一種水下無(wú)人纜控機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水下作業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種水下無(wú)人纜控機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)海洋開發(fā)事業(yè)的逐步發(fā)展，海洋裝備產(chǎn)業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展。水下機(jī)器人是開發(fā)海洋過(guò)程中的重要工具，廣泛用于海洋監(jiān)測(cè)、海洋工程、海洋礦產(chǎn)勘探、科研、搜尋打撈等作業(yè)任務(wù)，特別是無(wú)人纜控水下機(jī)器人，它續(xù)航力強(qiáng)，動(dòng)力充沛、安全可靠。無(wú)人纜控水下機(jī)器人可分為拖曳式與自航式兩種，拖曳式水下機(jī)器人本身無(wú)動(dòng)力，被吊放入海中并依靠母船拖帶航行；自航式水下機(jī)器人自身具備動(dòng)力系統(tǒng)，可以執(zhí)行復(fù)雜的水下作業(yè)任務(wù)，它通過(guò)臍帶纜傳輸機(jī)器人本體所需的動(dòng)力，同時(shí)也上傳和下傳控制數(shù)據(jù)、信號(hào)；工程人員可在母船上通過(guò)連接在臍帶纜一端的控制平臺(tái)來(lái)操縱無(wú)人纜控水下機(jī)器人，其自航模式一般分為浮游、吸附和爬行三類。
[0003]CN102424100A公開了一種復(fù)合吸附船體清刷機(jī)器人，即一種將磁力吸附和推力吸附結(jié)合在一起的船體清刷機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)船體水下、水上部分的清洗。但是該機(jī)器人無(wú)法執(zhí)行浮游作業(yè)，工作時(shí)必須沿船側(cè)進(jìn)入作業(yè)區(qū)域，活動(dòng)范圍有限。CN101139007A公開了一種水下清潔機(jī)器人，是一種利用高速排水螺旋槳產(chǎn)生負(fù)壓進(jìn)行壁面吸附的水下清潔機(jī)器人，可被遙控或自主控制進(jìn)行水下泳池壁面的清潔作業(yè)。但是該機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)眾多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，依靠排水螺旋槳的浮游靈活性差，不能進(jìn)行浮游作業(yè)，功能單一，僅用于泳池壁的清潔。
[0004]通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的各類水下機(jī)器人的分析比較得出，目前的水下機(jī)器人通常具有姿態(tài)單一，功能單一，實(shí)用性低，靈活性差的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有水下機(jī)器人的姿態(tài)單一，功能單一，實(shí)用性低，靈活性差的缺陷，提供一種水下無(wú)人纜控機(jī)器人，該機(jī)器人具備水中懸停、吸附、爬行、升潛、前進(jìn)、后退和浮游轉(zhuǎn)向等多種運(yùn)動(dòng)模式，能實(shí)現(xiàn)水中目標(biāo)觀察、水下搜救打撈、水中目標(biāo)物清洗、海洋礦產(chǎn)勘探等多種作業(yè)任務(wù)，實(shí)用性高，靈活性好。
[0006]為此，本實(shí)用新型提供了一種水下無(wú)人纜控機(jī)器人，包括水上控制設(shè)備、臍帶纜和機(jī)器人本體，所述機(jī)器人本體包括載體框架、浮力模塊、浮游系統(tǒng)設(shè)備、爬行系統(tǒng)設(shè)備、觀通設(shè)備、水下控制設(shè)備、耐壓密封艙、傳感器和作業(yè)機(jī)構(gòu)；浮力模塊安裝在載體框架的上部，爬行系統(tǒng)設(shè)備安裝在載體框架的兩側(cè)，觀通設(shè)備安裝在載體框架的前部、浮力模塊的下部，耐壓密封艙安裝在載體框架的中部、浮力模塊的正下方，作業(yè)機(jī)構(gòu)安裝在觀通設(shè)備的下方，傳感器和水下控制設(shè)備位于耐壓密封艙中，臍帶纜連接水上控制設(shè)備和水下控制設(shè)備；所述浮游系統(tǒng)設(shè)備包括四個(gè)垂直螺旋槳推進(jìn)器和兩個(gè)水平螺旋槳推進(jìn)器，四個(gè)垂直螺旋槳推進(jìn)器垂直安裝在載體框架側(cè)板內(nèi)側(cè)中上部，兩個(gè)水平螺旋槳推進(jìn)器對(duì)稱安裝在載體框側(cè)板的外側(cè)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型，所述水下無(wú)人纜控機(jī)器人具備水中懸停、吸附、爬行、升潛、前進(jìn)、后退和浮游轉(zhuǎn)向等多種運(yùn)動(dòng)模式。四個(gè)垂直螺旋槳推進(jìn)器可以為水下無(wú)人纜控機(jī)器人提供升潛、吸附和爬行動(dòng)力，兩個(gè)水平螺旋槳推進(jìn)器可以為水下無(wú)人纜控機(jī)器人提供前進(jìn)、后退、浮游轉(zhuǎn)向動(dòng)力。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型，所述載體框架可以作為水下無(wú)人纜控機(jī)器人的移動(dòng)和搭載平臺(tái)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型，所述浮力模塊由密度為0.2-0.7g/cm的浮力材料制造而成，既能保證水的壓強(qiáng)不會(huì)破壞浮力材料，又能滿足水下無(wú)人纜控機(jī)器人在水下所需的浮力要求。