根导轨的前后端分别与安装槽的内壁固定连接，2根导轨之间还设有电动推杆，所述的电动推杆的活塞杆的轴线与壳体轴线平行，且活塞杆的端部与配重滑块的底部固定连接，电动推杆的缸筒端部与安装槽的槽壁固定连接，所述的配重滑块的下表面分别与2根导轨滑动连接；在初始状态下，所述的配重滑块位于主框架平衡时的重心位置，并在电动推杆的带动下实现主框架俯仰姿态的调整；所述的电动推杆通过导线与主控板电性连接。

优选的，所述的控制台包括单片机、用以控制驱动机构的驱动动作及视觉传感器拍摄视角的摇杆手柄、用于显示视觉传感器的视觉信号的第一显示器、用于呈现主框架自身姿态的第二显示器及控制按钮，所述的控制按钮包括姿态调整机构控制按钮、聚光灯控制按钮、聚能爆炸装置控制按钮及定向移动控制按钮。

本新型一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV的有益效果为：本新型结构简单，重量轻，制造成本低，使用方便，通过遥控的方式可在水下自由调整姿态及行进方式，通过设置引导槽能够快速捕获水雷，降低了捕获水雷的难度，提高了灭雷效率。

附图说明：

图1、本新型的正面结构示意图；

图2、本新型侧板的侧视结构图；

图3、本新型的俯视结构示意图；

图4、本新型A-A向的剖视结构图(省略第二安装板上的孔洞)；

1.侧板；1-1.边缘孔洞；1-2.中心孔洞；2.第一安装板；3.第二安装板；4.密封舱；5.壳体；6.引导槽；7.第三螺旋桨；8.第四螺旋桨；9.深度传感器；10.温度传感器；11.聚光灯；12.视觉传感器；13.透明罩；14.安装孔；15.第一螺旋桨；16.第二螺旋桨；17.缆线；18.第五螺旋桨；19.第六螺旋桨；20.正向推进方向；21.安装槽；22.电动推杆；23.导轨；24.配重滑块。

具体实施方式：

以下所述，是以阶梯递进的方式对本新型的实施方式详细说明，该说明仅为本新型的较佳实施例而已，并非用于限定本新型的保护范围，凡在本新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本新型的保护范围之内。

本新型的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本新型的限制。

在一个实施例中，本新型一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，如图1-4所示，包括供电模块(图中未画出)、控制台(图中未画出)及灭雷ROV本体，所述的灭雷ROV本体包括主框架、搭载在主框架上的密封舱4、聚能爆炸装置、驱动机构及设于密封舱内的主控板(图中未画出)，所述的密封舱的前端设有透明罩13，在透明罩13内设有视觉传感器12，所述的视觉传感器12通过导线与主控板信号连接，所述的主控板通过电缆和网线与设于岸基的控制台连接，所述的控制台与供电模块电性连接；所述的聚能爆炸装置及视觉传感器均设于主框架的前端，在主框架的前端还设有与视觉传感器配合使用的聚光灯11，所述的聚能爆炸装置包括壳体5，在壳体5的前端设有用以捕获水雷圆柱雷体端头的引导槽6，在壳体内设有炸药(图中未画出)，所述的聚光灯11、炸药分别通过导线与主控板连接。本实施例中，主控板采用arduino mega 2560开发板，通过对控制台发送的信息进行解算，从而实现对驱动机构、聚能爆炸装置、视觉传感器、聚光灯进行控制；同时，主控板也将视觉传感器的视觉信号传送给控制台，控制台通过预设程序将视觉信号显示在下述的第一显示器上，操作人员根据视觉信号操控主控台上的摇杆手柄和控制按钮。

在进一步的实施例中，如图1-4所示，所述的主框架包括2块纵向设置的侧板1，在2块侧板1之间从上到下依次设有第一安装板2和第二安装板3，所述的第一安装板2和第二安装板3沿水平设置，且第一安装板2和第二安装板3的两端分别与2块侧板1的内表面固定连接；所述的密封舱4沿第一安装板2前后方向的中心线嵌设在第一安装板内，所述的透明罩13延伸至主框架的前端；所述的壳体5沿第二安装板前后方向的中心线固定设于第二安装板3的上表面前端，所述的引导槽6为锥形或球面形结构。本实施例中，设置引导槽6的目的是快速捕获水雷端头，而现有技术中未设置引导槽，在捕获水雷端头时，必须将聚能爆炸装置与水雷圆柱雷体端头的轴线对齐，这会导致捕获水雷的难度增加，灭雷时间延长，本新型通过上述设置可显著提高捕获水雷的效率，缩短灭雷时间。

