[發(fā)明專利]一種半潛式海洋剖面觀測(cè)智能機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810046479.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN108116642A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱心科;周紅偉;吳自銀;倪曉波;尚繼宏;趙建如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號(hào): B63C11/52
• 分類號(hào): B63C11/52
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發(fā)明公開了一種半潛式海洋剖面觀測(cè)智能機(jī)器人，包括浮筒、水下載體、避碰聲納、高度計(jì)、電池艙、深度計(jì)、配重模塊、控制艙、絞車、觀測(cè)傳感器、螺旋槳、方向舵；浮筒通過(guò)固定桿與水下載體連接在一起；避碰聲納安裝于水下載體前部，水平朝前；高度計(jì)、深度計(jì)分別安裝于水下載體艏部、中部，均垂直朝下；電池艙、配重模塊、控制艙、絞車安裝于水下載體內(nèi)；螺旋槳、方向舵安裝于水下載體艉部。觀測(cè)傳感器通過(guò)鎧裝纜與絞車相連，通過(guò)傳感器鎖緊套與滑輪鎖對(duì)傳感器進(jìn)行固定。本發(fā)明適用于近海、環(huán)境復(fù)雜海域的具有垂向變化分布的海洋特征觀測(cè)，如溫躍層、海洋水體缺氧、赤潮等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋剖面環(huán)境觀測(cè)用機(jī)器人，具體地說(shuō)是一種半潛式海洋剖面觀測(cè)智能機(jī)器人。

背景技術(shù)

海洋中的一些現(xiàn)象在水平非均勻化分布的同時(shí)在垂向也非均勻化分布，如赤潮、水體缺氧等。為了弄清這些海洋現(xiàn)象的成因并進(jìn)行有效預(yù)防與治理，需要獲得不同深度的觀測(cè)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的方式是衛(wèi)星遙感和浮標(biāo)，前者可以獲得大面積的觀測(cè)數(shù)據(jù)，但是僅能獲取海水表面的數(shù)據(jù)，且分辨率低，后者可以獲得剖面數(shù)據(jù)，但只能獲得定點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，覆蓋范圍小。近年來(lái)，以AUV、水下滑翔機(jī)為代表的水下機(jī)器人技術(shù)得到的快速發(fā)展，在海洋環(huán)境觀測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。AUV能夠定高、定深、定速航行，對(duì)環(huán)境干擾小，能夠獲得更為精確的觀測(cè)數(shù)據(jù)，但不適合在垂直面內(nèi)上下滑翔運(yùn)動(dòng)，另外我國(guó)近海環(huán)境復(fù)雜，尤其是廢舊漁網(wǎng)影響水下作業(yè)安全，而且AUV在水下無(wú)法將觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心，只能等觀測(cè)任務(wù)結(jié)束浮出水面后進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。水下滑翔機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在垂直面內(nèi)滑翔運(yùn)動(dòng)，定期浮出水面進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但與AUV同樣面臨近海水下漁網(wǎng)的安全威脅，同時(shí)近海水深從幾米到幾十米，不合適滑翔機(jī)的剖面滑翔運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供了一種半潛式海洋剖面觀測(cè)智能機(jī)器人，通過(guò)控制艙中的主控計(jì)算機(jī)控制剖面觀測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)觀測(cè)傳感器在不同的深度進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)推進(jìn)模塊實(shí)現(xiàn)在不同的區(qū)域觀測(cè)，通過(guò)浮筒上的通信與定位天線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，解決近海大范圍海洋剖面觀測(cè)問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種半潛式海洋剖面觀測(cè)智能機(jī)器人，主要包括浮筒、水下載體兩部分；浮筒設(shè)有頻閃燈、定位和通信天線，浮筒通過(guò)固定桿與水下載體相連；水下載體分為前中后三部分，前部設(shè)有避碰聲納、高度計(jì)；中部設(shè)有深度計(jì)、電池艙、控制艙、剖面觀測(cè)模塊，所述的剖面觀測(cè)模塊包括觀測(cè)傳感器、傳動(dòng)與計(jì)數(shù)器、電機(jī)、傳感器鎖緊套、絞車、滑輪鎖、鎧裝纜，觀測(cè)傳感器通過(guò)鎧裝纜與絞車相連，絞車由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)與計(jì)數(shù)器控制觀測(cè)傳感器下放深度，傳感器鎖緊套與滑輪鎖對(duì)觀測(cè)傳感器進(jìn)行固定；后部設(shè)有推進(jìn)模塊。

所述的推進(jìn)模塊包括推進(jìn)電機(jī)、螺旋槳、方向舵電機(jī)、方向舵、垂直安定板，螺旋槳通過(guò)磁耦合與推進(jìn)電機(jī)相連，方向舵安裝在垂直安定板上面，通過(guò)方向舵電機(jī)控制方向舵角。

所述的控制艙包括無(wú)線電模塊、藍(lán)牙模塊、衛(wèi)星模塊、主控計(jì)算機(jī)。

所述的避碰聲納與控制艙相連，避碰聲納的觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)控制艙內(nèi)的主控計(jì)算機(jī)處理，調(diào)節(jié)螺旋槳的轉(zhuǎn)速和改變方向舵的舵角，實(shí)現(xiàn)智能避碰。

所述的定位和通信天線包括GPS天線、衛(wèi)星天線、無(wú)線電天線，通過(guò)饋線穿過(guò)固定桿與控制艙相連。

所述的觀測(cè)傳感器的觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)控制艙內(nèi)的藍(lán)牙模塊傳輸至控制艙內(nèi)并進(jìn)行保存，控制艙內(nèi)的主控計(jì)算機(jī)控制剖面觀測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)觀測(cè)傳感器在不同的深度進(jìn)行觀測(cè)。

所述電池艙經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換后通過(guò)接插件分別為避碰聲納、高度計(jì)、深度計(jì)、絞車電機(jī)、螺旋槳電機(jī)、方向舵電機(jī)、控制艙供電。

所述的半潛式智能機(jī)器人，進(jìn)一步設(shè)有配重模塊。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與有益效果為：

1. 本發(fā)明通過(guò)絞車控制觀測(cè)傳感器的深度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋現(xiàn)象的剖面觀測(cè)；