一種模塊化水下機器人及其控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人，尤其是涉及一種可根據作業(yè)需求自由組合的水下機器人。
【背景技術】
[0002]水下機器人是一種用于水下作業(yè)的潛水器，能通過自身攜帶的機械、電子設備完成預設任務。水下機器人通常采用線纜或無線遙控方式進行操作，用于水下目標觀察、搜尋、打撈等極限環(huán)境下的作業(yè)。由于水下機器人可以再高度危險的環(huán)境中代替潛水員在水下長時間的作業(yè)，因此，水下機器人技術近幾年得到了長足的發(fā)展。
[0003]由于水下環(huán)境惡劣，因此，為了適應水下復雜的工作條件，水下機器人通常被設計為多面手，一套潛水器上通常裝配有若干功能的電子機械設備，盡可能在一次潛水作業(yè)完成多種功能作業(yè)，裝置越來越多的精密儀器這使得潛水機器人的制造及使用成本隨之水漲船高。另外一種適用于專項任務的小型機器人，由于其需要所需執(zhí)行的任務簡單，因其構造簡單，造價較低，得到許多企業(yè)的青睞，但是，這種小型機器人面對復雜的水下環(huán)境，猶豫其結構過于簡單，往往在某些特定環(huán)境下使用性能達不到要求。而且小型機器人多為某單一目的進行研制，不能適用于設計目標之外的任務。有時為了完成某些復雜任務，不得不采購多種型號的機器人才能配合完成任務。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的:旨在提供一種結構簡單，可根據使用需要快速增減功能模塊的水下機器人。
[0005]這種模塊化水下機器人，包括機器人本體、本體內設有容納電子設備的電子艙及為機器人提供能源的動力艙，本體外壁還設置有功能模塊，其特征在于:本體外壁上還設有與功能模塊連接用的快速水密連接器；所述快速水密連接器包括底座、壓塊、撥桿和O型圈，所述底座與本體固結，底座中央設有與本體連同供線纜穿套的第一通孔，底座內壁上設有供壓塊滑入的滑槽，底座一側設有連接柱，所述撥桿穿套在連接柱上并可沿連接柱軸向旋轉；所述壓塊中央設有與底座對應的第二通孔，所述O型圈設置在第一通孔內。
[0006]所述本地上部還設有提手。
[0007]所述本體下部設有可承載壓載的底座。
[0008]所述本體前部設有透明罩殼，透明罩殼內設有視覺模塊。
[0009]所述本體下部設有手柄。
[0010]一種水下機器人控制系統，包括水面控制單元、主控模塊、推進模塊和照明模塊，其特征在于:所述的推進模塊與睡眠控制單元通訊連接并設有獨立控制器；所述照明模塊通過主控模塊與水面控制單元通訊連接。
[0011]所述獨立控制器包括用戶控制單元和核心控制單元，所述用戶控制單元用于接受用戶控制指令，所述核心控制單元用于存儲自動控制指令。
[0012]所述控制系統還包括運動傳感器，主控模塊分析運動傳感器發(fā)送的數據并以此向照明單元發(fā)送控制指令。
[0013]所述控制系統還包括用戶擴展單元和用戶傳感器。
[0014]這種模塊化水下機器人通過本體上設置的快速水密連接器與各種功能模塊實現快速增減。根據作業(yè)任務需要和作業(yè)環(huán)境需要，增減照明模塊、視覺模塊、推進模塊等，使得水下作業(yè)任務順利完成。同時，每個推進單元采用獨立控制器與水面控制單元直接通訊，每個推進單元均可實現分布式獨立控制。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的手持模式結構示意圖；
[0017]圖3是水密連接器結構示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明的控制系統架構示意圖；
[0019]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020]1-照明模塊2-提手3-線纜4-垂直推進模塊5-水平推進模塊6_本體7-底座8-透明罩殼9-壓塊10-第二通孔11-滑槽12-第一通孔13-底座14-撥桿15-0型圈16-連接柱17-手柄。
