[發(fā)明專利]一種模塊化水下機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810201035.X
• 申請(qǐng)日: 2018-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN108438179B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張質(zhì)子;張佩浩;張潤;張志剛;馮常;陳志波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B63C11/52
• 分類號(hào): B63C11/52;B63G8/00;B63G8/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種模塊化水下機(jī)器人，涉及水下機(jī)器人領(lǐng)域，其包括水下機(jī)器人主體模塊、前端模塊、后端模塊、上端模塊和下端模塊。每個(gè)模塊具有獨(dú)立的功能，以主體模塊為核心，其它模塊通過模塊接口插頭與主體模塊進(jìn)行通訊和供電。當(dāng)使用需求發(fā)生變更時(shí)，根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和需求每個(gè)模塊可以選擇不同的功能進(jìn)行選擇更換，大大減少重復(fù)性工作，提高了設(shè)計(jì)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是涉及模塊化水下機(jī)器人。

背景技術(shù)

水下機(jī)器人是人類探索研究水下領(lǐng)域的重要工具，包括江、河、湖、海等，利用水下機(jī)器人可以進(jìn)行水下觀察、水下測(cè)量、水下作業(yè)等操作。

水下機(jī)器人是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域眾多，集成了水下目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別、數(shù)據(jù)融合、智能控制、動(dòng)靜密封、導(dǎo)航和通訊等技術(shù)。根據(jù)應(yīng)用需求的不同各設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的水下機(jī)器人如百花齊放，各具特色，但是因此造成各種水下機(jī)器人差異性大，零件模組重復(fù)利用率低。不同應(yīng)用要求對(duì)水下機(jī)器人功能需求不一樣，當(dāng)需求發(fā)生變更時(shí)，需要進(jìn)行大量的重復(fù)性工作。因此，對(duì)水下機(jī)器人進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，是提高設(shè)計(jì)效率、減少重復(fù)性工作的重要方法，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化水下機(jī)器人，以解決不同應(yīng)用要求對(duì)水下機(jī)器人不同功能需求的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種模塊化水下機(jī)器人，包括：具有五個(gè)模塊，主體模塊、上端模塊、前端模塊、下端模塊、后端模塊；

所述模塊化水下機(jī)器人外形為流線型橢球體。

所述主體模塊外形為流線型橢球體中心部分，所述前端模塊外形為流線型橢球體前端部分，所述上端外形模塊為流線型橢球體上端部分，所述下端模塊外形為流線型橢球體下端部分，所述后端模塊外形為流線型橢球體后端部分；

所述主體模塊包含主腔體和主浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述的主腔體，包含多個(gè)推進(jìn)器、兩個(gè)壓力傳感器；所述兩個(gè)壓力傳感器一個(gè)安裝在所述主腔體外側(cè)，用來測(cè)量當(dāng)前深度水的壓力，一個(gè)安裝在所述主腔體內(nèi)，用來測(cè)量主腔體內(nèi)氣體壓力；所述推進(jìn)器四個(gè)豎直安裝于所述主腔體四周，能夠?yàn)樵O(shè)備提供豎直方向動(dòng)力，四個(gè)水平安裝于所述主腔體四周，能夠?yàn)樵O(shè)備提供水平方向動(dòng)力；所述主浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)主腔體質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量的增加或者減少調(diào)節(jié)；所述主體模塊具有基本的水下機(jī)器人功能，所述功能包含鉛垂向上運(yùn)動(dòng)、鉛垂向下運(yùn)動(dòng)、水平橫向運(yùn)動(dòng)、水平縱向運(yùn)動(dòng)、水平順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、向上仰視旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、向下俯視旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)功能、反饋當(dāng)前深度水壓力功能、反饋所述主體腔體內(nèi)氣體壓力功能、反饋所述主體腔內(nèi)溫度功能、反饋所述主腔體三軸加速度、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)數(shù)據(jù)。

其中，所述主體模塊為水下機(jī)器人各模塊的核心，其它模塊通過一種模塊接口插頭與主體模塊進(jìn)行通訊和供電；

其中，所述模塊化水下機(jī)器人中的每個(gè)模塊具有可替換性。

其中，所述的主腔體還包含至少一個(gè)控制電路板、一個(gè)溫度傳感器、一個(gè)慣性傳感器、一根線纜、至少一個(gè)模塊接口插頭母座。

其中，所述主浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使得主體模塊總密度控制在1克每立方厘米。

其中，所述前端模塊安裝與所述主體模塊前端，通過所述模塊接口插頭由所述主體模塊對(duì)所述前端模塊進(jìn)行供電，所述前端模塊通過所述模塊接口插頭與所述主體模塊進(jìn)行通訊。

其中，所述前端模塊包含一個(gè)浮力控制材料塊、四個(gè)LED照明燈，一個(gè)高清攝像頭模組，一個(gè)模塊接口插頭公頭，一個(gè)線結(jié)構(gòu)掃描儀模組。

其中，所述的前端模塊中所述四個(gè)LED照明燈具有水下照明功能，所述高清攝像頭模組具有水下觀測(cè)功能，所述模塊接口插頭公頭，具有與所述主體模塊進(jìn)行通訊和供電功能，所述線結(jié)構(gòu)掃描儀模組具有水下三維測(cè)量功能，所述浮力控制材料塊具有調(diào)節(jié)質(zhì)量功能。

其中，所述前端模塊密度為1克每立方厘米。