[發明專利]一種水下機器人可控電磁拋載模塊及其應急拋載方法

在審

• 申請號: 202110572264.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113353215A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 陳驍;湯聯生;沈潤杰;張守琳;林鎮;吳莊毅;陳光宇
• 申請（專利權）人: 福建華電可門發電有限公司;蘇州同港無人機研究院有限公司;紹興異想科技有限公司
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/00;B63G8/22
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 閆露露

本發明屬于水下機器人領域，具體公開了一種水下機器人可控電磁拋載模塊，包括浮力材、拋載物、水下電磁鐵和固定殼體；所述固定殼體安裝在機器人本體上，浮力材固定機器人本體頂部位置處，拋載物通過水下電磁鐵設置在固定殼體底部，并通過水下電磁鐵的電路通斷來控制拋載物的拋載狀態。本發明可在機器人出現故障時應急拋載，通過水下電磁鐵斷電釋放拋載物，從而使機器人浮力變大，上浮至水面，減少經濟損失；利用電磁鐵結構來釋放拋載物，具有結構簡單、動作可靠、使用和維護簡單的優點；同時提供拋載物主動拋載和被動拋載兩種應急拋載模式，能夠適用多種類型的水下機器人適用，擴大其適用范圍。

技術領域

本發明涉及水下機器人領域，具體為一種水下機器人可控電磁拋載模塊及其應急拋載方法。

背景技術

近些年來，隨著海洋作業的擴展，海底石油、水產打撈、海底科學考察等領域的發展需求，人們對于海洋事業的投入越來越大，相應的，對于海洋作業設備的需求也越來越大。以水產打撈領域來看，以前的打撈方式都是人工下潛，潛水員穿著潛水服下潛十幾米，打撈到一定數量海鮮后返回水面。這樣的作業方式，放在現在遠遠不能滿足供需關系，所以現在人們研制了更加先進的機械，用機器代替手工，其優勢體現在一下幾方面：大大的節約了人工成本、提高了人員的安全性、生產效率遠大于人工作業、人類無法下潛的地方機器可以做到等等。

通常來說，執行該任務的一般為中小型ROV(遠程遙控水下機器人)，該設備價值不等，即使如此，便宜的設備也需要十幾萬元。一旦在水中發生故障(線纜斷開、信號丟失等等)，該設備將面臨丟失的風險，所以在設備上配備可靠的有效的救援工具是十分必要的。對于小設備即是如此，更不用說是海洋石油平臺的大型ROV設備了，一旦丟失，直接損失將在千萬元以上。

固體拋載系統，顧名思義，即是將固體重物拋載以實現水下機器人下潛和上浮的系統。目前現有的拋載裝置結構復雜，拋載可控性差。并且目前的水下機器人拋載系統基本上是根據機器的大小、重量量身定做的，不具備通用性，大大的限制了該系統的推廣使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水下機器人可控電磁拋載模塊及其應急拋載方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種水下機器人可控電磁拋載模塊，包括浮力材、拋載物、水下電磁鐵和固定殼體；所述固定殼體安裝在機器人本體上，浮力材固定機器人本體頂部位置處，拋載物通過水下電磁鐵設置在固定殼體底部，并通過水下電磁鐵的電路通斷來控制拋載物的拋載狀態。

優選的，所述水下電磁鐵內部滑動插入一根電磁鐵芯，所述固定殼體上開設有供電磁鐵芯穿過的通孔，電磁鐵芯一端伸出水下電磁鐵與彈簧抵接，另一端穿過通孔供拋載物懸掛。

優選的，初始狀態下，所述彈簧為壓縮狀態，將電磁鐵芯頂緊，水下電磁鐵通過連接線纜接入電路。

優選的，所述固定殼體可根據水下機器人本體的實際裝配所需形態而隨意改變，并依據浮力配平方法配平浮力即可。

優選的，所述浮力配平方法具體包括如下步驟：

S1：確定拋載物重量；

S2：選定電磁鐵型號并稱重；

S3：選定浮力材的類型，確定其密度，然后計算出其產生的浮力大??；

S4：設計固定外殼的大小，并考慮外殼產生的重量；

S5：確定選用浮力材的大小，并將整個系統重量考慮在內，使得浮力材所產生的浮力剛好能抵消系統產生的重量，即為最佳狀態，此時整個拋載系統在水中呈現零浮力狀態；

S6：計算驗證選用的水下電磁鐵是否能成功拋載拋載物，計算水下電磁鐵拋載時與拋載物之間的摩擦力是否能夠滿足電磁鐵的拉力，若該摩擦力小于電磁鐵產生的拉力，則拋載物能成功拋載，反之則不行；具體的計算公式為：

f＝чN