[发明专利]一种可变形无人潜航器及其使用方法

说明书

本发明涉及船舶与海洋工程水下装备技术领域，公开了一种可变形无人潜航器。一种可变形无人潜航器包括：透水轻外壳，设置在透水轻外壳内的零浮力作业机械臂、耐压密封舱、轻外壳升降模块、压载重力调节模块、能源模块、深度测量模块，设置在透水轻外壳外的推进模块、照明与摄像模块；透水轻外壳包括：固定机壳与可升降罩；通过轻外壳升降模块实现固定机壳与可升降罩的开启、闭合；耐压密封舱内包括：通信模块、定位导航模块以及控制模块；零浮力作业机械臂可伸缩的安装在透水轻外壳内，当无人潜航器到达作业地点后，零浮力作业机械臂伸出透水轻外壳开始作业。发明满足深海科学考察、环境监测、管道检测、取样、应急搜救等应用需求。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程水下装备技术领域，具体涉及一种可变形无人潜航器。

背景技术

海洋孕育了各种神奇的生命，同时也蕴藏了丰富的各种资源。随着我国对海洋生命资源与能源资源开发的日益需求，无人潜航器的开发成为水下装备研究的重要方向之一。

目前，无人潜航器主要分为AUV(自主水下潜航器)和ROV(有缆遥控式潜水器)，AUV通常具有良好的水动力外形设计，具备快速机动航行能力，一般用于水下快速巡游探测，不具备精细作业能力。ROV由于主要针对复杂作业使用，需要搭载机械臂等附体机构，从而难以保证其水动力外形，快速机动能力差，巡航能耗高，不满足机动大范围作业需求。

因此，有必要提出一种可变形无人潜航器，既具备机械臂精准作业需求，又能在下潜上浮和巡游时保证良好的水动力外形，满足高效、大范围的机动能力。

发明内容

本发明的目的是：为满足水下高效、大范围机动地自主作业、环境监测、管道检测、取样、应急搜救等应用需求，提供一种可变形无人潜航器及其使用方法。

本发明的一个技术方案是：一种可变形无人潜航器，包括：透水轻外壳，设置在所述透水轻外壳内的零浮力作业机械臂、耐压密封舱、轻外壳升降模块、压载重力调节模块、能源模块和深度测量模块，设置在所述透水轻外壳外的推进模块、照明与摄像模块；

所述透水轻外壳包括：固定机壳与位于固定机壳上方的可升降罩；通过所述轻外壳升降模块带动所述可升降罩升降实现透水轻外壳的开启与闭合；

所述耐压密封舱内设置：用于与母船实时通信的通信模块，用于为所述无人潜航器提供航线及位置信息的定位导航模块，以及控制所述零浮力作业机械臂、所述轻外壳升降模块、所述压载重力调节模块、所述推进模块、所述照明与摄像模块的控制模块；

所述压载重力调节模块用于调节所述无人潜航器的浮力状态；

所述能源模块用于为所述零浮力作业机械臂、所述轻外壳升降模块、所述压载重力调节模块、所述推进模块、所述照明与摄像模块提供能源；

所述深度测量模块用于测量所述无人潜航器的下潜深度；

所述推进模块用于推动所述无人潜航器巡游；

所述照明与摄像模块用于为所述无人潜航器提供照明并摄制图像；

所述零浮力作业机械臂为可伸出式：所述透水轻外壳闭合时，所述零浮力作业机械臂位于透水轻外壳内部；当所述无人潜航器到达设定作业地点后，所述零浮力作业机械臂伸出所述透水轻外壳在所述控制模块控制下作业。

所述零浮力作业机械臂包括：固定安装在所述固定机壳内的根转动关节、连接所述根转动关节与前转动关节的前臂、连接所述前转动关节与上下摆动关节的中臂、连接所述上下摆动关节与水平摆动关节的后臂、连接所述水平摆动关节与机械手的旋转关节；所述零浮力作业机械臂具有左右摆动、上下俯仰和旋转三个方向自由度；其中所述根转动关节实现零浮力作业机械臂的左右摆动，所述上下摆动关节实现零浮力作业机械臂的上下俯仰，所述旋转关节实现零浮力作业机械臂的旋转。