專利名稱：子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，尤其是一種子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，屬于機(jī)器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著沿海城市和生產(chǎn)的發(fā)展，港口頻繁的貿(mào)易往來(lái)，海洋資源的開采，人類對(duì)海洋環(huán)境影響日趨嚴(yán)重，海洋環(huán)境觀測(cè)與調(diào)查對(duì)海洋生態(tài)保護(hù)與海洋資源開發(fā)利用與都有積極作用；通過(guò)定期測(cè)定海水、底質(zhì)和某些指示生物體中各種污染物的含量以及其他水質(zhì)參數(shù)，為了保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)，要求了解、監(jiān)控檢測(cè)這些有害影響，若在海水、底質(zhì)或某種指示生物體內(nèi)污染物超過(guò)最高容許濃度時(shí)發(fā)布警報(bào)，實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)保護(hù)；傳統(tǒng)上，是由工作人員駕駛海洋調(diào)查船航行目的海域，然后將母船上水下機(jī)器人投入海中，遙控機(jī)器人海底環(huán)境調(diào)查，此種調(diào)查方式需要較多人力投入較大，效率較低，在海洋嚴(yán)酷惡劣環(huán)境下較危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人。本發(fā)明要解決的問(wèn)題是現(xiàn)有遙控機(jī)器人效率較低，在海洋嚴(yán)酷惡劣環(huán)境下操作較危險(xiǎn)的不足。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人由兩大部分組成:水面支持母船和無(wú)人潛水器。

水面支持母船，包括噴水推進(jìn)器、小臂、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、支撐板、無(wú)線通信收發(fā)器、船體、對(duì)接夾持器、中央處理艙、前置感應(yīng)器、監(jiān)控艙、彈簧緩沖層、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、大臂、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、強(qiáng)支架和長(zhǎng)浮筒，前置感應(yīng)器裝在船體頂部，內(nèi)有各種傳感器，感應(yīng)溫度、風(fēng)速、氣壓等海況信息；監(jiān)控艙設(shè)在船體前部，監(jiān)控艙內(nèi)有攝像、無(wú)線電、超聲波定位功能的模塊，用于整個(gè)機(jī)器人的導(dǎo)航與定位；中央處理艙設(shè)在船體前段，無(wú)線通信收發(fā)器設(shè)在船體上方；船體內(nèi)部設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)為整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)提供充足的動(dòng)力；整個(gè)船體高懸在海面上支撐板之上，行進(jìn)或錨泊時(shí)不與海面接觸；大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、大臂、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)成活動(dòng)腿足支撐，根據(jù)作業(yè)需求而轉(zhuǎn)動(dòng)變形，大臂通過(guò)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與支撐板連接，支撐板通過(guò)彈簧緩沖層與船體相連接，彈簧緩沖層為鈦合金材料，彈簧緩沖層幫助吸收了破浪前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)；拱形的強(qiáng)支架通過(guò)腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與小臂相連接，長(zhǎng)浮筒裝在強(qiáng)支架上，長(zhǎng)浮筒尖的一頭翹起，長(zhǎng)浮筒尾部安裝噴水推進(jìn)器；船體下方設(shè)有對(duì)接夾持器。無(wú)人潛水器，包括尾舵、尾鰭、導(dǎo)流罩、連接臍纜、垂直推進(jìn)器、夾持端口、水平推進(jìn)器、機(jī)體、感應(yīng)器、探測(cè)器和掛載平臺(tái)，機(jī)體內(nèi)集中有整個(gè)潛水器的功能模塊，兩個(gè)水平推進(jìn)器安裝在機(jī)體的左右兩側(cè)，兩個(gè)垂直推進(jìn)器同樣安裝在機(jī)體兩側(cè)，在水平推進(jìn)器和垂直推進(jìn)器的尾部設(shè)有導(dǎo)流罩，使得推進(jìn)動(dòng)力聚合；機(jī)體的尾部設(shè)有尾舵和尾鰭；機(jī)體的下部設(shè)有掛載平臺(tái)，感應(yīng)器和探測(cè)器安裝在掛載平臺(tái)上；機(jī)體的上部設(shè)有與母船體對(duì)接的夾持端口 ；無(wú)人潛水器與水面支持母船之間通過(guò)連接臍纜相連，母船通過(guò)連接臍纜傳輸能量和控制信號(hào)，無(wú)人潛水器將水下檢測(cè)信號(hào)通過(guò)連接臍纜傳遞給母船，再由母船發(fā)射給基站。