[發明專利]一種模塊化水下自治航行器

有效

• 申請號: 201711446912.1
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108321598B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 胡測;李速;張皓;徐勁松;程彬彬
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一0研究所
• 主分類號: H01R13/514
• 分類號: H01R13/514;H01R13/639;B63G8/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;楊志兵

本發明涉及海洋探測技術領域，特別涉及一種水下自治航行器。一種模塊化水下自治航行器，它包括：探測模塊、控制模塊、電池模塊、導航定位模塊以及推進與驅動模塊；本發明采用模塊化設計，根據功能將整體系統分成五個模塊，模塊間采用標準接口依次旋轉連接，連接處設有鎖死結構，可實現模塊間快速組裝，任務展開時只需將模塊連接，通過無線網絡下載任務即可。用戶也可根據需求增加搭載功能模塊或增加電池單元，提高系統續航力和海洋探測能力。

技術領域

本發明涉及海洋探測技術領域，特別涉及一種水下自治航行器。

背景技術

海洋調查、海洋環境監測等海洋探測活動需要自治水下機器人平臺攜帶相關儀器開展；飛機、輪船、設備等沉入海洋、江河、湖泊以及水庫，需要自治水下機器人開展水下搜尋及目標定位。飛機出事后需要探測、搜尋、定位黑匣子，以便于后續打撈。MH370飛機失事事件后，自治水下機器平臺人越來越受到各國重視，已經成為海洋工程的發展熱點。

目前，自治水下機器人系統大多數采用流線型整體艙段結構，系統維護時需要整體開艙，維護耗費大量時間，一旦某部件損壞維修、更換耗時；功能由客戶定制，不具備通用性，功能難以進行擴展，用戶需求發生變化需要整體重新設計生產；系統使用時，分段運輸后需要將各設備連接調試完畢才能展開作業，這往往需要數天時間；系統整體體積、重量過大，艙段采用螺絲連接，不便于運輸、裝配、使用，后勤保障需求較多。

發明內容

本發明的目的是：為解決一般水下自治機器人通用性差、操作使用不方便、維修替換和功能擴展難、后勤保障繁瑣的問題，提供一種模塊化水下自治航行器。

本發明的技術方案是：一種模塊化水下自治航行器，它包括：探測模塊、控制模塊、電池模塊、導航定位模塊以及推進與驅動模塊；

探測模塊包括：第一殼體，安裝在第一殼體內的避碰聲吶、聲吶微控制器以及數碼攝像機；第一殼體的腹部安裝有壓載調節裝置，肩部安裝有浮力塊，底部裝有照明裝置；浮力塊與壓載調節裝置用于調節自治航行器頭部入水姿態；

控制模塊包括：第二殼體，安裝在第二殼體內的控制計算機、壓力傳感器、磁羅盤、側掃聲吶以及內壓監測器；控制計算機內搭載有自主航行控制軟件以及應急系統；

電池模塊包括：第三殼體，安裝在第三殼體內的鋰電池組、電池管理系統以及電池管理微處理器；電池管理系統用于監測鋰電池組的工作狀況，并通過電池管理微處理器傳送至控制計算機；

導航定位模塊用于為自治航行器提供位置信息，它包括：第四殼體，安裝在第四殼體背部的三合一通訊背鰭，安裝在第四殼體內的多波束多普勒速度儀，慣性導航系統以及導航控制微處理器；

推進與驅動模塊用于為自治航行器提供航行動力，并對航行姿態進行控制，它包括：第五殼體，安裝在第五殼體內的推進電機，十字舵以及姿態控制微處理器；

第一殼體、第二殼體、第三殼體、第四殼體以及第五殼體標準接口依次旋轉連接，連接處設有鎖死結構；

控制計算機與聲吶微控制器、電池管理微處理器、壓力傳感器、磁羅盤、側掃聲吶、內壓監測器、三合一通訊背鰭、多波束多普勒速度儀、慣性導航系統建立連接，并對數碼攝像機、壓載調節裝置、推進電機以及十字舵進行控制。

有益效果：本發明采用模塊化設計，根據功能將整體系統分成五個模塊，模塊間采用標準接口依次旋轉連接，連接處設有鎖死結構，可實現模塊間快速組裝，任務展開時只需將模塊連接，通過無線網絡下載任務即可。用戶也可根據需求增加搭載功能模塊或增加電池單元，提高系統續航力和海洋探測能力。

附圖說明

圖1是本發明的結構組成框圖；

圖2是本發明的外形結構示意圖；

圖3是本發明中相鄰殼體間連接結構示意圖。