一种子母式船舶机舱综合管家设备及其运行方法与流程

1.本发明涉及一种基于人工智能体协作的新型子母式、智能化、自主化船舶机舱综合管家机器人及其运行方法，该综合管家能代替人工，高效地对全船机舱及其内部设备、环境等进行巡检记录、数据收集、探测分析和维护修理等。

背景技术：

2.一方面，船舶轮机员在值班时，通常需要由一名人员定期对整个机舱内进行巡检，并填写记录表。检查内容包括有：各设备的运行状态、当前的关键工况参数等。考虑到船上机舱的恶劣环境(高温、噪声大、过道窄小等)，以及空间较大(高度深、距离远等)，所以该巡检任务耗费的时间长、危险性高，大大地增加了船员的工作负荷，甚至严重影响船员的健康状态。这些艰苦的工作内容也导致了当前从事船员工作的人越来越少。
3.另一方面，如果巡检或者数据分析中遇到设备故障、或者紧急情况，需要及时响应适当且有效的处理措施，避免事态严重化。这主要依赖于船员自身的文化程度和经验水平。一般来说，对于资历尚浅的船员往往难以做出准确判断，从而造成不必要的损失。而且，机舱设备种类众多、管路错综复杂、局部空间狭小紧凑等，都导致船员在营运船上的维修检测(如探伤、疏通、堵漏等)相对困难。
4.此外，随着智能船舶的不断发展，如何完善机舱相关的数据结构，并构建整个机舱的数据工程成为了关键所在。当前，为了实现智能化机舱，大多针对机舱集控室，尝试建立基于人工智能技术的监测运维平台及系统，但是缺少可代替船员进行巡检的执行机构，难以做到防患于未然。而且对于数据对象，目前仅局限在集控室中电缆所能获取到的信息，难以涉及到机舱内的环境信息(如舱室态势)、设备的运行状态(如震动信号、磨损程度)，各个设备之间/系统之间的关联信息等，特别是部分故障/事故数据无法有效获取和保留。

技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：当前缺少能适应船舶机舱复杂环境，且可代替船员对船舶机舱(包含了传统轮机机舱，以及其他敞开或密闭各类舱室)各处进行实地巡检、探测、监控、维护的人工智能执行装备。
6.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，包括运载母体以及执行子体；运载母体能够携带单个或多个执行子体，运载母体携带执行子体移动至目标对象后，执行子体脱离运载母体执行测量和/或维修任务，运载母体与正在执行测量和/或维修任务的执行子体之间以及正在执行测量和/或维修任务的执行子体相互之间能够建立数据连接，从而构成协同体，完成测量和/或维修作业任务；运载母体具有自主作业模式和人工作业模式，将运载母体作为前端对运载母体自身采集的信息数据以及正在执行测量和/或维修任务的执行子体反馈的信息数据做初步处理：若当前信息数据被判定为可进行自主决策的信息数据，则通过智能算法对数据进行分析，判断生成所需执行的操作指令，并将操作指令发送给执行子体；若当前信息数据被判定
为不可自主决策的信息数据，则将信息数据发送给后台，由人工进行处理，并通过机旁人机交互界面或者远程控制，使得执行子体得以实施人工处理后输出的操作指令。
7.优选地，运载母体通过智能算法对数据进行分析，判断生成所需执行的操作指令后，将操作指令反馈给后台。
8.优选地，所述运载母体上运行有自主式智能系统，该自主式智能系统将整个机舱设备、环境相关联起来，采用多个执行子体同时对关联因素的数据进行监控、分析判断，从而由某个设备的局部现象，判断出可能对其他设备或区域造成的影响。
9.优选地，所述运载母体具有着地移动模式和导轨移动模式；当所述运载母体处于着地移动模式时，能够在地面上移动；当所述运载母体处于导轨移动模式时，能够基于移动轨道移动，从而跨平台区域运动，并能够执行平台顶部区域的监控任务。