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:大臂和艙體之間安裝有彈簧緩沖層，幫助吸收了破浪前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，因此，即使在較大的風(fēng)浪中也能保持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，整個(gè)形狀讓它能適應(yīng)波浪型的運(yùn)動(dòng)；大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、大臂、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、小臂、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)成活動(dòng)腿足支撐，根據(jù)作業(yè)需求而轉(zhuǎn)動(dòng)變形，因此，船體和潛水器能輕松的對(duì)接；無(wú)人潛水器與水面支持母船之間通過(guò)連接臍纜相連，使無(wú)人潛水器與母船體數(shù)據(jù)交換更穩(wěn)定，同時(shí)水面支持母船也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，避免了水下無(wú)法遙控的弊端；母船體在行進(jìn)或錨泊時(shí)不與海面接觸，能使重要元件不受海水侵蝕；整個(gè)機(jī)器人都是模塊化設(shè)計(jì)，便于便于運(yùn)輸和存儲(chǔ)的部件，能方便地快速組裝，任何組件都可以根據(jù)需要進(jìn)行更換；整個(gè)裝置非常輕巧，具有穿越大洋的能力，能效高，遠(yuǎn)距離航行，速度快，集航程遠(yuǎn)、油耗少、造價(jià)低、裝卸易、污染小等優(yōu)點(diǎn)于一身，經(jīng)過(guò)模塊改造能在軍事、民用、海上救援、科學(xué)考察等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人側(cè)視 圖2是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人正視 圖3是本發(fā)明子 母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人俯視 圖4是本發(fā)明無(wú)人潛水器部分側(cè)視 圖5是本發(fā)明無(wú)人潛水器部分正視 圖6是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人投放狀態(tài)示意 圖7是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人水下作業(yè)示意 圖中:1、噴水推進(jìn)器 2、小臂 3、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 4、支撐板 5、無(wú)線通信收發(fā)器 6、船體 7、對(duì)接夾持器 8、中央處理艙 9、前置感應(yīng)器 10、監(jiān)控艙 11、彈簧緩沖層 12、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 13、大臂 14、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 15、強(qiáng)支架 16、長(zhǎng)浮筒 17、尾舵 18、尾鰭 19、導(dǎo)流罩 20、連接臍纜 21、垂直推進(jìn)器 22、夾持端口 23、水平推進(jìn)器 24、機(jī)體 25、感應(yīng)器 26、探測(cè)器 27、掛載平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖所示，本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人由兩大部分組成:水面支持母船和無(wú)人潛水器；
水面支持母船，包括噴水推進(jìn)器1、小臂2、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3、支撐板4、無(wú)線通信收發(fā)器
5、船體6、對(duì)接夾持器7、中央處理艙8、前置感應(yīng)器9、監(jiān)控艙10、彈簧緩沖層11、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)12、大臂13、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)14、強(qiáng)支架15和長(zhǎng)浮筒16，前置感應(yīng)器9裝在船體6頂部，內(nèi)有各種傳感器，感應(yīng)溫度、風(fēng)速、氣壓等海況信息；監(jiān)控艙10設(shè)在船體6前部，監(jiān)控艙10內(nèi)有攝像、無(wú)線電、超聲波定位功能的模塊，能用于機(jī)器人的導(dǎo)航與定位；中央處理艙8設(shè)在船體6前段，實(shí)時(shí)處理海面與水下各種數(shù)據(jù)，無(wú)線通信收發(fā)器5設(shè)在船體6上方，通過(guò)無(wú)線通信收發(fā)器5能與地面人員進(jìn)行通信；船體6