本發(fā)明涉及一種全海深智能水下機器人的激光示蹤器，主要在AUV夜間回收時使用，能夠讓回收人員在較惡劣的海況快速發(fā)現(xiàn)AUV并協(xié)助順利回收。

背景技術(shù)：

AUV開始工作時需要由母船運送至指定海域釋放，完成任務后上浮再由母船完成回收至。目前，AUV主要采用在潛器上安裝起吊點的方式進行回收作業(yè)，回收時需要在起吊點和吊鉤連接，這通常需要工作人員參與。AUV雖已到達母船附近，但由于受到海上風浪和夜間環(huán)境的影響，回收人員仍難以發(fā)現(xiàn)。專利文獻“一種節(jié)能環(huán)保的防水式頻閃燈(CN204141477)”和“一種節(jié)能微型水面示蹤器(CN104973224A)”分別通過頻閃燈的閃爍和浮標表明位置，但由于海況復雜，中性浮力的AUV基本隱藏在海浪和海水里，致使回收人員不易發(fā)現(xiàn)AUV，難以有效完成夜間回收。

本發(fā)明設(shè)計了一種全海深智能水下機器人的水下激光示蹤器，通過激光光柱和LED燈柱組成的光束組合可以在水下10米的近水面透過浪涌，清晰地在遠處顯示AUV的蹤跡，從而實現(xiàn)夜間惡劣海況的快速回收。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種全海深智能水下機器人的激光示蹤器，可以在遠處通過激光光柱和LED燈光柱組成的光束透過浪涌，清晰地顯示出夜間環(huán)境中AUV在近海面的前進方向和蹤跡，幫助母船工作人員順利地對AUV展開回收工作。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括通過線纜連接的控制器耐壓艙和發(fā)光設(shè)備耐壓艙、光敏傳感器開關(guān)模塊、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊、紅色激光器、綠色激光器、LED聚光燈、電池組、限流電阻和無線電遙控開關(guān)，綠色激光示蹤器、紅色激光示蹤器、光敏傳感器開關(guān)模塊、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊串聯(lián)后經(jīng)無線電電控開關(guān)連接并聯(lián)接入由LED聚光燈、限流電阻、電池組串聯(lián)組成的電路中，發(fā)光設(shè)備耐壓艙上設(shè)置有四個玻璃窗口，光敏傳感器開關(guān)模塊、紅色激光器、綠色激光器、LED聚光燈分別對應一個玻璃窗口，機械式壓力傳感器開關(guān)模塊和電池組位于控制器艙或者全海深智能水下機器人的控制艙內(nèi)。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.當水深小于10米時，光敏傳感器開關(guān)模塊、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)，紅色激光器、綠色激光器、LED聚光燈均處于導通狀態(tài)；當水深為0米時，控制無線電遙控開關(guān)使紅色激光器、綠色激光器處于斷開狀態(tài)、LED聚光燈處于導通狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過光敏傳感器開關(guān)模塊根據(jù)外界的光強信息控制示蹤器的開關(guān)，當外界光強很弱時開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)；機械式壓力傳感器開關(guān)模塊根據(jù)外界水深壓力控制示蹤器的開關(guān)，當外界水壓很小時開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)。在夜間水深小于10米時兩個開關(guān)模塊都處于完全導通狀態(tài)，激光器和LED聚光燈都處于導通狀態(tài)；當水深為0米時為防止激光太強灼燒回收人員的眼睛，可控制無線電遙控開關(guān)，使激光器處于斷開而LED聚光燈處于導通狀態(tài)。激光器從前到后依次布置為紅色激光器、LED聚光燈和綠色激光器，LED聚光燈通過圓弧反射壁將LED燈光聚集成光柱，從而很容易根據(jù)顏色分辨AUV的前進方向，快速完成回收。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的電路示意圖；

圖3是本發(fā)明的水下激光示蹤器搭載在AUV前中部示意圖；

圖4是水深較大時本發(fā)明的激光示蹤器不工作時的狀態(tài)示意圖；

圖5是水深小于10m本發(fā)明的激光示蹤器工作時的狀態(tài)示意圖；

圖6是水深為0m本發(fā)明的激光器關(guān)閉、LED繼續(xù)工作時的狀態(tài)示意圖；

圖7是本發(fā)明的激光示蹤器水下工作效果；

圖8是頻閃燈水下工作效果。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

結(jié)合圖1至圖8，水下激光示蹤器包括兩個耐壓艙和連接法蘭8，其中發(fā)光設(shè)備耐壓艙9在AUV外部，紅色激光器2、綠色激光器3和LED聚光燈4、光敏傳感器開關(guān)模塊1均安裝在發(fā)光設(shè)備耐壓艙9中，這些元件均被固定在艙內(nèi)并保持正對著玻璃窗6，透過亞克力材質(zhì)的玻璃窗6，光敏傳感器開關(guān)模塊1可以方便地感知外界光線強度，而紅色激光器2、綠色激光器3和LED聚光燈4也可以透過玻璃窗6向外發(fā)出光束，發(fā)光設(shè)備耐壓艙9、控制器耐壓艙10能夠承受全海深120MP的深水壓力，兩個耐壓艙通過線纜7連接，接頭處為防水螺母11；機械式壓力傳感器開關(guān)模塊5和電池組12既可以安裝在單獨的控制器艙10中，也可以安裝在AUV的控制艙內(nèi)，和其他控制設(shè)備安裝在一起。激光器從前到后依次布置為紅色激光器2、LED聚光燈4和綠色激光器3，LED聚光燈4通過圓弧反射壁將LED燈光聚集成光柱，從而很容易根據(jù)顏色分辨AUV的前進方向，快速完成回收。

