[发明专利]一种观测级轻便水下机器人

说明书

本发明公开了一种观测级轻便水下机器人，包括耐压控制舱、中央主体、浮力舱和推进器，所述的中央主体分别与耐压控制舱、浮力舱和推进器连接；所述的推进器分为左推进器、右推进器和浮潜推进器，所述的左推进器和右推进器均为矢量推进器，所述的矢量推进器包括整流罩、推进单元、舵机舱和矢量喷口。本发明的左右两台推进器均装有矢量喷口，矢量喷口可以左右、上下偏转，使水下机器人增加两个自由度：纵倾和横滚，这样整个水下机器人有五个自由度：进退、转艏、浮潜、纵倾和横滚，更加灵活，使用三台推进器实现了开架式水下机器人八台推进器的推进效果。解决了开架式水下机器人所需推进器多、占用设计空间大、造价高昂等问题。

技术领域

本发明涉及一种水下机器人，特别是一种观测级轻便水下机器人。

背景技术

我国先后研制成功以援潜救生为主的7103艇(有缆有人)、I型救生钟(有缆有人)、QSZ单人常压潜水器(有缆有人)、8A4水下机器人ROV(有缆无人)和军民两用的HR-01ROV、RECONIVROV及CR-01A6000m水下机器人AUV(无人无缆)等。I型救生钟是我国第一代潜水钟，主要实施海上援潜救生，它以湿救为主，兼顾干救，下潜深度130m，一次可救助艇员6-8人。在良好海况下，失事艇座沉海底倾角不大时，也可以与失事艇救生平台对口干救。

中国船舶工业总公司组织二所二校联合研制的8A4水下机器人，其定位是一台以军用援潜救生为主兼顾海洋油气开发，具有局部智能的无人缆控作业型水下机器人--ROV。它有三个显著的技术特征；总体性能好于当时国内正在研制的各种缆控潜水器，技术层次上区别于“863”无缆水下机器人；吸取引进的AMETEK2006ROV先进技术，按作业要求，改进其不足之处；以援潜救生为主，逐步实现抢险救生作业智能化，8A4水下机器人工作深度为600m，设有中继站，巡航半径为150m，配有五功能锚定手和六功能作业手，并配有六种作业工具支持。8A4水下机器人1993年通过海试。

我国ROV另一典型代表：RECON IV水下机器人，它在南海石油平台作业中投入商业应用，并拟在海军各救捞大队配备使用。

RECON-IV-300-SIA水下机器人是中国科学院沈阳自动化研究所“七五”期间从美国PERRY公司引进RECON水下机器人技术的基础上自行研仿而成的，水下工作时机动性和活动半径较大，其国产化率达90％以上。

深潜器研制的典型代表是“探索者”号1000m无人缆控潜水器和“CR-01A”6000m无人无缆遥控潜水器AUV，1994年10月“探索者”号在西沙群岛近海域成功地下潜到水下1000米深处，成为我国到达深海的先驱者，专家一致认为“探索者”号无缆水下机器人整机功能、主要技术性能指标均达到国际90年代最先进的同类型水下机器人水平。“CR-01A”借助了俄罗斯的有关技术力量，其设计深度为6000m，1995年10月，在夏威夷附近海域，成功地下潜到5300m。

上述水下机器人的技术特征为多推进器动力水下机器人，即通过多个固定推进器给予多个固定方向的反作用力来实现水下机器人运动及水下机器人本身姿态的调节。物体在空间的运动具有6个自由度，而水下机器人如果要完成常规的水中的运动，至少需要具有前进、摇艏、潜浮3个自由度。因此目前以推进器为动力的水下机器人，至少具有3个推进器。布置方式一般为后置向后两个，中间向下一个。如果要实现更多自由度的运动就需要增加更多数量的推进器。而航空领域常用推力矢量技术来改变自由度，推力矢量技术就是通过偏转发动机喷流的方向，从而获得额外操纵力矩的技术。可以保证在飞机作低速、大攻角机动飞行而操纵舵面几近失效时利用推力矢量提供的额外操纵力矩来控制飞机机动。但航空中的矢量推进技术尚未应用在水下机器人中。