10.优选地，所述执行子体包括测量型子体和维修型子体，其中：测量型子体负责执行测量任务，以采集相关数据，并将采集到的数据回传至所述运载母体；维修型子体负责执行特种作业，同时也能够将采集到的数据回传至所述运载母体。
11.优选地，所述运载母体包括主体；主体顶部为智能模块，智能模块能够：对所述运载母体和所述执行子体所获取的信息数据进行智能化处理：对于被判定为可进行自主决策的信息数据，智能模块能够通过智能算法对数据进行分析，判断生成所需执行的操作指令，并将操作指令发送给执行子体；对于被判定为不可自主决策的信息数据，则由智能模块将信息数据发送给后台，由人工进行处理，并通过机旁人机交互界面或者远程控制使得执行子体得以实施人工处理后输出的操作指令；整个过程的过程数据被智能模块实时记录，供随时查阅；智能模块还融合了路径规划定位系统，将预存的机舱三维数字模型和对运载母体周边设备的实时感知相结合，构建基于风管轨道基点的定位系统，从而获得更优的路径规划；
12.主体位于智能模块下方的区域布置有视觉照明模块，视觉照明模块能够对周围一定范围进行照明，并实现360
°
的图像拍摄、扫描、实时视频监控功能；
13.主体位于视觉照明模块下方的区域布置有测量型子体空间和维修型子体空间，测量型子体空间和维修型子体空间用于存放对应种类的单个或多个所述测量型子体和所述维修型子体；
14.由导向立柱模块将主体支撑在导向内罗盘上，通过导向内罗盘能够驱动主体绕自身的竖直轴线实现原地旋转作业；同时，主体与导向立柱模块铰接，使得主体能够绕铰接点实现原地翻转作业；
15.导向内罗盘固定在转向外罗盘上，移动机构则固定在转向外罗盘底部；由移动机构实现处于着地移动模式的运载母体的水平运动；通过导向内罗盘与转向外罗盘的相对角度计算，能够确定所需的转动角度，从而实现运载母体的定向转动；
16.主体上设有臂杆移动轨道；臂杆执行模块包括基座和设于基座上的至少三根可自由伸缩、弯折调节的臂杆，臂杆执行模块的基座位于臂杆移动轨道中，实现臂杆位置的滑动和固定；臂杆执行模块的状态在收缩状态、伸展状态以及抓取状态之间切换；当臂杆执行模块处于收缩状态时，所有臂杆收缩并向下垂落，通过调节向下垂落的臂杆的长度，能够使臂杆悬空减震，也能够使得所有臂杆的底部顶住导向内罗盘的上表面，辅助支撑主体；当臂杆执行模块处于伸展状态时，所有臂杆向外伸展，其底部支撑在运载母体周围地面或环境基
体表面，形成对运载母体的支撑，能够对整个运载母体起到稳固的作用；当臂杆执行模块处于抓取状态时，所有臂杆收缩、弯折形成抓手结构，该抓手结构能够沿臂杆移动轨道移动，抓手结构能够用于抱紧通风系统的导轨，也能够用于设备触碰或者舱室门的开关。
17.优选地，所述测量型子体空间和所述维修型子体空间具有可调节的固定和保护装置，以防止存放在其中的所述测量型子体和所述维修型子体出现倾倒、掉落；当所述测量型子体或所述维修型子体要执行任务时，能够脱离固定和保护装置，使对应的测量型子体空间或维修型子体空间成为起落平台；所述测量型子体和所述维修型子体存放于所述测量型子体空间和所述维修型子体空间中时，能够进行充电。
18.优选地，所述主体具有安全救生模块，能够实现黑匣子功能；灾难后，所述主体能浮于水面，向卫星发送求救、定位信息，并保留所述管家设备所记录的全部机舱操作数据。
19.优选地，当所述运载母体处于着地移动模式时，所述运载母体能够在着地移动模式一与着地移动模式二之间切换；当所述运载母体处于着地移动模式一时，所述运载母体基于预存三维数字模型的移动，具有可拓展性；当所述运载母体处于着地移动模式二，所述运载母体结合预存三维数字模型基于实时感知的精度调节移动。