在进一步的实施例中，所述的密封舱4内还设有陀螺仪(图中未画出)，在主框架上还设有深度及温度传感器，所述的陀螺仪、深度及温度传感器分别通过导线与主控板信号连接。本实施例中，深度及温度传感器可以分别采用深度传感器9及温度传感器10，优选采用MS5837深度传感器，该传感器可以感受外界压力变化，从而测得下潜深度，同时也能够检测到环境水温，检测到的深度及温度信息通过IIC通信协议传输给主控板。

在进一步的实施例中，所述的主框架通过HDEP材料制成，这种材料密度略小于1，不添加任何组件时能够在水中浮起；所述的侧板1及第二安装板3上均设有若干镂空的孔洞，其中侧板1的孔洞可参考图2，第二安装板3的孔洞未画出，可一并参考图2，设置孔洞的目的是为了进一步减轻水下机器人的重量，并减少驱动阻力。

在进一步的实施例中，如图3所示，所述的第一安装板2位于密封舱4的两侧对称设有2个贯通第一安装板2的安装孔14，所述的驱动机构包括分别设于2个安装孔14内的第一螺旋桨15和第二螺旋桨16；设于主框架前端且位于第一安装板和第二安装板之间、并关于壳体的轴线对称设置的第三螺旋桨7及第四螺旋桨8；设于主框架的后端且位于第一安装板和第二安装板之间、并关于壳体的轴线对称设置的第五螺旋桨18及第六螺旋桨19，各个螺旋桨均通过电机驱动，各个电机分别通过导线与主控板电性连接；各个电机可就近与侧板或第一安装板或第二安装板固定连接。

在进一步的实施例中，如图4所示，所述的第三螺旋桨7及第四螺旋桨8的正向推进方向20在主框架的前方相交，二者正向推进时主框架后退；所述的第五螺旋桨18及第六螺旋桨19的正向推进方向20在主框架的后方相交，二者正向推进时主框架前进；所述的第一螺旋桨15和第二螺旋桨16的正向推进方向朝向下方并与第一安装板的上表面垂直，二者正向推进时主框架上浮，反向推进时主框架下沉；如图4所示，当第三螺旋桨7及第五螺旋桨18同时正向推进时，主框架向左移动；当第四螺旋桨8及第六螺旋桨19同时正向推进时，主框架向右移动；当第三螺旋桨7及第六螺旋桨19同时正向推进时，主框架向左转动；当第四螺旋桨8及第五螺旋桨18同时正向推进时，主框架向右转动。

在进一步的实施例中，如图4所示，所述的第二安装板3上还开设有贯通上下端面的安装槽21，所述的安装槽21内设有姿态调整机构，所述的姿态调整机构包括2根导轨23、电动推杆22及配重滑块24，2根导轨23的轴线与壳体5的轴线平行，并对称设于壳体5轴线的两侧，2根导轨23的前后端分别与安装槽21的内壁固定连接，2根导轨23之间还设有电动推杆22，所述的电动推杆22的活塞杆的轴线与壳体轴线平行，且活塞杆的端部与配重滑块24的底部固定连接，电动推杆的缸筒端部与安装槽的槽壁固定连接，所述的配重滑块24的下表面分别与2根导轨23滑动连接；在初始状态下，所述的配重滑块24位于主框架平衡时的重心位置，并在电动推杆22的带动下实现主框架俯仰姿态的调整；所述的电动推杆通过导线与主控板电性连接。本实施例中，ROV在水下的浮心位置是不变的，用一个电动推杆搭载配重滑块在固定的滑轨上前后移动，从而改变ROV的重心，通过调整重心与浮心之间的位置关系，从而达到调整ROV俯仰的功能。

在进一步的实施例中，所述的控制台包括单片机、用以控制驱动机构的驱动动作及视觉传感器拍摄视角的摇杆手柄、用于显示视觉传感器的视觉信号的第一显示器、用于呈现主框架自身姿态的第二显示器及控制按钮，所述的控制按钮包括姿态调整机构控制按钮、聚光灯控制按钮、聚能爆炸装置控制按钮及定向移动控制按钮。本实施例中，单片机采用arduino mage板，摇杆手柄为3个遥杆电位器；控制台通过遥杆电位器阻值的变化产生模拟信号，三个摇杆手柄分别控制ROV的前进后退，左右移动，左右转动，上浮下潜，以及(视觉传感器)摄像机云台的俯仰及左右转动。通过控制台上的arduino mega板解算整合后，利用串口通信，将信号发送到ROV主控板，同时单片机也会接受ROV主控板传递过的视频模拟信号和ROV姿态信息，再通过第一显示器和第二显示器分别显示。当引导槽捕获水雷时，打开定向移动控制按钮后，控制台直接定义了PWM信号的模拟值，传输到ROV主控板，使ROV一直向前推进，直到将水雷锁定，然后即可打开聚能爆炸装置控制按钮引爆炸药将水雷摧毁。

