(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710691377.X
(22)申请日 2017.08.08
(71)申请人 邬冯值
地址 315016 浙江省宁波市海曙区云霞路
148弄27号504
(72)发明人 邬冯值
(51)Int.Cl.
B63C 7/16(2006.01)
B63C 7/00(2006.01)
(54)发明名称水下打捞机器人(57)摘要本发明公开了一种水下打捞机器人，复合光缆连接安装在水下机器人上的复合光缆线头及上位机，下位机设置在水下机器人体内；所述水下机器人包括机械爪、机械臂、储物篮、履带底盘、上浮气囊及高压气瓶、紧急浮标、复合光缆线头、旋转平台和摄像头防水罩；所述机械臂连接旋转平台及机械爪；所述上浮气囊及高压气瓶安装在旋转平台底端；所述紧急浮标和复合光缆线头均安装在支撑旋平台的底座上；该水下打捞机器人，具备水下打捞、水下监察多种功能，运动灵活，实用性强和机动性强，适用范围广；本发明转向时载体可原地回转，亦可利用旋转平台旋转，受水流影响小，对水下环境影响小，适应在狭窄 的水域里作业。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 107585273 A 2018.01.16
C N 107585273
A
1.一种水下打捞机器人，其特征在于：复合光缆(2)连接安装在水下机器人(3)上的复合光缆线头(37)及上位机(1)，下位机(4)设置在水下机器人(3)体内。
2.根据权利要求1所述的一种水下打捞机器人，其特征在于：所述水下机器人(3)包括机械爪(31)、机械臂(32)、储物篮(33)、履带底盘(34)、上浮气囊及高压气瓶(35)、紧急浮标
(36)、复合光缆线头(37)、旋转平台(38)和摄像头防水罩(39)；所述机械臂(32)连接旋转平台(38)及机械爪(31)；所述储物篮(33)安装在履带底盘(3)上前端；所述上浮气囊及高压气瓶(35)安装在旋转平台(38)底端；所述紧急浮标(36)和复合光缆线头(37)均安装在支撑旋平台(38)的底座上。
3.根据权利要求1所述的一种水下打捞机器人，其特征在于：所述水下机器人(3)的行走轮机构为两组电驱动或者液压驱动履带机构，履带上设置有履带自动张紧机构，且在水下机器人(3)上安装有大容量蓄电池组；所述下位机采用S3C6410A或ATmega2560作为控制芯片。
4.根据权利要求1所述的一种水下打捞机器人，其特征在于：所述上位机(1)上的传感器模块包括深度传感器，速度传感器、姿态传感器、声纳传感器、电池监控传感器及推进器监控传感器；所述的深度传感器的信号输出端、速度传感器的信号输出端、姿态传感器的信号输出端、声纳传感器的信号输出端、电池监控传感器的信号输出端及推进器监控传感器的信号输出端分别与所述的嵌入式控制器的信号输入端相连接。所述的嵌入式控制器通过所述的水下光端机与所述的以太网交换机电路连接。 5.根据权利要求1所述的一种水下打捞机器人，其特征在于：所述的上位机上的水面监控模块包括主控制电脑、图像采集卡、以太网交换机，及监视显示器，操控摇杆，和数字方向盘；它利用一台上位机电脑+数台显示器，或电脑兼做显示器，由数字方向盘以及数字方向摇杆作为控制器。
权 利 要 求 书1/1页CN 107585273 A
水下打捞机器人
[0001]本发明涉及海洋工程技术，水下打捞应用技术领域，尤其是一种水下打捞机器人。
背景技术
[0002]水下机器人由于其工作安全、适应能力强、作业范围广且具有经济和高效性，已成为水下作业的重要装备，其应用涉及海洋环境调查、海底地质勘探、海洋结构物的安装与维修、水利水电工程、科学考察等诸多领域。特别是带缆遥控水下机器人(Remotely Operated Vehicle，简称ROV)，它续航力强，动力充沛、安全可靠。ROV可分为拖曳式与自航式两种，拖曳式水下机器人本身无动力，被吊放入海并依靠母船拖带航行。自航式水下机器人白身具备动力系统，可以执行复杂的水下作业任务，它通过脐带缆来传输机器人本体所需的动力，同时也上传传感器信号和下传控制信号，工程人员可在母船上通过连接在脐带缆一端的控制平台来操纵ROV。其自航航态(模态)一般分为浮游、吸附、爬行三类。水下机器人的水下运动存在六个自由度，不易控制，稳定性差，误操作率高，效率低的问题。针对这个难点我们设计了可以在水下工作的机器人。
发明内容
[0003]现有技术不能满足人们的需要，为弥补现有技术不足，本发明旨在提供一种水下打捞机器人。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水下打捞机器人，复合光缆连接安装在水下机器人上的复合光缆线头及上位机，下位机设置在水下机器人体内。
[0005]作为本发明的进一步技术方案：所述水下机器人包括机械爪、机械臂、储物篮、履带底盘、上浮气囊及高压气瓶、紧急浮标、复合光缆线头、旋转平台和摄像头防水罩；所述机械臂连接旋转平台及机械爪；所述储物篮安装在履带底盘上前端；所述上浮气囊及高压气瓶安装在旋转平台底端；所述紧急浮标和复合光缆线头均安装在支撑旋平台的底座上。[0006]作为本发明的优选技术方案：所述水下机器人的行走轮机构为两组电驱动或者液压驱动履带机构，履带上设置有履带自动张紧机构，且在水下机器人上安装有大容量蓄电池组；所述下位机采用S3C6410A或ATmega2560作为控制芯片。