20.本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的子母式船舶机舱综合管家设备的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
21.步骤1、将所述运载母体存放在集控室中，或者将所述运载母体放置在某一平台的装载出入口，所述运载母体的初始存放位置为基准位置；
22.步骤2、向运载母体发送任务指令，运载母体任务指令的来源包括有岸基系统、集控室系统以及预存的定时设置；
23.步骤3、当运载母体接收到任务指令后，采用着地移动模式一向目标对象移动；此阶段，运载母体根据预存三维数字模型，以基准位置为起点，目标对象为终点，由智能模块对路径进行智能规划，获得最优的避障路线，并确定所需的移动速度、角度和距离，以转向外罗盘为基准方向，通过导向内罗盘的转动计算相对角度，从而确定转动方向，再由转向外罗盘和移动机构执行动作，并且基于预存三维数字模型能够在移动过程中实时获得定位信息；
24.步骤4、当运载母体移动到目标对象周围的一定区域内，运载母体转变为着地移动模式二；此阶段，通过视觉照明模块实时感知周边环境的位置信息，对初始路径进行微调，获得较高精度的移动；
25.在步骤3及步骤4所述的移动过程中，当遇到障碍时，通过调节主体的姿态、导向立柱模块的方向、以及由臂杆执行模块的臂杆所形成的抓手结构进行相关操作来克服障碍；
26.步骤5、当运载母体到达最终位置后，运载母体转变为固定模式，此时，臂杆执行模块处于伸展状态；
27.步骤6、根据任务需求打开测量型子体空间和/或维修型子体空间中相应测量型子体和维修型子体的固定和保护装置；相应测量型子体和/或维修型子体采用飞行模式离开测量型子体空间和/或维修型子体空间，完成分配的作业任务；任务过程中，测量型子体和/或维修型子体保持与运载母体的实时数据通信，运载母体采用智能模块对测量型子体和/或维修型子体回转的数据进行分析，完成自主决策或者后台处理，将指令反馈到测量型子体和/或维修型子体，执行下一步操作，直至最终完成任务；通过运载母体的人机交互界面
也能够对子体进行手动控制；
28.步骤7、任务完成后，臂杆执行模块恢复到收缩状态，运载母体重新规划路径至下一个任务点，重复步骤3至步骤6的操作；
29.步骤8、当前一层平台任务都完成后，运载母体回到风管导轨的装载出入口休整；若需要跨平台区域运动时，则由臂杆执行模块中的臂杆形成的抓手结构抱紧垂直风管导轨，通过垂直导轨移动模式实现上、下平台的穿越；若需要执行平台顶部区域的监控任务时，臂杆执行模块从侧向抱紧导轨的垂直移动切换到顶部抱紧水平风管导轨的横向移动，由视觉照明模块获取实时图像数据，再由智能模块进行自主或后台模式的处理分析。
30.本发明包括有运载母体、执行子体、自主式智能系统。母体可携带单个或多个执行子体，构成协同体，并且母体与子体、子体与子体之间都可以进行数据通信、指令传递等，从而代替船员，完成全船舱室的巡检、管路疏通、设备维护、舱室探测、壁面修缮等作业任务。因此，本发明提供的子母式船舶机舱综合管家不仅可以解放船员，代替船员在不同的区域进行巡检、作业等，还可以采集到更多的有效数据(正常数据+故障数据)。通过在管家中的初步处理、储存，可以大大降低船岸实时通信的数据量，降低通信负荷。同时，也相当于将岸基的智能系统随船携带，克服了远洋航行数据传输质量不高的情况。最终，该智能管家也将进一步丰富数据库，推动人工智能在船舶领域发展的新模式。
附图说明
31.图1a及图1b为实施例公开的综合管家设备的主要结构模型；
32.图2a示意了实施例公开的综合管家设备处于伸展作业状态；
33.图2b示意了实施例公开的综合管家设备处于抓取作业状态；
34.图3a及图3b为实施例公开的综合管家设备的倾斜姿态；
35.图4a及图4b为实施例公开的综合管家设备翻转姿态下的不同作业状态；