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型，爬行系統(tǒng)設(shè)備包括直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)和履帶爬行機(jī)構(gòu)，履帶爬行機(jī)構(gòu)包括履帶、履帶輪和履帶安裝架，履帶輪安裝在履帶安裝架上，履帶纏繞在履帶輪上，直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在履帶安裝架內(nèi)側(cè)，可以驅(qū)動(dòng)履帶進(jìn)行坐底爬行和貼附爬行。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型，所述觀通設(shè)備包括可變焦云臺(tái)攝像機(jī)和兩個(gè)水下LED燈，觀通設(shè)備可以對(duì)水下無(wú)人纜控機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行觀察，并可以進(jìn)行可視化操作?？勺兘乖婆_(tái)攝像機(jī)可以通過(guò)云臺(tái)控制實(shí)現(xiàn)視野的多自由度調(diào)整，增加可視范圍。兩個(gè)水下LED燈對(duì)稱安裝在可變焦云臺(tái)攝像機(jī)的兩側(cè)，水下LED燈與水平方向呈15°朝向下，這樣可以在水下無(wú)人纜控機(jī)器人的水平方向和近底方向取得較好的可視效果。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型，所述耐壓密封艙包括圓柱形艙體和兩個(gè)半球形封頭，可以用來(lái)安裝傳感器和水下控制設(shè)備。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型，所述傳感器包括深度傳感器、高度傳感器、姿態(tài)控制傳感器、艙內(nèi)溫度傳感器、艙內(nèi)濕度傳感器和艙內(nèi)漏水報(bào)警裝置，所述姿態(tài)控制傳感器包括三軸加速度計(jì)、電子羅盤和三軸陀螺儀。傳感器主要為監(jiān)測(cè)、報(bào)警類傳感器，可以對(duì)水下無(wú)人纜控機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型，所述作業(yè)機(jī)構(gòu)包括多功能機(jī)械手或水下清洗裝置，針對(duì)不同任務(wù)情形，可以更換不同的作業(yè)工具。作業(yè)機(jī)構(gòu)配合水下無(wú)人纜控機(jī)器人的其他設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)水中目標(biāo)觀察、水下搜救打撈、水中目標(biāo)物清洗、海洋礦產(chǎn)勘探等多種作業(yè)任務(wù)。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型，所述水上控制設(shè)備包括控制器、供電單元和臍帶纜絞車，控制器連接供電單元，供電單元連接臍帶纜絞車。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型，所述水下控制設(shè)備位于耐壓密封艙中，可以接收、發(fā)送和簡(jiǎn)單處理數(shù)據(jù)和信號(hào)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型，所述臍帶纜為光電纜，纏繞在臍帶纜絞車上，臍帶纜中增加承重繩，可以保證臍帶纜和機(jī)器人本體的穩(wěn)定連接。水上控制設(shè)備通過(guò)臍帶纜向水下控制設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)和信號(hào)，接收水下控制設(shè)備、水下觀通設(shè)備和各傳感器的數(shù)據(jù)和信號(hào)，并將其實(shí)時(shí)顯示到水上控制設(shè)備上，保證水上操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控水下無(wú)人纜控機(jī)器人的工作狀
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[0018]本實(shí)用新型的水下無(wú)人纜控機(jī)器人具備水中懸停、吸附、爬行、升潛、前進(jìn)、后退和浮游轉(zhuǎn)向等多種運(yùn)動(dòng)模式，能實(shí)現(xiàn)水中目標(biāo)觀察、水下搜救打撈、水中目標(biāo)物清洗、海洋礦產(chǎn)勘探等多種作業(yè)任務(wù)。本實(shí)用新型的水下無(wú)人纜控機(jī)器人擁有模塊化、通用性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可靠的控制模式，因此運(yùn)動(dòng)靈活、實(shí)用性強(qiáng)、可以滿足任務(wù)多樣性。本實(shí)用新型的水下無(wú)人纜控機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、體積小、重量輕、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、操控性能好，同時(shí)結(jié)構(gòu)和控制上的合理設(shè)計(jì)也使得水下無(wú)人纜控機(jī)器人成本低、實(shí)用性強(qiáng)、適應(yīng)性好。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的水下無(wú)人纜控機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型的水下無(wú)人纜控機(jī)器人的水上控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
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