內(nèi)部設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)為整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)提供充足的動(dòng)力；整個(gè)船體6高懸在海面上支撐板4之上，行進(jìn)或錨泊時(shí)不與海面接觸；大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)12、大臂13、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3、小臂2、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)14構(gòu)成活動(dòng)腿足支撐，根據(jù)作業(yè)需求而轉(zhuǎn)動(dòng)變形，大臂13通過(guò)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)12與支撐板4連接，支撐板4通過(guò)彈簧緩沖層11與船體6相連接，彈簧緩沖層11為鈦合金材料，彈簧緩沖層11幫助吸收了破浪前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，因此，即使在較大的風(fēng)浪中也能保持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行；拱形的強(qiáng)支架15通過(guò)腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)14與小臂2相連接，長(zhǎng)浮筒16裝在強(qiáng)支架15上，長(zhǎng)浮筒16尖的一頭翹起，吃水很淺，因此能自如地行駛在淺水水域中，長(zhǎng)浮筒16尾部安裝噴水推進(jìn)器I ;船體6下方設(shè)有對(duì)接夾持器7，能將無(wú)人潛水器牢牢固定；
無(wú)人潛水器，包括尾舵17、尾鰭18、導(dǎo)流罩19、連接臍纜20、垂直推進(jìn)器21、夾持端口22、水平推進(jìn)器23、機(jī)體24、感應(yīng)器25、探測(cè)器26和掛載平臺(tái)27，機(jī)體24內(nèi)集中有整個(gè)潛水器的功能模塊，兩個(gè)水平推進(jìn)器23安裝在機(jī)體24的左右兩側(cè)，兩個(gè)垂直推進(jìn)器21同樣安裝在機(jī)體24兩側(cè)，通過(guò)左右兩個(gè)水平推進(jìn)器23實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)垂直推進(jìn)器21提供垂向動(dòng)力，兩者互動(dòng)配合使得潛水器能在水中自由航行，在水平推進(jìn)器23和垂直推進(jìn)器21的尾部設(shè)有導(dǎo)流罩19，使得推進(jìn)動(dòng)力聚合；機(jī)體24的尾部設(shè)有尾舵17和尾鰭18，尾鰭18與尾舵14互動(dòng)控制潛水器運(yùn)行方向，保持航行穩(wěn)定；機(jī)體24的下部設(shè)有掛載平臺(tái)27，感應(yīng)器25和探測(cè)器26安裝在掛載平臺(tái)27上，感應(yīng)器25與探測(cè)器26能實(shí)時(shí)感應(yīng)檢測(cè)采集數(shù)據(jù)；機(jī)體24的上部設(shè)有與母船體對(duì)接的夾持端口 22，船體6上的對(duì)接夾持器7與潛水器的夾持端口 22嵌合，航行狀態(tài)時(shí)保持緊固，到達(dá)目的海域能投放，起撈時(shí)能進(jìn)行對(duì)接抓住；無(wú)人潛水器與水面支持母船之間通過(guò)連接臍纜20相連，母船通過(guò)連接臍纜20傳輸能量和控制信號(hào)，無(wú)人潛水器將水下檢測(cè)信號(hào)通過(guò)連接臍纜20傳遞給母船，再由母船發(fā)射給基站。本發(fā)明使用方法，將整個(gè)機(jī)器人放置在海面，長(zhǎng)浮筒16尾部的噴水推進(jìn)器I推進(jìn)整個(gè)裝置前進(jìn)；在航行運(yùn)載狀態(tài)下，大臂13與小臂2伸直，無(wú)人潛水器高懸在海面上，不被風(fēng)浪侵?jǐn)_；航行到目的海域，控制大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)12與小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大臂13與小臂2彎曲，無(wú)人潛水器降至水面漂浮狀態(tài)，對(duì)接夾持器7從無(wú)人潛水器的夾持端口 22松開，投放無(wú)人潛水器進(jìn)入水下；母船將基站的控制信號(hào)通過(guò)連接臍纜20傳遞給無(wú)人潛水器，操控航行，無(wú)人潛水器將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)連接臍纜20纜傳遞給母船，再由母船發(fā)射給基站；當(dāng)任務(wù)完成，大臂 13與小臂2彎曲，母船與無(wú)人潛水器對(duì)接，將無(wú)人潛水器提升起。
權(quán)利要求