36.图5为子母式船舶机舱综合管家运行办法；
37.图6为子母式船舶机舱综合管家的系统组成及功能。
具体实施方式
38.本说明书中附图所显示的大小、比例等只是示意性的，用以配合说明书所描述的内容，并非用以限定本发明的实施条件，不影响本发明所产生的功效。本说明书中所述的“上”、“下”、“内”、“外”等位置关系仅是为了方便描述，而非用以限定本发明的可实施范围，其相对关系的改变，在无实质变更技术内容下亦视为本发明的可实施范畴。
39.本发明公开的一种子母式船舶机舱综合管家设备包括运载母体以及执行子体。运载母体可以携带单个或多个执行子体，构成协同体。并且，运载母体与执行子体、执行子体与执行子体之间都可以进行数据通信、指令传递等，从而完成机舱巡检、管路疏通、设备维护、舱室探测、壁面修缮等作业任务，如图6所示。
40.运载母体由多个系统模块组成，如图1a及图1b所示，主要包括智能模块1、视觉照明模块2、测量型子体空间3、维修型子体空间4、导向立柱模块5、履带移动机构6、电源通信控制模块7、主体8、臂杆移动轨道9、臂杆执行模块10、人机交互界面11、导向内罗盘14以及转向外罗盘15。
41.智能模块1位于主体8的顶部。一方面，智能模块1可以对运载母体和执行子体所获取的信息数据进行智能化处理。对于被判定为可进行自主决策的信息数据，智能模块1通过智能算法对数据进行分析(包括了图像识别、态势感知、状态预测、故障分类等)，判断生成所需执行的操作指令，并将操作指令发送给执行子体。对于被判定为不可自主决策的信息数据，则由智能模块1将信息数据发送给后台，由人工(包括集控室的船员以及岸基工作人员)进行处理，并通过机旁人机交互界面11或者远程控制得以实施。本发明不完全依赖于后台的信息处理，可将母体作为前端对信息初步处理，区分哪些可以自主决定，哪些由后台人工处理，进一步实现简单推送，克服前端不能保持实时通信、信息干扰严重的问题，避免信息量爆炸，或者形成信息孤岛。整个过程的数据、分析、判断、决策、指令等都将被实时记录，供随时查阅。另一方面，智能模块1融合了独特的路径规划定位系统，将预存的机舱三维数字模型和对运载母体周边设备的实时感知相结合，构建基于风管轨道基点的定位系统，从而获得更优的路径规划。
42.主体8位于智能模块1下方的区域布置有视觉照明模块2，视觉照明模块2可以对周围一定范围进行照明，并实现360
°
的图像拍摄、扫描、实时视频监控等功能，并具有图像传输以及图像存储等相关内容。
43.主体8位于视觉照明模块2下方的区域布置有测量型子体空间3和维修型子体空间4，测量型子体空间3和维修型子体空间4用于存放对应种类的单个或多个测量型子体12和维修型子体13。测量型子体空间3和维修型子体空间4具有可调节的固定和保护装置，以防止在运载母体移动、翻转等过程中，存放在测量型子体空间3和维修型子体空间4内的测量型子体12和维修型子体13出现倾倒、掉落等问题。并且，当测量型子体12或维修型子体13要执行任务时，能够脱离固定和保护装置，使对应的测量型子体空间3或维修型子体空间4成为起落平台。此外，测量型子体12和维修型子体13存放于测量型子体空间3和维修型子体空间4中时，可进行充电。
44.导向立柱模块5和导向内罗盘14构成转动导向模块，由导向立柱模块5将主体8支撑在导向内罗盘14上。通过导向内罗盘14能够驱动主体8绕自身的竖直轴线实现原地旋转作业。同时，主体8与导向立柱模块5铰接，使得主体8能够绕铰接点实现原地翻转作业。
45.转向外罗盘15和双履带式移动机构6构成运动模块。导向内罗盘14固定在转向外罗盘15上，双履带式移动机构6则固定在转向外罗盘15底部。由双履带式移动机构6实现处于着地移动模式的运载母体的水平运动，具有平稳、越障能力强、转向灵活等突出特点。通过导向内罗盘14与转向外罗盘15的相对角度计算，可确定所需的转动角度，从而实现运载母体的定向转动。
