[發明專利]一種探測水下植物的航行器

有效

• 申請號: 202011278034.9
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112357028B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 黃曉鈺;陳淑玲;楊松林
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發明公開了一種探測水下植物的航行器，所述航行器由密封外殼體、伸縮水翼、云臺推進裝置、機械手臂以及拆卸式功能模塊組成。密封外殼體由首段，中段，尾段三個部分組成，整體呈扁平型。中段外側對稱分布伸縮水翼，伸縮水翼通過減速電機驅動螺桿實現伸縮；云臺推進裝置包括支架、舵機和導管螺旋槳，其分布在伸縮水翼兩側及尾端；外掛于伸縮水翼兩側的可以有效的實現上浮下沉以及輔助推進，布置在尾端的作為主推并實現矢量推進；機械手臂設置于首段下方；中段空間內放置控制設備及左右分布有可拆卸的水下監測模塊；尾段空間則用來布置可拆卸式水上監測功能模塊，可隨時根據需求的變化航行器的功用，極大的提高了航行器的利用效率。

技術領域

本發明涉及一種探測水下植物的航行器，屬于船舶工程技術領域。

背景技術

水下航行器(UUV)作為一種高技術手段，在海底這塊人類未來極具價值的發展空間中起著至關重要的作用，發展水下航行器的意義是顯而易見的。世界海洋總面積約為3.6×10⁸平方千米，占地球總面積的70.8％，在廣闊的海洋中，蘊含著非常豐富的生物資源、礦物資源和海洋能源。但是人們獲取海洋數據方法是昂貴且有限的。

目前國內在水下航行器方面相較于歐美國家發展較慢，且結構單一。同時有在航行中存在遭遇激流、障礙物、狹窄航道等海況時航行器的操縱問題。且在水下植物探測方面常采用打撈或聲吶的方式，儀器費用高昂。在推進方面，大多采用單一方向推進，常采用差速或尾舵來實現轉向，同時為了實現水面與水下交互，會安裝垂推裝置，使得在航行器上推進器裝置過多，損耗過大。在探測方面，大多航行器只根據需求布置固定單一種類的監測儀器，且現有水下機器人的作業系統通常只包括1～2個多功能遙控機械手和各種水下作業工具包。

本發明設計出一種適用于探測水下植物的航行器，以航行器為載體搭載各種監測傳感器和智能化模塊，通過云臺式推進器改變了常規的的操推模式，極大化的緩和了普通航行器在水下操推的不便，通過采用伸縮水翼根據航行要求實時調節，可以提供額外的升力使航行的穩定性增強，提高航行效率；伸縮水翼云臺式推進器的結合，極大的減小了整個航行器在水上水下交互的阻力，保證其快速性，最后針對水下航行器在監測等功能上的弊端也提供了新的措施。

發明內容

本發明的目的是提供一種操縱靈敏，提高監測效率的水下航行器，并主要用于水下植物取樣檢測。

為解決上述問題，技術方案如下：

一種探測水下植物的航行器，包括外形呈扁平魚雷式框架的密封外殼體1，該殼體的兩側設置有伸縮水翼2，所述水翼2的端部設置有云臺推進裝置3，外殼體1頭部下方安置機械手臂4，其特征在于，該航行器還包括拆卸式功能模塊分為固定模塊5-1和水下模塊5-2，固定模塊5-1安置于航行器體尾部空余部位，水下模塊5-2分布在航行器體中部兩側空余位置。

進一步的，所述航行器密封外殼體1其長寬比為2.4～3：1，長高比為3～5。

進一步的，所述固定模塊5-1呈矩形立方體狀分布在密封外殼體1尾端內，包含用于艙內監測的九軸姿態傳感器5-6、溫濕度傳感器5-7、超聲波流量傳感器5-8。

進一步的，固定模塊5-1面板留有防水接插件孔，在防水接插件孔上下分別安置空心螺栓5-4，防水接插件5-5穿過防水接插件孔并通過螺栓固定，下方防水接插件直接連接STM32控制器2-6，面板上方的防水接插件5-5安裝對接端子公頭，并在傳感器接線處安裝對接端子母頭，當對接端子連接傳感器作用。

進一步的，所述水下模塊5-2分布在密封外殼體1左右兩側，面板內嵌于密封外殼體1中，在密封外殼體1內部的防水接插件直接連接STM32控制器2-6，在其外部的防水接插件通過對接端子連接水下傳感器，包含有溫度傳感器5-9、PH傳感器5-10、濁度傳感器5-11、水深傳感器5-12、水下攝像頭5-13。