[发明专利]模块式自主水下机器人

说明书

一种模块式自主水下机器人(102)，装备有携载测量传感器(311)，所述模块式自主水下机器人包括至少一个主推进器(302)、用于精确定位的至少一个辅助推进器(305)、(306)、(307)、外壳(301)、至少一个电子控制模块(313)、至少一个能量储备器(312)、至少一个连接系统(308)，其特征在于：所述模块式自主水下机器人包括附接装置(317)，用于附接至少一个外部仪器设备模块(206)，其中，所述外部仪器设备模块(206)装备有至少一个测量传感器(314)。

本申请是名称为“用于4D环境监测的自主水下系统”，国际申请日为2012年5月15日、国际申请号为PCT/EP2012/059072、国家申请号为201280023873.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种自主水下系统，用于持续、原地、长期和大范围环境监测，特别是用于测量靠近海底的以及沿着水柱的环境参数。

背景技术

在水下环境中测量环境参数意味着特别重要的活动，最重要的是接近危险区域，例如采油区域。

为了在海中执行环境监测，通常实施定期测量活动，并且采用仪器并收集样本，以便后续实验室分析。这种方法显然不足以保证对正在进行中的现象的动态有完整的了解，并且不能检测到在使用过程中异常事件的发生。

当需要连续观测能力时，永久水下观测台被采用，所述水下观测台通过适当的仪器能收集关于周围环境的数据。

该精确方法对用于监测涉及长期环境现象的参数是有用的，如地震、海啸、火山活动，但其不易用于大范围监测。

为了克服该缺点，自主水下机器人，即本领域熟知的AUV(自主水下机器人)被越来越多地使用。

这些机器人通常装备有用于水下运动的推进和驱动系统以及用于收集有关水下环境的数据的各种测量仪器。

如果被适当地编程，AUV允许在无需人工干涉的情况下，对预定区域进行几个小时的水下探测。

然而，这些探测活动的持续时间受机器人能量自主程度的影响，在每次测量结束时，机器人必需到达基地，以便下载收集到的信息，并对能量储存器再充电。

这些基地或站点一般位于水面上，以便人类操作，特别是为了更简单地管理机器人停放、重新配置、再充电的数据。

水下站点是本领域公知的，其允许机器人在水下环境中被管理。

特别地，这些站点允许机器人再充电、并允许机器人为随后的测量和上传/下载其携载仪器收集到的数据而重新配置。

该技术使得机器人的自主程度得到改进，因此机器人在一个理论上的时间的无限期内能连续探测海底。

专利申请US 2009/0095209描述了一个水下站点，该水下站点装备有用于接收AUV、为其电池再充电并与其交换信息的装置。

该方案允许完全在水下环境中处理的长时间探测。

用于AUV的水下站点的另一个例子在专利申请US 2009/0114140中描绘，其描述了用于支撑水下操作的系统。从能量、通信和维护角度来看，该系统允许对AUV、ROV(遥控机器人)和HROV(混合遥控机器人)的操纵。

特别地，当这些机器人进入接触该系统，它们能接收探测用的能量，交换信息(即由携载仪器收集到的数据)，并进行维护。

然而，还如同本领域目前已知技术那样，该系统不允许机器人的探测任务去适应当前的具体需要，特别是它们不允许在水下环境中对机器人的仪器设备进行重新配置。

这就要求对于每种类型的探测而言，机器人必须配备先验的和特设的设备。