1.子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:包括水面支持母船和無(wú)人潛水器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述水面支持母船，包括噴水推進(jìn)器(I)、小臂(2)、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(3)、支撐板(4)、無(wú)線通信收發(fā)器(5)、船體(6)、對(duì)接夾持器(7)、中央處理艙(8)、前置感應(yīng)器(9)、監(jiān)控艙(10)、彈簧緩沖層(11)、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(12)、大臂(13)、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(14)、強(qiáng)支架(15)和長(zhǎng)浮筒(16)，前置感應(yīng)器(9)裝在船體(6)頂部，內(nèi)有各種傳感器；監(jiān)控艙(10)設(shè)在船體(6)前部；中央處理艙(8)設(shè)在船體(3)前段，無(wú)線通信收發(fā)器(5)設(shè)在船體(6)上方；船體(6)內(nèi)部設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)；大臂(13)通過(guò)大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(12)與支撐板(4)連接，支撐板(4)通過(guò)彈簧緩沖層(11)與船體(6)相連接；拱形的強(qiáng)支架(15)通過(guò)腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(14)與小臂(2)相連接，長(zhǎng)浮筒(16)裝在強(qiáng)支架(15)上，長(zhǎng)浮筒(16)尾部安裝噴水推進(jìn)器(I);船體(6)下方設(shè)有對(duì)接夾持器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述監(jiān)控艙(10)內(nèi)設(shè)有攝像、無(wú)線電、超聲波定位功能的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述彈簧緩沖層(11)為鈦合金材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(12)、大臂(13)、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(3)、小臂(2)、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(14)構(gòu)成活動(dòng)腿足支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述長(zhǎng)浮筒(16)尖的一頭翅起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述無(wú)人潛水器，包括尾舵(17)、尾鰭(18)、導(dǎo)流罩(19)、連接臍纜(20)、垂直推進(jìn)器(21)、夾持端口(22)、水平推進(jìn)器(23)、機(jī)體(24)、感應(yīng)器(25)、探測(cè)器(26)和掛載平臺(tái)(27)，機(jī)體(24)內(nèi)集中有整個(gè)潛水器的功能模塊，兩個(gè)水平推進(jìn)器(23)安裝在機(jī)體(24)的左右兩側(cè)，兩個(gè)垂直推進(jìn)器(21)同樣安裝在機(jī)體(24)兩側(cè)；機(jī)體(24)的尾部設(shè)有尾舵(17)和尾鰭(18)，機(jī)體(24)的下部設(shè)有掛載平臺(tái)(27)，感應(yīng)器(25)和探測(cè)器(26)安裝在掛載平臺(tái)(27)上；機(jī)體(24)的上部設(shè)有與母船體對(duì)接的夾持端口(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述水平推進(jìn)器(23 )和垂直推進(jìn)器(21)的尾部設(shè)有導(dǎo)流罩(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人，其特征是:所述連接臍纜(20)連接無(wú)人潛水器和水面支持母船。
全文摘要
一種子母式海洋環(huán)境檢測(cè)智慧機(jī)器人由兩大部分組成水面支持母船和無(wú)人潛水器，水面支持母船，包括噴水推進(jìn)器、小臂、小臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、支撐板、無(wú)線通信收發(fā)器、船體、對(duì)接夾持器、中央處理艙、前置感應(yīng)器、監(jiān)控艙、彈簧緩沖層、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、大臂、腕足轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、強(qiáng)支架和長(zhǎng)浮筒；無(wú)人潛水器，包括尾舵、尾鰭、導(dǎo)流罩、連接臍纜、垂直推進(jìn)器、夾持端口、水平推進(jìn)器、機(jī)體、感應(yīng)器、探測(cè)器和掛載平臺(tái)。
文檔編號(hào)B63C11/34GK103213662SQ20131013023
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者付宗國(guó), 謝永和, 張吉萍, 李國(guó)強(qiáng), 耿保陽(yáng) 申請(qǐng)人:浙江海洋學(xué)院