[0007]作为本发明的进一步技术方案：所述上位机上的传感器模块包括深度传感器，速度传感器、姿态传感器、声纳传感器、电池监控传感器及推进器监控传感器；所述的深度传感器的信号输出端、速度传感器的信号输出端、姿态传感器的信号输出端、声纳传感器的信号输出端、电池监控传感器的信号输出端及推进器监控传感器的信号输出端分别与所述的嵌入式控制器的信号输入端相连接。所述的嵌入式控制器通过所述的水下光端机与所述的以太网交换机电路连接，
[0008]作为本发明的进一步技术方案：所述的上位机上的水面监控模块包括主控制电脑、图像采集卡、
以太网交换机，及监视显示器，操控摇杆，和数字方向盘；它利用一台上位机电脑+数台显示器，或电脑兼做显示器，由数字方向盘以及数字方向摇杆作为控制器。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水下打捞机器人，具备水下打捞、水下监察多种功能，运动灵活，实用性强和机动性强，适用范围广；本发明转向时载体可原地回转，亦可利用旋转平台旋转，受水流影响小，对水下环境影响小，适应在狭窄的水域里作业。整体结构紧凑，控制系统分成数层集成在密封的舱体内，降低了制造成本，提高了本发明的利用率；控制系统操控方便简单，采用pid控制电机转速，功耗低；采用履带，行驶平稳；利用履带机构，水底行走防止陷入淤泥中；采用单片机作为下位机，个人电脑作为上位机，成本降低。
附图说明
[0010]图1为本发明的整体结构示意图；
[0011]图2为本发明的水下机器人结构示意图。
[0012]其中：上位机1；复合光缆2；水下机器人3；下位机4；机械爪31；机械臂32；储物篮33；履带底盘34；上浮气囊及高压气瓶35；紧急浮标36；复合光缆线头37；旋转平台38；摄像头防水罩39。
具体实施方式
[0013]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]请参阅图1～2，本发明实施例中：一种水下打捞机器人，复合光缆2连接安装在水下机器人3上的复合光缆线头37及上位机1，下位机4设置在水下机器人3体内。
[0015]作为本发明的进一步技术方案：所述水下机器人3包括机械爪31、机械臂32、储物篮33、履带底盘34、上浮气囊及高压气瓶35、紧急浮标36、复合光缆线头37、旋转平台38和摄像头防水罩39；所述机械臂32连接旋转平台38及机械爪31；所述储物篮33安装在履带底盘3上前端；所述上浮气囊及高压气瓶35安装在旋转平台38底端；所述紧急浮标36和复合光缆线头37均安装在支撑旋平台38的底座上。
[0016]作为本发明的优选技术方案：所述水下机器人3的行走轮机构为两组电驱动或者液压驱动履带机构，履带上设置有履带自动张紧机构，且在水下机器人3上安装有大容量蓄电池组；所述下位机采用S3C6410A或ATmega2560作为控制芯片。
[0017]作为本发明的进一步技术方案：所述上位机1上的传感器模块包括深度传感器，速度传感器、姿态传感器、声纳传感器、电池监控传感器及推进器监控传感器；所述的深度传感器的信号输出端、速度传感器的信号输出端、姿态传感器的信号输出端、声纳传感器的信号输出端、电池监控传感器的信号输出
端及推进器监控传感器的信号输出端分别与所述的嵌入式控制器的信号输入端相连接。所述的嵌入式控制器通过所述的水下光端机与所述的以太网交换机电路连接，
[0018]作为本发明的进一步技术方案：所述的上位机上的水面监控模块包括主控制电脑、图像采集卡、以太网交换机，及监视显示器，操控摇杆，和数字方向盘；它利用一台上位机电脑+数台显示器，或电脑兼做显示器，由数字方向盘以及数字方向摇杆作为控制器。
[0019]本发明在设计时：具备一个多关节电驱动或液压驱动机械手臂，可根据各种工况更换机械手以实现不同功能以及各种自由度要求。旋转平台，大大增加了机械手臂的作业范围。具备一个大容量蓄电池组，在出现异常状况供电中断的情况下可以继续工作。基于电磁阀控制的氟利昂/压缩空气充气气囊上浮系统，由于当采集了较多的样品以后，采用了充气气囊的方式上浮，充气气囊安装在ROV的两侧如需要前后侧也会适当加装。气囊有阀体可控充气或放弃，充气速度可控。供电及通讯的复合光缆收到不可控因素断裂，造成通讯中断，与水下机器人失去连接时，下位机的看门狗电路，会释放一个带gps信号发送器指示浮标，浮标与水下机器人之间通过包塑钢丝绳连接，指示水下机器人位置。
[0020]本发明采用一体冲压钢板焊接方式或切割钢板焊接构成机器人水密主体。机械强度高，工艺成熟。便于总体布局，有足够的空间和接口留给后续开发；采用复合光缆将数据和电力传输到水下，大大提高了设备的作业时间。
[0021]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0022]以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
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