46.电源通信控制模块7可实现与后台(包括了岸基系统和集控室系统)的远程通信，为整个管家设备提供所需的能量，并控制运载母体的运动与动作的执行。还支持有线/无线充电及数据传输。
47.主体8能够实现倾斜、翻转等姿态的作业。主体8还具有安全救生模块，可实现黑匣子功能。灾难后，主体8能浮于水面，向卫星发送求救、定位信息，并保留该管家设备所记录的全部机舱操作数据。
48.主体8上设有臂杆移动轨道9。臂杆执行模块10包括基座和设于基座上的四根可自由伸缩、弯折调节的臂杆，臂杆执行模块10的基座位于臂杆移动轨道9中，实现臂杆位置的
滑动和固定。根据主体8的不同姿态，将臂杆执行模块10移动到能满足作业所需的位置，主要体现在三种工况：
49.图1a及图1b所示的收缩状态，四根臂杆收缩并向下垂落，通过调节向下垂落的臂杆的长度，可使臂杆悬空减震，也可使得四根臂杆的底部顶住导向内罗盘14的上表面，辅助支撑主体8。
50.图2a所示的伸展状态，四根臂杆向外伸展，其底部支撑在运载母体周围地面或环境基体表面，形成对运载母体的支撑，可对整个运载母体起到稳固的作用。
51.如图2b、图4a及图4b所示的抓取状态，四根臂杆收缩、弯折形成抓手结构，该抓手结构能够沿臂杆移动轨道9移动，抓手结构可用于抱紧通风系统的导轨，也可用于简单的设备触碰或者舱室门的开关等。
52.子体的形状多样、体积小巧，采用有线或无线的通信方式，可实现自转、振动、飞行移动、着陆、扫描探测、实时视频、数据/图像传输、智能感知等功能。按功能的不同，子体可以分为测量型子体12和维修型子体13，分别存放在测量型子体空间3及维修型子体空间4中，可独立或协同执行任务，并将数据传输到运载母体共享，待运载母体处理结束后，接收运载母体的下一步决策指令。
53.对于测量型子体12，可以完成：舱室环境参数的感知(如温度、湿度、氧气含量等)；设备运行状态的数据读取记录，并且近距离探测集控室无法获取的特征信息(如振动频率、噪声幅值、转速大小、外部温度、外观磨损、裂纹、松动、泄露等)。
54.对于维修型子体13，相比于测量型子体12则多出了执行模块，可携带不同的作业工具，执行特种作业任务，包括了：进入设备/管路内部进行扫描探测、疏通、堵漏；对船员难道触及的表面进行局部修补等。
55.多个子体可同时对关联的设备/系统数据进行监控，并与运载母体的智能模块1实时通信，进行分析判断，从而由某个设备的局部现象，判断出可能对其他设备或区域造成的影响。该过程可实现不同于传统单一设备或系统的智能分析，而是将整个机舱设备、环境相关联起来，进一步消除事故隐患。
56.所述的该子母式船舶机舱综合管家的运行方法，如图5所示。具体如下：
57.运载母体可存放在集控室中，或者某一平台的装载出入口(基准位置)。运载母体任务指令的来源包括有岸基系统、集控室系统以及预存的定时设置。
58.当接收到任务指令后，运载母体首先采用着地移动模式一向目标对象移动。该阶段，运载母体根据预先输入的机舱三维数字模型，以基准位置为起点，目标对象为终点，由智能模块1对路径进行智能规划，获得最优的避障路线，并确定所需的移动速度、角度和距离。以转向外罗盘15为基准方向，通过导向内罗盘14的转动计算相对角度，从而确定转动方向，再由转向外罗盘15和双履带式移动机构6执行动作，并且基于三维数字模型可以在移动过程中实时获得定位信息。
59.当移动到目标对象周围的一定区域内，运载母体转变为着地移动模式二。此阶段，由于移动距离相对短，附近障碍多，所以通过视觉照明模块2实时感知周边环境的位置信息，对初始路径进行微调，获得较高精度的移动。整个移动过程中，如遇到舱室门等障碍，可通过调节主体8的姿态、导向立柱模块5的方向、以及臂杆执行模块10的基座在臂杆移动轨道9中的位置，由臂杆执行模块10的臂杆所形成的抓手结构进行简单的开门、抓取、推拉等
