[发明专利]一种便携式流线型遥控水下机器人

摘要

本发明提供一种便携式流线型遥控水下机器人的结构，解决了现有框架式水下探测机器人结构复杂及抗流性能力差的问题。本发明具有流线型外壳，能够通过两个主推推进器、两个垂推推进器和两个垂直舵翼的配合实现机器人在水中遥控抗流探测，本发明具有结构简单、易于控制，较强的环境适应性和一定的可扩展性等一系列优点，本发明主要用于完成海洋环境探测任务。

主权项

一种便携式流线型遥控水下机器人，其特征在于：包括载体主框架、设置在载体主框架外的流线型外壳、设置在载体主框架内的控制舱、设置在控制舱内的航行控制单元和多通道电机控制板、水下环境感知与探测分系统、水下运动感知分系统、推进与操纵分系统和步进电机驱动器，所述流线型外壳采用类水滴形外形结构、由艏部、平行中体和艉部组成，艏部、艉部采用曲率不同的半椭球体形状外壳，平行中体部分采用圆柱体形外壳，推进与操纵分系统包括位于流线型外壳艉部两侧的两个主推推进器、分别固定在控制舱前、后对应的载体主框架上的两个垂推推进器、竖直安装在流线型外壳艉部上方和下方的两个垂直舵翼，水下环境感知与探测分系统包括设置在流线型外壳前端的用于采集水下图像的水下广角摄像机、设置在流线型外壳艏部内的用于采集水下声纳前视声纳，且前视声纳固定在艏部所对应的载体主框架上，步进电机驱动器固定在流线型外壳艉部对应的载体主框架上，航行控制单元通过线缆与水面控制台进行通信，根据当前海流信息和航行路径指令，通过垂直舵翼和主推推进器的推力分配相配合，能更稳定地实现迎流航行的艏向控制；还包括两个水平稳定翼，且两个水平稳定翼对称设置在流线型外壳的左、右两侧，并且两个水平稳定翼均固定在艉部所对应的载体主框架上；水下运动感知分系统包括用于采集涌流信息的洋流传感器、用于采集方位信息的磁罗经、用于采集深度信息的深度计；航行控制单元通过多通道电机控制板控制两个主推推进器和两个垂推推进器，航行控制单元通过步进电机驱动器对两个垂直舵翼进行驱动，洋流传感器、磁罗经、深度计、前视声纳、内置云台的水下广角摄像机所采集的信息均传给航行控制单元；在海流作用下，航行控制单元以磁罗经为艏向姿态反馈，结合洋流传感器估计当前海流信息；航行控制单元向垂直舵翼的步进电机驱动器和两个主推推进器主推发送控制指令，通过垂直舵翼和主推配合实现海流作用下的定向顶流航行；在迎流航行过程中，针对作业任务和当前航行角度，控制水下环境感知与探测分系统的内置云台的水下广角摄像机的转动方向，航行控制单元自动控制调整内置云台转角，使摄像机始终面向探测目标，使得流线形ROV在有流环境下可靠航行观察作业。