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      一種微小型全自由度纜控水下機器人的制作方法

      文檔序號:11169028閱讀:849來源:國知局
      一種微小型全自由度纜控水下機器人的制造方法與工藝

      本發(fā)明涉及水下機器人技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種微小型全自由度纜控水下機器人。



      背景技術(shù):

      隨著經(jīng)濟的發(fā)展,特別是對江河湖海資源的開發(fā)和利用,大中型水電站、大壩的修建,以及近海資源探測、利用,對能夠在湖泊、河道、近海穿行作業(yè)的小型rov(微小型、迷你型、常規(guī)型)的需求不斷增加。但目前國內(nèi)產(chǎn)品中的rov均為大中型結(jié)構(gòu),也有少量的小型rov,但由于小型rov的質(zhì)量較小、動力較弱,進行水下觀察、作業(yè)時容易受外部干擾,特別是受到水流沖擊的影響,產(chǎn)生運動不穩(wěn)定性等問題。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明提供了一種微小型全自由度纜控水下機器人,采用八推進器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式,能夠做到全自由度控制,進而提高小型rov的抗干擾能力,同時具有圖像識別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法,大大提高了rov的可操控性,此外具有體積小、質(zhì)量輕,使用方便,價格低廉等優(yōu)點,便于市場推廣應(yīng)用。

      為解決上述技術(shù)問題,

      本技術(shù):
      實施例提供了一種微小型全自由度纜控水下機器人,包括上浮體、框架、照明燈一、下浮體、照明燈二、控制艙、后置攝像頭和前置攝像頭,其特征在于,還包括上推進系統(tǒng)和下推進系統(tǒng),所述的上推進系統(tǒng)包括第一推進器、第二推進器、第三推進器和第四推進器,下推進系統(tǒng)包括第五推進器、第六推進器、第七推進器和第八推進器,上浮體和下浮體通過框架相連接,上浮體的表面設(shè)有四個通孔設(shè)有上推進系統(tǒng),下表面的中間位置設(shè)有控制艙,下浮體的上表面設(shè)有下推進器系統(tǒng)。

      作為本方案的優(yōu)選實施例,所述的第一推進器、第二推進器、第三推進器和第四推進器與垂直中軸線之間的夾角均為30度。

      作為本方案的優(yōu)選實施例,所述的第五推進器、第六推進器、第七推進器和第八推進器與水平中軸線之間的夾角均為30度。

      作為本方案的優(yōu)選實施例,所述的控制艙內(nèi)設(shè)有電源轉(zhuǎn)換裝置,以及三維磁羅盤、深度傳感器、微機電陀螺和光學攝像頭,其中控制器中設(shè)有圖像識別和跟蹤算法以及多傳感器信息融合環(huán)境自適應(yīng)控制算法。

      作為本方案的優(yōu)選實施例,所述的前置攝像頭和后置攝像頭上分別設(shè)有亞克力材質(zhì)的保護罩并分別與前云臺和后云臺相連,其中前云臺可以進行上下、左右擺動±30度,后云臺可進行上下擺動±30度。

      作為本方案的優(yōu)選實施例,所述的上浮體和下浮體的剖面為邊長350mm的正方形,上浮體的上表面到下浮體下表面的距離為320mm,整體的重心和浮心均位于垂直中軸線上。

      本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:

      采用八推進器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式,能夠做到全自由度控制,進而提高小型rov的抗干擾能力,同時具有圖像識別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法,大大提高了rov的可操控性,此外具有體積小、質(zhì)量輕,使用方便,價格低廉等優(yōu)點,便于市場推廣應(yīng)用。

      附圖說明

      為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

      圖1是本申請實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2是本申請實施例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖3是本申請實施例的控制艙剖視結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖4是本申請實施例的底面布置結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖1-圖4中,1、上浮體,2、第一推進器,3、第二推進器,4、框架,5、照明燈一,6、第五推進器,7、下浮體,8、第六推進器,9、第七推進器,10、保護罩,11、第三推進器,12、第四推進器,13、照明燈二,14、控制艙,15、后置攝像頭,16、后云臺,17、前云臺,18、前置攝像頭,19、第八推進器。

      具體實施方式

      本發(fā)明提供了一種微小型全自由度纜控水下機器人,采用八推進器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式,能夠做到全自由度控制,進而提高小型rov的抗干擾能力,同時具有圖像識別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法,大大提高了rov的可操控性,此外具有體積小、質(zhì)量輕,使用方便,價格低廉等優(yōu)點,便于市場推廣應(yīng)用。