操作。
60.当到达最终位置后，运载母体转变为固定模式，臂杆执行模块10处于如图2a所示的伸展状态。此时，根据任务需求打开测量型子体空间3和维修型子体空间4中相应测量型子体12和维修型子体13的固定和保护装置。相应测量型子体12和维修型子体13采用飞行模式离开测量型子体空间3和维修型子体空间4，完成分配的作业任务，如舱壁探测、设备巡检和管路疏通。任务过程中，测量型子体12和/或维修型子体13保持与运载母体的实时数据通信。运载母体采用智能模块1对测量型子体12和/或维修型子体13回转的数据进行分析，完成自主决策或者后台处理，将指令反馈到测量型子体12和/或维修型子体13，执行下一步操作，直至最终完成任务。通过运载母体的人机交互界面11也可对子体进行手动控制。
61.任务完成后，臂杆执行模块10恢复到如图1a及图1b所示的紧缩状态。运载母体重新规划路径至下一个任务点，重复之前的操作。当该层平台任务都完成后，运载母体回到风管导轨的装载出入口休整。当需要跨平台区域运动时，则由臂杆执行模块10中的臂杆形成的抓手结构抱紧垂直风管导轨，通过垂直导轨移动模式实现上下平台的穿越。当执行平台顶部区域的监控任务时，主体8翻转，臂杆执行模块10从侧向抱紧导轨的垂直移动切换到顶部抱紧水平风管导轨的横向移动，主要姿态如图4a及图4b所示。由视觉照明模块2获取实时图像数据，再由智能模块1进行自主或后台模式的处理分析。

技术特征：

1.一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，包括运载母体以及执行子体；运载母体能够携带单个或多个执行子体，运载母体携带执行子体移动至目标对象后，执行子体脱离运载母体执行测量和/或维修任务，运载母体与正在执行测量和/或维修任务的执行子体之间以及正在执行测量和/或维修任务的执行子体相互之间能够建立数据连接，从而构成协同体，完成测量和/或维修作业任务；运载母体具有自主作业模式和人工作业模式，将运载母体作为前端对运载母体自身采集的信息数据以及正在执行测量和/或维修任务的执行子体反馈的信息数据做初步处理：若当前信息数据被判定为可进行自主决策的信息数据，则通过智能算法对数据进行分析，判断生成所需执行的操作指令，并将操作指令发送给执行子体；若当前信息数据被判定为不可自主决策的信息数据，则将信息数据发送给后台，由人工进行处理，并通过机旁人机交互界面或者远程控制，使得执行子体得以实施人工处理后输出的操作指令。2.如权利要求1所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，运载母体通过智能算法对数据进行分析，判断生成所需执行的操作指令后，将操作指令反馈给后台。3.如权利要求1所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，所述运载母体上运行有自主式智能系统，该自主式智能系统将整个机舱设备、环境相关联起来，采用多个执行子体同时对关联因素的数据进行监控、分析判断，从而由某个设备的局部现象，判断出可能对其他设备或区域造成的影响。4.如权利要求1所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，所述运载母体具有着地移动模式和导轨移动模式；当所述运载母体处于着地移动模式时，能够在地面上移动；当所述运载母体处于导轨移动模式时，能够基于移动轨道移动，从而跨平台区域运动，并能够执行平台顶部区域的监控任务。5.