[發明專利]一種用于水域信息采集的水域偵察機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 201410536374.5
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104260836A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 吳劍鋒;李建清;張瑞;顧樂;王曉彬;呂正;劉保帥;方維維;齊濟
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63B5/24;B63H5/08
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種用于水域信息采集的水域偵察機器人，包括船體(1)和安裝在船體上的驅動單元、主控單元、水域信息采集單元、能量供應單元以及無線通信單元，主控單元分別連接水域信息采集單元、無線通信單元和能量供應單元；其特征在于：所述船體(1)采用圓柱形船體結構，船體(1)直徑為300~500mm，圓柱形船體厚度為200~250mm，吃水深度150~200mm，船體(1)底層由硬質材料制成；船體(1)外側為橡膠等彈性材料，船體(1)內部由輕質致密泡沫填充；所述驅動單元為貫穿船體(1)的兩個導管螺旋槳(2)，兩個導管螺旋槳(2)對稱安裝在船體兩側，導管螺旋槳(2)的中心至船體下底面的距離為50~60mm；導管螺旋槳(2)為內設螺旋槳的導管且導管由輕質堅固材料制成，外徑為80~100mm，每個導管的端口安裝過濾防護網(3)，螺旋槳位于導管內部的中間位置；通過兩側驅動電機轉速和轉向的配合可以實現船體(1)的三種控制模式：船體（1）兩側驅動電機推動力和噴水方向相同時，向后噴水實現船體(1)直線前進，向前噴水實現船體直線后退；兩側驅動電機推動力相同而噴水方向相異時，左側導管螺旋槳（2）向前噴水而右側導管螺旋槳（2）向后噴水實現船體(1)水平方向逆時針零半徑旋轉；左側導管螺旋槳（2）向后噴水而右側導管螺旋槳（2）向前噴水實現船體(1)水平方向順時針零半徑旋轉；前進或后退和水平方向零半徑旋轉這兩種運動模式的配合使用可以實現船體(1)的曲線運動。

2.根據權利要求1所述的用于水域信息采集的水域偵察機器人，其特征在于：在船體(1)上方安裝長方體的電路外殼(4)，電路外殼(4)下半部分內嵌于船體(1)，電路外殼(4)的頂部安裝太陽能板（9），所述能量供應單元由蓄電池(5)和為蓄電池(5)充電的太陽能板（9）構成，且蓄電池(5)安裝在電路外殼(4)下方的船體內；所述水域信息采集單元包括廣角攝像頭(7)和水聲換能器(8)，所述廣角攝像頭(7)設在電路外殼(4)側面，所述水聲換能器(8)?設在船體(1)底部中心并用于檢測洪水深度，在電路外殼(4)內密封有多層電路板(6)。

3.一種用于水域信息采集的水域偵察機器人的控制方法，其特征在于：所述水域偵察機器人依靠水流推動前進，當水域偵察機器人進入死水區時，啟動導管螺旋槳(2)的驅動電機，在電子羅盤模塊和流域信息的指導下對船體(1)進行控制，實現姿態調整并脫離死水區；當需要在指定水域持續信息采集時，啟動驅動電機逆水流方向推動機器人，從而使機器人速度減緩以增加在指定水域的信息采集時間；當需要前往指定水域采集信息時，啟動驅動電機順水流方向推動機器人，從而使機器人加速抵達目標水域。

4.根據權利要求3所述的用于水域信息采集的水域偵察機器人的控制方法，其特征在于：所述的水域偵察機器人根據由電子羅盤模塊和流域信息獲得的船體(1)運動方向和采集目標方向之間的夾角，通過控制船體兩側電機的轉速和轉向對船體(1)水平方向進行適時調整，從而使目標方向與運動方向基本吻合。