[發(fā)明專利]混合動(dòng)力水下機(jī)器人

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210488586.1
• 申請(qǐng)日: 2012-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN102975830A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬衛(wèi)澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢勞雷綠灣船舶科技有限公司
• 主分類號(hào): B63C11/00
• 分類號(hào): B63C11/00;B63G8/38
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電測(cè)控領(lǐng)域，特別涉及一種用于水下作業(yè)與探測(cè)的功能性機(jī)器人。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)水下資源的探測(cè)與利用越來越廣泛，如水電站、核電站、大壩的修建?；旌蟿?dòng)力水下機(jī)器人在海洋石油開發(fā)、海洋科學(xué)研究、海底礦藏勘測(cè)開發(fā)、海底打撈救生、核電工業(yè)設(shè)備測(cè)量、水庫堤壩探測(cè)等方面具有重要的意義，特別是一些狹窄、污染水質(zhì)，且有一定危險(xiǎn)的深水環(huán)境下作業(yè)，對(duì)混合動(dòng)力水下機(jī)器人的需求越來越大。某些特殊設(shè)備常年處于水下工作，其運(yùn)行狀態(tài)無法實(shí)時(shí)了解，給正常的工程生產(chǎn)帶來巨大的安全隱患。目前，上述對(duì)于水下設(shè)備的觀測(cè)基本上都是取出水面觀測(cè)或是采用進(jìn)口水下觀測(cè)機(jī)器人產(chǎn)品，其價(jià)格、維護(hù)費(fèi)用都相當(dāng)昂貴，在很大程度上制約了工程生產(chǎn)的進(jìn)度，給工程生產(chǎn)帶來了不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能實(shí)時(shí)掌握水下設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)而帶來的安全隱患及現(xiàn)有觀測(cè)產(chǎn)品價(jià)格、維護(hù)費(fèi)用昂貴的不足，提供了一種可以通過視頻傳感器把水下被測(cè)設(shè)備的外形、運(yùn)作狀態(tài)圖像實(shí)時(shí)地傳送至水上控制箱，供檢修人員分析使用，并且配置的機(jī)械手可以進(jìn)行輕量級(jí)的抓取作業(yè)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:

一種混合動(dòng)力水下機(jī)器人，包括水下機(jī)器人本體和水上控制箱兩個(gè)部分，其特征在于:水下機(jī)器人本體頂部開有輸出電纜插座，通過屏蔽的電纜與水上控制箱相連，所述的電纜為硅膠管封裝的六芯導(dǎo)線，兩對(duì)雙絞信號(hào)線，分別與水上控制箱的控制電路Ⅱ的信號(hào)差分變換電路和水下機(jī)器人本體的控制電路Ⅰ的信號(hào)差分變換電路相連，一對(duì)電源線與將水上控制箱和水下機(jī)器人本體的直流電源相連。

所述的水下機(jī)器人本體包括控制瓶、五個(gè)推進(jìn)器、攝像機(jī)、云臺(tái)、機(jī)械手、支架、照明燈，控制瓶的底部安裝一個(gè)支架，四個(gè)推進(jìn)器分別通過支架安裝在控制瓶底部四個(gè)角上，另一個(gè)推進(jìn)器安裝在控制瓶中部垂直上方，云臺(tái)、機(jī)械手安裝在支架上，攝像機(jī)、照明燈安裝在云臺(tái)上，所述的推進(jìn)器由封裝在內(nèi)部的直流電機(jī)和螺旋槳組成。

所述的控制瓶?jī)?nèi)部安裝有控制電路Ⅰ、電子羅盤、溫度傳感器、深度傳感器、陀螺儀;控制電路Ⅰ包含電源轉(zhuǎn)換模塊、水下主控制器、串口通信電路、信號(hào)差分變換路由器。

所述的水上控制箱包括控制面板、控制電路Ⅱ、電源轉(zhuǎn)換器、LED顯示屏、機(jī)箱本體，控制面板設(shè)計(jì)有四個(gè)角的推進(jìn)器及垂直的推進(jìn)器控制搖桿、變倍調(diào)焦按鈕、電源開關(guān)按鈕、視頻切換按鈕、照明亮度旋鈕、顯示屏對(duì)比度旋鈕、機(jī)械手推桿、云臺(tái)推桿，控制面板通過四個(gè)立柱與機(jī)箱本體下部相接;控制電路Ⅱ、電源轉(zhuǎn)換器安裝在機(jī)箱本體下部?jī)?nèi)，所述的控制電路Ⅱ包含五個(gè)推進(jìn)器控制電路、機(jī)械手及云臺(tái)控制電路、攝像機(jī)控制電路、LED照明燈控制電路、數(shù)據(jù)處理電路;其中所述的數(shù)據(jù)處理電路包括信號(hào)濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、主控制器、串口通信電路、信號(hào)差分變換電路，LED顯示屏安裝在機(jī)箱本體上部。

所述的推進(jìn)器的螺旋槳由電力推動(dòng)，機(jī)械手由液壓推動(dòng)。

所述的推進(jìn)器的直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路集成，采用磁性聯(lián)軸器密封電機(jī)，為水下控制瓶節(jié)省體積和減輕重量，推進(jìn)器的導(dǎo)流罩采用尼龍加玻纖高強(qiáng)度及耐腐蝕的硬材料，借助磁性連軸器的靜密封完成在深水環(huán)境條件下的動(dòng)密封。

所述的攝像機(jī)為可變焦攝像機(jī)，并配有LED照明燈，在混暗和夜間都能正常工作；所述的云臺(tái)為俯仰方向的一維云臺(tái)，運(yùn)動(dòng)范圍為上下正負(fù)90度。

所述的機(jī)械手為單自由度夾持式機(jī)械手，夾持能力20Kg，可根據(jù)不同的工作需求，安裝不同的機(jī)械手。

所述的水上控制箱本體為黑色工程塑料儀器箱，下箱體還安裝有直流電源。

所述的水上控制箱控制電路Ⅱ包含的推進(jìn)器控制電路、機(jī)械手及云臺(tái)控制電路、攝像機(jī)控制電路、照明燈控制電路具體特征如下:

推進(jìn)器控制電路接收控制面板中的推進(jìn)器控制搖桿的控制信號(hào)，首先經(jīng)水上控制箱控制電路Ⅱ中信號(hào)濾波電路進(jìn)行信號(hào)濾波處理，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路至水上主控制器，同時(shí)進(jìn)行方向判斷，水上主控制器將控制信號(hào)及方向信號(hào)經(jīng)串口通信電路，再經(jīng)信號(hào)差分變換電路，經(jīng)電纜傳輸經(jīng)水下機(jī)器人信號(hào)差分變換電路變換，傳至串口通信電路，經(jīng)由水下機(jī)器人主控制器電路將控制信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出至水下機(jī)器人推進(jìn)器的電機(jī):各推進(jìn)器工作原理相同，通過控制面板上文字標(biāo)示區(qū)分。