如权利要求4所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，所述执行子体包括测量型子体和维修型子体，其中：测量型子体负责执行测量任务，以采集相关数据，并将采集到的数据回传至所述运载母体；维修型子体负责执行特种作业，同时也能够将采集到的数据回传至所述运载母体。6.如权利要求5所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，所述运载母体包括主体；主体顶部为智能模块，智能模块能够：对所述运载母体和所述执行子体所获取的信息数据进行智能化处理：对于被判定为可进行自主决策的信息数据，智能模块能够通过智能算法对数据进行分析，判断生成所需执行的操作指令，并将操作指令发送给执行子体；对于被判定为不可自主决策的信息数据，则由智能模块将信息数据发送给后台，由人工进行处理，并通过机旁人机交互界面或者远程控制使得执行子体得以实施人工处理后输出的操作指令；整个过程的过程数据被智能模块实时记录，供随时查阅；智能模块还融合了路径规划定位系统，将预存的机舱三维数字模型和对运载母体周边设备的实时感知相结合，构建基于风管轨道基点的定位系统，从而获得更优的路径规划；主体位于智能模块下方的区域布置有视觉照明模块，视觉照明模块能够对周围一定范围进行照明，并实现360
°
的图像拍摄、扫描、实时视频监控功能；主体位于视觉照明模块下方的区域布置有测量型子体空间和维修型子体空间，测量型子体空间和维修型子体空间用于存放对应种类的单个或多个所述测量型子体和所述维修型子体；
由导向立柱模块将主体支撑在导向内罗盘上，通过导向内罗盘能够驱动主体绕自身的竖直轴线实现原地旋转作业；同时，主体与导向立柱模块铰接，使得主体能够绕铰接点实现原地翻转作业；导向内罗盘固定在转向外罗盘上，移动机构则固定在转向外罗盘底部；由移动机构实现处于着地移动模式的运载母体的水平运动；通过导向内罗盘与转向外罗盘的相对角度计算，能够确定所需的转动角度，从而实现运载母体的定向转动；主体上设有臂杆移动轨道；臂杆执行模块包括基座和设于基座上的至少三根可自由伸缩、弯折调节的臂杆，臂杆执行模块的基座位于臂杆移动轨道中，实现臂杆位置的滑动和固定；臂杆执行模块的状态在收缩状态、伸展状态以及抓取状态之间切换；当臂杆执行模块处于收缩状态时，所有臂杆收缩并向下垂落，通过调节向下垂落的臂杆的长度，能够使臂杆悬空减震，也能够使得所有臂杆的底部顶住导向内罗盘的上表面，辅助支撑主体；当臂杆执行模块处于伸展状态时，所有臂杆向外伸展，其底部支撑在运载母体周围地面或环境基体表面，形成对运载母体的支撑，能够对整个运载母体起到稳固的作用；当臂杆执行模块处于抓取状态时，所有臂杆收缩、弯折形成抓手结构，该抓手结构能够沿臂杆移动轨道移动，抓手结构能够用于抱紧通风系统的导轨，也能够用于设备触碰或者舱室门的开关。7.如权利要求6所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，所述测量型子体空间和所述维修型子体空间具有可调节的固定和保护装置，以防止存放在其中的所述测量型子体和所述维修型子体出现倾倒、掉落；当所述测量型子体或所述维修型子体要执行任务时，能够脱离固定和保护装置，使对应的测量型子体空间或维修型子体空间成为起落平台；所述测量型子体和所述维修型子体存放于所述测量型子体空间和所述维修型子体空间中时，能够进行充电。8.如权利要求6所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，所述主体具有安全救生模块，能够实现黑匣子功能；灾难后，所述主体能浮于水面，向卫星发送求救、定位信息，并保留所述管家设备所记录的全部机舱操作数据。9.