[發(fā)明專利]一種遙控式水下機(jī)器人水面與水下協(xié)同控制裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910967532.5
• 申請(qǐng)日: 2019-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112643666A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙宇明;何震;李智剛;王亞彪;姜里運(yùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J11/00;B63C11/52
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 汪海

本發(fā)明涉及水下機(jī)器人領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種遙控式水下機(jī)器人水面與水下協(xié)同控制裝置及方法，包括水面控制單元和水下控制單元，水面控制單元包括水面處理器、水面控制輸入裝置、水面顯示模塊和通訊模塊，水面控制輸入裝置、水面顯示模塊和通訊模塊分別通過(guò)線路與水面處理器相連，并且所述通訊模塊通過(guò)線路與機(jī)器人控制系統(tǒng)相連，水下控制單元包括水下控制器、水下控制輸入裝置和水下顯示模塊，水下控制輸入裝置和水下顯示模塊分別通過(guò)線路與水下控制器相連，并且所述水下控制器通過(guò)線路與水下機(jī)器人上的機(jī)器人控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明結(jié)合遙控式水下機(jī)器人水面控制與潛水員水下控制兩種方式，提高了水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與作業(yè)性能及工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下機(jī)器人領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種遙控式水下機(jī)器人水面與水下協(xié)同控制裝置及方法。

背景技術(shù)

21世紀(jì)是人類向海洋進(jìn)軍的世紀(jì)，作為生命的搖籃，海洋存儲(chǔ)著豐富的生物資源與礦產(chǎn)資源，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)海洋的研究與探索日益增多，各類水下觀測(cè)、水下作業(yè)裝備得到迅速發(fā)展，而遙控式水下機(jī)器人能夠與外界實(shí)時(shí)通信，具有水下觀測(cè)與作業(yè)的能力，因此得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中的遙控式水下機(jī)器人是通過(guò)水密電纜或者光纖與水面母船通信，由操作人員在水面查看機(jī)器人獲取的攝像機(jī)視頻與傳感器數(shù)據(jù)等，并控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與作業(yè)，但由于攝像機(jī)視野有限、光線昏暗、視頻傳輸延時(shí)與失真等干擾存在，會(huì)對(duì)機(jī)器人控制造成干擾，而潛水員與機(jī)器人共同作業(yè)時(shí)，受潛水員活動(dòng)限制，又難以實(shí)現(xiàn)大范圍快速運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種遙控式水下機(jī)器人水面與水下協(xié)同控制裝置及方法，結(jié)合遙控式水下機(jī)器人水面控制與潛水員水下控制兩種方式，使水下機(jī)器人同時(shí)具有大范圍快速移動(dòng)能力與局部精細(xì)作業(yè)能力，提高了水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與作業(yè)性能及工作效率。

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

一種遙控式水下機(jī)器人水面與水下協(xié)同控制裝置，包括水面控制單元和水下控制單元，水面控制單元包括水面處理器、水面控制輸入裝置、水面顯示模塊和通訊模塊，所述水面控制輸入裝置、水面顯示模塊和通訊模塊分別通過(guò)線路與所述水面處理器相連，并且所述通訊模塊通過(guò)線路與水下機(jī)器人上的機(jī)器人控制系統(tǒng)相連，水下控制單元包括水下控制器、水下控制輸入裝置和水下顯示模塊，所述水下控制輸入裝置和水下顯示模塊分別通過(guò)線路與所述水下控制器相連，并且所述水下控制器通過(guò)線路與水下機(jī)器人上的機(jī)器人控制系統(tǒng)相連。

所述水面控制單元設(shè)有電源模塊，且所述電源模塊分別通過(guò)線路與所述水面處理器和通訊模塊相連。

所述水面顯示模塊設(shè)有屏幕，且所述屏幕的顯示界面包括視頻顯示部分和數(shù)據(jù)顯示部分。

一種根據(jù)所述的遙控式水下機(jī)器人水面與水下協(xié)同控制裝置的控制方法，其特征在于：

一、水面控制單元與水下控制單元分別連接至機(jī)器人控制系統(tǒng)，上電啟動(dòng)系統(tǒng)，測(cè)試水面控制單元、水下控制單元與機(jī)器人控制系統(tǒng)通訊是否正常，檢測(cè)正常后將水下控制單元固定在水下機(jī)器人本體上；

二、將水下機(jī)器人放入水中，先通過(guò)水面控制單元控制水下機(jī)器人大范圍運(yùn)動(dòng)尋找合適區(qū)域或目標(biāo)，此時(shí)水下控制單元關(guān)閉；

三、區(qū)域或目標(biāo)確認(rèn)后，水面控制單元輸入禁能，水下控制單元啟動(dòng)，潛水員在水下移動(dòng)至水下機(jī)器人處并取下水下控制單元操控水下機(jī)器人作業(yè)，作業(yè)完成后將水下控制單元重新固定在水下機(jī)器人上；

四、回收水下機(jī)器人。

步驟二中，水面操作人員通過(guò)操控水面控制輸入裝置輸入控制數(shù)據(jù)，且水面控制輸入數(shù)據(jù)經(jīng)水面處理器處理后發(fā)送給水面顯示模塊顯示；通訊模塊實(shí)時(shí)接收水下機(jī)器人采集的視頻信息及數(shù)據(jù)信息，并經(jīng)水面處理器處理后發(fā)送給水面顯示模塊顯示。