Claims (8)

1.一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：包括供电模块、控制台及灭雷ROV本体，所述的灭雷ROV本体包括主框架、搭载在主框架上的密封舱、聚能爆炸装置、驱动机构及设于密封舱内的主控板，所述的密封舱的前端设有透明罩，在透明罩内设有视觉传感器，所述的视觉传感器通过导线与主控板信号连接，所述的主控板通过电缆和网线与设于岸基的控制台连接，所述的控制台与供电模块电性连接；所述的聚能爆炸装置及视觉传感器均设于主框架的前端，在主框架的前端还设有与视觉传感器配合使用的聚光灯，所述的聚能爆炸装置包括壳体，在壳体的前端设有用以捕获水雷圆柱雷体端头的引导槽，在壳体内设有炸药，所述的聚光灯、炸药分别通过导线与主控板连接。

2.如权利要求1所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的主框架包括2块纵向设置的侧板，在2块侧板之间从上到下依次设有第一安装板和第二安装板，所述的第一安装板和第二安装板沿水平设置，且第一安装板和第二安装板的两端分别与2块侧板的内表面固定连接；所述的密封舱沿第一安装板前后方向的中心线嵌设在第一安装板内，所述的透明罩延伸至主框架的前端；所述的壳体沿第二安装板前后方向的中心线固定设于第二安装板的上表面前端，所述的引导槽为锥形或球面形结构。

3.如权利要求2所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的密封舱内还设有陀螺仪，在主框架上还设有深度及温度传感器，所述的陀螺仪、深度及温度传感器分别通过导线与主控板信号连接。

4.如权利要求3所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的主框架通过HDEP材料制成，所述的侧板及第二安装板上均设有若干镂空的孔洞。

5.如权利要求4所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的第一安装板位于密封舱的两侧对称设有2个贯通第一安装板的安装孔，所述的驱动机构包括分别设于2个安装孔内的第一螺旋桨和第二螺旋桨；设于主框架前端且位于第一安装板和第二安装板之间、并关于壳体的轴线对称设置的第三螺旋桨及第四螺旋桨；设于主框架的后端且位于第一安装板和第二安装板之间、并关于壳体的轴线对称设置的第五螺旋桨及第六螺旋桨，各个螺旋桨均通过电机驱动，各个电机分别通过导线与主控板电性连接。

6.如权利要求5所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的第三螺旋桨及第四螺旋桨的正向推进方向在主框架的前方相交；所述的第五螺旋桨及第六螺旋桨的正向推进方向在主框架的后方相交；所述的第一螺旋桨和第二螺旋桨的正向推进方向朝向下方并与第一安装板的上表面垂直。

7.如权利要求6所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的第二安装板上还开设有贯通上下端面的安装槽，所述的安装槽内设有姿态调整机构，所述的姿态调整机构包括2根导轨、电动推杆及配重滑块，2根导轨的轴线与壳体的轴线平行，并对称设于壳体轴线的两侧，2根导轨的前后端分别与安装槽的内壁固定连接，2根导轨之间还设有电动推杆，所述的电动推杆的活塞杆的轴线与壳体轴线平行，且活塞杆的端部与配重滑块的底部固定连接，电动推杆的缸筒端部与安装槽的槽壁固定连接，所述的配重滑块的下表面分别与2根导轨滑动连接；在初始状态下，所述的配重滑块位于主框架平衡时的重心位置，并在电动推杆的带动下实现主框架俯仰姿态的调整；所述的电动推杆通过导线与主控板电性连接。

8.如权利要求7所述的一种轻型主动贴紧自毁式灭雷ROV，其特征为：所述的控制台包括单片机、用以控制驱动机构的驱动动作及视觉传感器拍摄视角的摇杆手柄、用于显示视觉传感器的视觉信号的第一显示器、用于呈现主框架自身姿态的第二显示器及控制按钮，所述的控制按钮包括姿态调整机构控制按钮、聚光灯控制按钮、聚能爆炸装置控制按钮及定向移动控制按钮。

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