[發明專利]一種深海駐留型模塊化水下機器人系統

在審

• 申請號: 202011225064.3
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112357024A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 魏延輝;謝吉順;于恬;付敬恒;邵紅;王玥玥;樊雅妮;郭彤旭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種深海駐留型模塊化水下機器人系統，包括：遠程操控模塊、中心控制模塊、動力系統模塊、電源及管理模塊、基礎傳感器模塊、作業工具模塊；所有功能模塊間都有標準模塊化機械、電氣、控制接口。水下機器人系統能夠根據實際任務需要增減功能模塊，自主更換作業工具，能夠完成水下定點操作、水下切割、自主水下巡檢、海底油氣管道及電纜檢測等任務，能夠長期停駐在水下，可智能尋跡定位、自主充電、可遠程隱蔽操控、分配任務。

技術領域

本發明涉及一種水下機器人系統，特別是一種深海駐留型模塊化水下機器人系統，屬于水下機器人領域。

背景技術

深海駐留型模塊化水下機器人目前應用在民用的科學考察、海底探測等方面，典型如載人型水下機器人HOV、有纜型作業型水下機器人ROV，(張瑋康,王冠學,徐國華,等.腹部作業型水下機器人控制系統研制[J].中國艦船研究,2017(2).)研制了一種腹部作業型ROV用于與UUV對接回收，其不依賴于機械手的操作，不過對接過程需要有豐富經驗的操作手精確操作，難以實現自主化。(徐鵬飛,馬利斌,王磊.海箏II型遙控自治水下機器人的研制與應用[J].中國科技成果,2012(20):36-39.徐鵬飛,崔維成,謝俊元.遙控自治水下機器人控制系統[J].中國造船,2010,51(004):100-110)介紹了遙控自治水下機器人(ARV)，同時具有AUV和ROV的控制模式，即擁有兩者的優勢，能夠實現大范圍搜尋和機械手作業，不過還是較大程度受到能源的限制。無人無纜型水下機器人AUV，(唐旭東,龐永杰,張赫.基于單目視覺的水下機器人管道檢測[J].機器人,2010,32(5):592-600.)提供了一種基于單目視覺的水下機器人管道檢測方法，該系統將處理圖像分為三個層面以及運用動態窗口技術能夠較好的分析圖像，不過單一的光學檢測方式由于水下環境的特殊性得到的圖像清晰度低，噪聲嚴重。(李治洋,郭威,葛新.模塊化水下機器人控制系統設計[J].機械設計與制造,2012(01):36-38.)提供了一種模塊化水下機器人的思想，該模塊化方法降低了水下機器人控制系統設計的工作量，增強了功能上的靈活性。不過文中并沒有對子模塊進行太多闡述。(羊云石,顧海東.AUV水下對接技術發展現狀[J].聲學與電子工程,2013,000(002):43-46.)對AUV水下對接技術進行了介紹，當前國內外對接技術的用途多為數據交換和水下回收，而深海駐留型機器人必須能夠補充能源。這些水下機器人在民用上都無法廣泛使用，原因如表1所示:

表1三類典型水下機器人在民用上應用存在的不足

如上表所述，目前各類型的水下機器人都存在一定程度上的不足，用于民用方面的水下機器人需要具有隱蔽性，具備巡檢作業等多種能力，滿足水下多種任務需要，能夠進行智能補充能量，并長期常駐在水下等待并完成工作。開展具有民用用途的深海駐留型模塊化水下機器人對于保障深海工作空間站、維護海洋民用權益，提高水下作業能力，進行長期水下監測和民用預防都具有極大地民用需要。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是提供一種具有水下定點操作、水下切割、自主水下巡檢、海底油氣管道及電纜檢測等能力，并且能夠自主更換作業工具，能夠長期停駐在水下，可智能尋跡定位，自主充電，可遠程隱蔽操控，分配任務等多功能模塊化的深海駐留型模塊化水下機器人系統，解決水下機器人在民用方面作業和維護成本高，作業方式單一，不具有長期性和連續性等問題。