[发明专利]一种半潜式海洋剖面观测智能机器人

说明书

本发明公开了一种半潜式海洋剖面观测智能机器人，包括浮筒、水下载体、避碰声纳、高度计、电池舱、深度计、配重模块、控制舱、绞车、观测传感器、螺旋桨、方向舵；浮筒通过固定杆与水下载体连接在一起；避碰声纳安装于水下载体前部，水平朝前；高度计、深度计分别安装于水下载体艏部、中部，均垂直朝下；电池舱、配重模块、控制舱、绞车安装于水下载体内；螺旋桨、方向舵安装于水下载体艉部。观测传感器通过铠装缆与绞车相连，通过传感器锁紧套与滑轮锁对传感器进行固定。本发明适用于近海、环境复杂海域的具有垂向变化分布的海洋特征观测，如温跃层、海洋水体缺氧、赤潮等。

技术领域

本发明涉及海洋剖面环境观测用机器人，具体地说是一种半潜式海洋剖面观测智能机器人。

背景技术

海洋中的一些现象在水平非均匀化分布的同时在垂向也非均匀化分布，如赤潮、水体缺氧等。为了弄清这些海洋现象的成因并进行有效预防与治理，需要获得不同深度的观测数据。传统的方式是卫星遥感和浮标，前者可以获得大面积的观测数据，但是仅能获取海水表面的数据，且分辨率低，后者可以获得剖面数据，但只能获得定点观测数据，覆盖范围小。近年来，以AUV、水下滑翔机为代表的水下机器人技术得到的快速发展，在海洋环境观测中得到了广泛应用。AUV能够定高、定深、定速航行，对环境干扰小，能够获得更为精确的观测数据，但不适合在垂直面内上下滑翔运动，另外我国近海环境复杂，尤其是废旧渔网影响水下作业安全，而且AUV在水下无法将观测数据实时发送到监控中心，只能等观测任务结束浮出水面后进行数据下载。水下滑翔机能够实现在垂直面内滑翔运动，定期浮出水面进行数据传输，但与AUV同样面临近海水下渔网的安全威胁，同时近海水深从几米到几十米，不合适滑翔机的剖面滑翔运动。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供了一种半潜式海洋剖面观测智能机器人，通过控制舱中的主控计算机控制剖面观测模块实现观测传感器在不同的深度进行观测，通过推进模块实现在不同的区域观测，通过浮筒上的通信与定位天线实现数据实时传输，解决近海大范围海洋剖面观测问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种半潜式海洋剖面观测智能机器人，主要包括浮筒、水下载体两部分；浮筒设有频闪灯、定位和通信天线，浮筒通过固定杆与水下载体相连；水下载体分为前中后三部分，前部设有避碰声纳、高度计；中部设有深度计、电池舱、控制舱、剖面观测模块，所述的剖面观测模块包括观测传感器、传动与计数器、电机、传感器锁紧套、绞车、滑轮锁、铠装缆，观测传感器通过铠装缆与绞车相连，绞车由电机驱动，传动与计数器控制观测传感器下放深度，传感器锁紧套与滑轮锁对观测传感器进行固定；后部设有推进模块。

所述的推进模块包括推进电机、螺旋桨、方向舵电机、方向舵、垂直安定板，螺旋桨通过磁耦合与推进电机相连，方向舵安装在垂直安定板上面，通过方向舵电机控制方向舵角。

所述的控制舱包括无线电模块、蓝牙模块、卫星模块、主控计算机。

所述的避碰声纳与控制舱相连，避碰声纳的观测数据经过控制舱内的主控计算机处理，调节螺旋桨的转速和改变方向舵的舵角，实现智能避碰。

所述的定位和通信天线包括GPS天线、卫星天线、无线电天线，通过馈线穿过固定杆与控制舱相连。

所述的观测传感器的观测数据通过控制舱内的蓝牙模块传输至控制舱内并进行保存，控制舱内的主控计算机控制剖面观测模块实现观测传感器在不同的深度进行观测。

所述电池舱经过电压转换后通过接插件分别为避碰声纳、高度计、深度计、绞车电机、螺旋桨电机、方向舵电机、控制舱供电。

所述的半潜式智能机器人，进一步设有配重模块。

本发明的优点与有益效果为：

1. 本发明通过绞车控制观测传感器的深度，可实现对海洋现象的剖面观测；