結(jié)合圖2，光敏傳感器開關(guān)模塊1、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊5、紅色激光器2、綠色激光器3、LED聚光燈4、圓弧反射壁、電池組12、激光驅(qū)動器16、LED電路板15組成水下激光示蹤器的控制回路，其中電池組12與限流電阻14、無線電遙控開關(guān)13、LED聚光燈4串聯(lián)構(gòu)成回路，光敏傳感器開關(guān)模塊1、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊5、紅色激光示蹤器2和綠色激光示蹤器3串聯(lián)接在一起，并聯(lián)接入電路。光敏傳感器開關(guān)模塊1由光敏二極管模塊、繼電器模塊組成；光敏傳感器開關(guān)模塊1監(jiān)測外界的光強度，控制示蹤器的開關(guān)，當外界光強很弱時開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)；機械式壓力傳感器開關(guān)模塊5根據(jù)外界水深壓力控制示蹤器的開關(guān)，當外界水壓很小時開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)。當水深小于10米時兩個開關(guān)模塊都處于完全導通狀態(tài)，紅色激光器2、綠色激光器3和LED聚光燈4都處于導通狀態(tài)，產(chǎn)生紅色激光束17、綠色激光束18和LED燈光19；當水深為0米時為防止激光太強灼燒回收人員的眼睛，可通過無線電控制無線電遙控開關(guān)13，此時激光器處于斷開而LED聚光燈4處于導通狀態(tài)。

結(jié)合圖3至圖6，此時機械式壓力傳感器開關(guān)模塊5和光敏傳感器開關(guān)模塊1分別從環(huán)境中獲取到水壓力大、光線弱的物理信息，不滿足兩個傳感器模塊設(shè)定開關(guān)點的要求，常開觸點均不接通，水下激光示蹤器不工作。夜間回收當AUV20上浮到10米以內(nèi)的近水面時，此時機械式壓力傳感器壓力開關(guān)5和光敏傳感器開關(guān)模塊1從環(huán)境中獲取到水壓力小、光線強的物理信息，滿足兩個傳感器模塊設(shè)定開關(guān)點的要求，常開觸點均接通，水下激光示蹤器工作，紅色激光器2、綠色激光器3和LED聚光燈4的光束從玻璃窗豎直向上射出，顯示AUV的蹤跡，激光器的顏色可以辨識出AUV的前進方向。當AUV完全上浮到水面，水深壓力為0時，通過無線電遙控開關(guān)13斷開激光器，LED聚光燈4繼續(xù)導通，聚集的燈柱可以很清晰地在夜間顯示AUV的蹤跡。

結(jié)合圖7和圖8，在黑暗的水池，水深2米的條件下，激光柱和LED聚光燈柱的組合在黑暗中光目標更大，在惡劣海況中更能透過浪涌，比水面的頻閃燈更清晰地在遠處顯示AUV的蹤跡。

本發(fā)明是一種全海深智能水下機器人的水下激光示蹤器包括光敏傳感器開關(guān)模塊、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊、紅色激光器、綠色激光器、LED聚光燈、圓弧反射壁、電池組。其中機械式壓力傳感器開關(guān)模塊和電池組安裝在控制器耐壓艙中，也可以安裝在AUV的控制艙內(nèi)，和其他控制設(shè)備安裝在一起；紅色激光器、綠色激光器和LED聚光燈、光敏傳感器開關(guān)模塊安裝在發(fā)光設(shè)備耐壓艙中，其中發(fā)光設(shè)備耐壓艙在AUV外部，耐壓艙能夠承受全海深120MP的深水壓力。光敏傳感器開關(guān)模塊、機械式壓力傳感器開關(guān)模塊、紅色激光器、綠色激光器、LED聚光燈、圓弧反射壁、電池組組成水下激光示蹤器的控制回路；光敏傳感器開關(guān)模塊根據(jù)外界的光強信息控制示蹤器的開關(guān)，當外界光強很弱時開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)；機械式壓力傳感器開關(guān)模塊根據(jù)外界水深壓力控制示蹤器的開關(guān)，當外界水壓很小時開關(guān)模塊處于完全導通狀態(tài)。

本發(fā)明在當水深小于10米時兩個開關(guān)模塊都處于完全導通狀態(tài)，激光器和LED聚光燈都處于導通狀態(tài)；當水深為0米時為防止激光太強灼燒回收人員的眼睛，可通過控制無線電遙控開關(guān)，使激光器處于斷開而LED聚光燈處于導通狀態(tài)。激光器從前到后依次布置為紅色激光器、LED聚光燈和綠色激光器，LED聚光燈通過圓弧反射壁將LED燈光聚集成光柱，從而很容易根據(jù)顏色分辨AUV的前進方向，快速完成回收。