      為了更好的理解上述技術(shù)方案,下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進行詳細的說明。

      如圖1-圖4所示,一種微小型全自由度纜控水下機器人,包括上浮體1、框架4、照明燈一5、下浮體6、照明燈二13、控制艙14、后置攝像頭15和前置攝像頭18,還包括上推進系統(tǒng)和下推進系統(tǒng),所述的上推進系統(tǒng)包括第一推進器2、第二推進器3、第三推進器11和第四推進器12,下推進系統(tǒng)包括第五推進器6、第六推進器8、第七推進器9和第八推進器19,上浮體1和下浮體6通過框架4相連接,上浮體1的表面設(shè)有四個通孔設(shè)有上推進系統(tǒng),下表面的中心位置設(shè)有控制艙14,下浮體7的上表面設(shè)有下推進器系統(tǒng)。

      其中,在實際應(yīng)用中,所述的第一推進器2、第二推進器3、第三推進器11和第四推進器12與垂直中軸線之間的夾角均為30度,該布置方案能夠在縱向、艏搖和深度等三維空間的任何一個方向上產(chǎn)生相應(yīng)的力或力矩,避免奇異結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,從而能夠?qū)崿F(xiàn)預期的運動控制目標指令。

      其中,在實際應(yīng)用中,所述的第五推進器6、第六推進器8、第七推進器9和第八推進器19與水平中軸線之間的夾角均為30度,結(jié)合上推進系統(tǒng),可以實現(xiàn)載體的全自由度運動控制,甚至是過驅(qū)動控制,從而提高了rov的抗干擾能力,同時具有較高的操控安全性,便于拆裝。

      其中,在實際應(yīng)用中,所述的控制艙14內(nèi)設(shè)有電源轉(zhuǎn)換裝置,以及三維磁羅盤、深度傳感器、微機電陀螺和光學攝像頭,其中控制器中設(shè)有圖像識別和跟蹤算法以及多傳感器信息融合環(huán)境自適應(yīng)控制算法,通過多傳感器對自身航行狀態(tài)和航行環(huán)境進行測量,采用模糊主動自適應(yīng)原理,計算出使小型rov能自穩(wěn)定的動力分配方案,使得小型rov可以在復雜水域環(huán)境下穩(wěn)定的觀察和作業(yè),以降低操作者的勞動強度。

      其中,在實際應(yīng)用中,所述的前置攝像頭18和后置攝像頭15上分別設(shè)有亞克力材質(zhì)的保護罩10并分別與前云臺17和后云臺16相連,其中前云臺17可以進行上下、左右擺動±30度,后云臺16可進行上下擺動±30度,具有良好的視野環(huán)境,能夠提高圖像追蹤能力,增強環(huán)境觀測和自適應(yīng)性。

      其中,在實際應(yīng)用中,所述的上浮體1和下浮體6的剖面為邊長350mm的正方形,上浮體1的上表面到下浮體6下表面的距離為320mm,整體的重心和浮心均位于垂直中軸線上,具有體積小、質(zhì)量輕,使用方便,價格低廉等優(yōu)點,便于市場推廣應(yīng)用。

      以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。



      技術(shù)特征:

      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明提供了一種微小型全自由度纜控水下機器人,屬于水下機器人技術(shù)領(lǐng)域,包括上浮體、框架、照明燈一、下浮體、照明燈二、控制艙、后置攝像頭和前置攝像頭,其特征在于,還包括上推進系統(tǒng)和下推進系統(tǒng),所述的上浮體和下浮體通過框架相連接,上浮體的表面設(shè)有四個通孔設(shè)有上推進系統(tǒng),下表面的中間位置設(shè)有控制艙,下浮體的上表面設(shè)有下推進器系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果為:采用八推進器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式,能夠做到全自由度控制,進而提高小型ROV的抗干擾能力,同時具有圖像識別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法,大大提高了ROV的可操控性,此外具有體積小、質(zhì)量輕,使用方便,價格低廉等優(yōu)點,便于市場推廣應(yīng)用。

      技術(shù)研發(fā)人員:王曉鳴;張敏革;林興華;武建國
      受保護的技術(shù)使用者:天津科技大學
      技術(shù)研發(fā)日:2017.06.07
      技術(shù)公布日:2017.10.03
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