[實(shí)用新型]水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820011441.1
• 申請(qǐng)日: 2008-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201161710Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭威;趙洋;崔勝國(guó);王曉輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B63C11/34
• 分類號(hào): B63C11/34;G01B7/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種水下機(jī)器人，具體地說(shuō)是一種利用磁力開(kāi)關(guān)、??永磁鐵和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

遙控水下機(jī)器人的水下部分一般由中繼器和潛水器構(gòu)成，中繼器用于將潛水器施放到水下某個(gè)作業(yè)深度，施放作業(yè)時(shí)控制中繼器上的絞車(chē)旋轉(zhuǎn)，將絞車(chē)上的系纜放出，潛水器才能以放出系纜長(zhǎng)度為半徑的區(qū)域內(nèi)作業(yè)。由于中繼器和潛水器上所有設(shè)備都處于水下，因此對(duì)于中繼器絞車(chē)上的系纜放出的長(zhǎng)度和方向的檢測(cè)就成為一個(gè)需要解決的問(wèn)題。常規(guī)的陸上用于檢測(cè)長(zhǎng)度和方向的傳感器如光電編碼器等都不能使用，因?yàn)檫@些傳感器都沒(méi)有水密結(jié)構(gòu)，而且也難于進(jìn)行水密結(jié)構(gòu)改進(jìn)。傳統(tǒng)的方法是用系纜帶動(dòng)一個(gè)從動(dòng)輪，在從動(dòng)輪的圓周上布置一個(gè)圓柱形永磁鐵，再在永磁鐵軸線上固定一個(gè)磁力開(kāi)關(guān)，磁力開(kāi)關(guān)和永磁鐵留有一定的距離，一般在10mm范圍內(nèi)，磁力開(kāi)關(guān)靜止，系纜帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，永磁鐵將對(duì)磁力開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)周期性的吸合。利用這一原理來(lái)采集系纜的長(zhǎng)度脈沖，從而計(jì)算出系纜放出的長(zhǎng)度，但這一方法，存在一定的缺陷，就是檢測(cè)不出來(lái)系纜的運(yùn)動(dòng)方向，系纜的長(zhǎng)度的計(jì)數(shù)脈沖的加、減，只能靠收、放纜的命令來(lái)配合，即收纜減計(jì)數(shù)，放纜時(shí)加計(jì)數(shù)，這種長(zhǎng)度計(jì)算方式適合于系纜嚴(yán)格按照收、放命令來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)有效，但是實(shí)際情況會(huì)有這種情況發(fā)生，也就是在收纜的過(guò)程中，為了保護(hù)系纜，當(dāng)系纜的張力大于某個(gè)設(shè)定值時(shí)，即使執(zhí)行收纜操作，而實(shí)際系纜的運(yùn)動(dòng)方向是放出方向，這就導(dǎo)致原有的計(jì)數(shù)方法失靈，水面顯示的系纜放出長(zhǎng)度失真，給操作人員造成誤判斷，這是非常危險(xiǎn)的。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)裝置，可判斷出準(zhǔn)確的系纜運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)方向計(jì)算系纜的放出長(zhǎng)度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)裝置安裝于水下機(jī)器人的中繼器中，具有：從動(dòng)輪，從動(dòng)于系纜收/放機(jī)構(gòu)中的大從動(dòng)輪，通過(guò)繞設(shè)于大從動(dòng)輪上的系纜的摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)；兩塊永磁鐵，分別嵌設(shè)于從動(dòng)輪的同心圓周上；兩個(gè)磁力開(kāi)關(guān)，與水下機(jī)器人的水下計(jì)算機(jī)相連，通過(guò)支架以非接觸式分別設(shè)于從動(dòng)輪同心圓周上方，兩磁力開(kāi)關(guān)通過(guò)永磁鐵時(shí)產(chǎn)生脈沖的上升沿具有相位差，且兩脈沖具有同時(shí)為高電平的時(shí)間段。

所述磁力開(kāi)關(guān)為通過(guò)水密結(jié)構(gòu)封裝的干簧管；所述磁力開(kāi)關(guān)的端頭具有螺紋段，通過(guò)螺母固定于支架的上、下兩面。

本實(shí)用新型采用的檢測(cè)方法包括以下步驟：

水下機(jī)器人的水下計(jì)算機(jī)根據(jù)采集到的兩磁力開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)得到兩脈沖的狀態(tài)；

對(duì)兩脈沖的狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，得出兩脈沖狀態(tài)從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)和從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的兩個(gè)不同的變化狀態(tài)；

根據(jù)上述變化狀態(tài)判定系纜的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向；

根據(jù)上述系纜的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，得出系纜長(zhǎng)度脈沖的累加結(jié)果，進(jìn)而得出系纜的長(zhǎng)度；

通過(guò)水面計(jì)算機(jī)讀取系纜的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向及長(zhǎng)度數(shù)據(jù)并顯示。

本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繼承性好。本實(shí)用新型設(shè)有兩對(duì)永磁體和磁力開(kāi)關(guān)，無(wú)須其它輔助裝置，利用永磁鐵對(duì)磁力開(kāi)關(guān)吸合作用，使兩磁力開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)閉合與斷開(kāi)產(chǎn)生脈沖，通過(guò)運(yùn)行檢測(cè)方法中的軟件處理程序進(jìn)行邏輯判斷及相關(guān)處理，便可方便地實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度及運(yùn)動(dòng)方向的檢測(cè)。

2.定向可靠，計(jì)算準(zhǔn)確。本實(shí)用新型利用兩對(duì)永磁鐵及兩磁力開(kāi)關(guān)在空間上的位置關(guān)系，采用水下計(jì)算機(jī)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行采集，而獲得了兩采集脈沖信號(hào)的相位差，為確定系纜的方向提供了可靠依據(jù)；同時(shí)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行分析處理，根據(jù)系纜的運(yùn)動(dòng)方向計(jì)算出系纜的長(zhǎng)度脈沖和，并算出系纜的放出長(zhǎng)度。

3.安裝簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型采用的永磁鐵和磁力開(kāi)關(guān)為非接觸方式，沒(méi)有摩損，使用壽命非常長(zhǎng)，而且永磁鐵和磁力開(kāi)關(guān)之間有一定的調(diào)整距離，無(wú)須高精度的安裝要求，安裝簡(jiǎn)單，方便實(shí)用。

4.應(yīng)用范圍廣。本實(shí)用新型不但可以應(yīng)用于水下機(jī)器人，還可以應(yīng)用于其它水下相關(guān)設(shè)備長(zhǎng)度的測(cè)量，可適合于全海深檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為水下機(jī)器人組成示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中磁力開(kāi)關(guān)的工作原理圖；

圖3A為水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度檢測(cè)裝置布置主視圖；

圖3B為圖3A的俯視圖；

圖3C為水下機(jī)器人系纜長(zhǎng)度檢測(cè)裝置永磁鐵與磁力開(kāi)關(guān)位置示意圖；

圖4A為從動(dòng)輪正轉(zhuǎn)時(shí)脈沖時(shí)序圖；

圖4B為從動(dòng)輪反轉(zhuǎn)時(shí)脈沖時(shí)序圖；