如权利要求6所述的一种子母式船舶机舱综合管家设备，其特征在于，当所述运载母体处于着地移动模式时，所述运载母体能够在着地移动模式一与着地移动模式二之间切换；当所述运载母体处于着地移动模式一时，所述运载母体基于预存三维数字模型的移动，具有可拓展性；当所述运载母体处于着地移动模式二，所述运载母体结合预存三维数字模型基于实时感知的精度调节移动。10.一种如权利要求9所述的子母式船舶机舱综合管家设备的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将所述运载母体存放在集控室中，或者将所述运载母体放置在某一平台的装载出入口，所述运载母体的初始存放位置为基准位置；步骤2、向运载母体发送任务指令，运载母体任务指令的来源包括有岸基系统、集控室系统以及预存的定时设置；步骤3、当运载母体接收到任务指令后，采用着地移动模式一向目标对象移动；此阶段，运载母体根据预存三维数字模型，以基准位置为起点，目标对象为终点，由智能模块对路径进行智能规划，获得最优的避障路线，并确定所需的移动速度、角度和距离，以转向外罗盘为基准方向，通过导向内罗盘的转动计算相对角度，从而确定转动方向，再由转向外罗盘和
移动机构执行动作，并且基于预存三维数字模型能够在移动过程中实时获得定位信息；步骤4、当运载母体移动到目标对象周围的一定区域内，运载母体转变为着地移动模式二；此阶段，通过视觉照明模块实时感知周边环境的位置信息，对初始路径进行微调，获得较高精度的移动；在步骤3及步骤4所述的移动过程中，当遇到障碍时，通过调节主体的姿态、导向立柱模块的方向、以及由臂杆执行模块的臂杆所形成的抓手结构进行相关操作来克服障碍；步骤5、当运载母体到达最终位置后，运载母体转变为固定模式，此时，臂杆执行模块处于伸展状态；步骤6、根据任务需求打开测量型子体空间和/或维修型子体空间中相应测量型子体和维修型子体的固定和保护装置；相应测量型子体和/或维修型子体采用飞行模式离开测量型子体空间和/或维修型子体空间，完成分配的作业任务；任务过程中，测量型子体和/或维修型子体保持与运载母体的实时数据通信，运载母体采用智能模块对测量型子体和/或维修型子体回转的数据进行分析，完成自主决策或者后台处理，将指令反馈到测量型子体和/或维修型子体，执行下一步操作，直至最终完成任务；通过运载母体的人机交互界面也能够对子体进行手动控制；步骤7、任务完成后，臂杆执行模块恢复到收缩状态，运载母体重新规划路径至下一个任务点，重复步骤3至步骤6的操作；步骤8、当前一层平台任务都完成后，运载母体回到风管导轨的装载出入口休整；若需要跨平台区域运动时，则由臂杆执行模块中的臂杆形成的抓手结构抱紧垂直风管导轨，通过垂直导轨移动模式实现上、下平台的穿越；若需要执行平台顶部区域的监控任务时，臂杆执行模块从侧向抱紧导轨的垂直移动切换到顶部抱紧水平风管导轨的横向移动，由视觉照明模块获取实时图像数据，再由智能模块进行自主或后台模式的处理分析。

技术总结

本发明提供了一种子母式船舶机舱综合管家设备。本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的子母式船舶机舱综合管家设备的运行方法。本发明包括有运载母体、执行子体、自主式智能系统。母体可携带单个或多个执行子体，构成协同体，并且母体与子体、子体与子体之间都可以进行数据通信、指令传递等，从而代替船员，完成全船舱室的巡检、管路疏通、设备维护、舱室探测、壁面修缮等作业任务。因此，本发明提供的子母式船舶机舱综合管家不仅可以解放船员，代替船员在不同的区域进行巡检、作业等，还可以采集到更多的有效数据(正常数据+故障数据)。通过在管家中的初步处理、储存，可以大大降低船岸实时通信的数据量，降低通信负荷。降低通信负荷。降低通信负荷。