【具體實施方式】
[0021]下面我們結合附圖和具體的實例來對這種模塊化水下機器人進一步的詳細說明。
[0022]這種模塊化水下機器人，包括機器人本體6、本體內設有容納電子設備的電子艙及為機器人提供能源的動力艙，本體外壁還設置有若干工作模塊，其特征在于:本體6外壁上還設有與工作模塊連接用的快速水密連接器；所述快速水密連接器包括底座13、壓塊9、撥桿14和O型圈15，所述底座13與本體6固結，底座13中央設有與本體6連同供線纜穿套的第一通孔12，底座13內壁上設有供壓塊9滑入的滑槽11，底座13 —側設有連接柱16，所述撥桿14穿套在連接柱16上并可沿連接柱16軸向旋轉；所述壓塊9中央設有與底座13對應的第二通孔10，所述O型圈15設置在第一通孔12內。所訴壓塊9固設在工作模塊上，使用時將壓塊9通過撥桿14固定在底座13上，工作模塊的傳輸線纜穿套在壓塊9中設置的第二通孔10內，并從底座13中央設置的第一通孔12連通至機器人本體。所述本體6前部設有透明罩殼8，透明罩殼8內設有視覺模塊。
[0023]實施例1:水下機器人工作在自治模式，此時，水下機器人本體6上僅僅加載視覺模塊、照明模塊1、垂直推進模塊4和水平推進模塊5。本體內電子艙中預設的控制系統利用動力艙內搭載的電池提供動力，驅動推進裝置在水中進行自主觀測，完成作業(yè)任務。
[0024]實施例2:水下機器人工作在遙控模式，此時，水下機器人通過線纜與水面母船通訊，并在母船上操作人員的遙控下在水下進行作業(yè)。
[0025]實施例3:水下機器人工作在坐底模式，此時，水下機器人本體6下部增設底座，并在底座上敷設壓載。將機器人長期安置在固定位置，水下機器人采集本體上連接的各種工作模塊信息，然后通過線纜傳回采集到的數據。本體6上還設有提手2，方便潛水員移動水下機器人。
[0026]實施例4，水下機器人工作在一般手持模式，此時，水下機器人本體下部增設有手柄17，此時，推進模塊可以從本體6上取下，由潛水員手持進行探測操作。
[0027]如果機器人本體上的水密連接器無需加載額外的工作模塊，則可使用與壓塊9同等規(guī)格的實心金屬塊安置在底座上，實現水密連接器的密封。
[0028]各種工作模塊均可通過快速水密連接器與機器人本體連接。一個普通的機器人通過配置不同的工作模塊便可勝任不同的作業(yè)任務。用戶根據自己的需要選配不同功能的工作模塊，大大降低了設備采購費用，此外，在使用中，不同模塊的快速拆裝組合，使得損壞的部件得以快速替換，也降低了使用和維護成本。
[0029]這種水下機器人控制系統，包括水面控制單元、主控模塊、推進模塊和照明模塊，所述的推進模塊與睡眠控制單元通訊連接并設有獨立控制器；所述照明模塊通過主控模塊與水面控制單元通訊連接。所述獨立控制器包括用戶控制單元和核心控制單元，一個水下機器人通常設有左側水平推進器、右側水平推進器、左側垂直推進器、右側垂直推進器。每個推進器均設有獨立控制器，所述用戶控制單元用于接受用戶控制指令，所述核心控制單元用于存儲自動控制指令?？梢酝瑫r按照核心控制單元預設的自動控制指令以及用戶指令進行運動。所述控制系統還包括運動傳感器，主控模塊分析運動傳感器發(fā)送的數據并以此向照明單元發(fā)送控制指令。所述控制系統還包括用戶擴展單元和用戶傳感器。由于用戶還可在機器人本體上外掛其他水下設備，因此，可以根據不同的設備設置用戶擴展單元和用戶傳感器。
【主權項】
1.一種模塊化水下機器人，包括機器人本體、本體內設有容納電子設備的電子艙及為機器人提供能源的動力艙，本體外壁還設置有工作模塊，其特征在于:本體外壁上還設有與照明模塊和推進模塊連接用的快速水密連接器；所述快速水密連接器包括底座、壓塊、撥桿和O型圈，所述底座與本體固結，底座中央設有與本體連同供線纜穿套的第一通孔，底座內壁上設有供壓塊滑入的滑槽，底座一側設有連接柱，所述撥桿穿套在連接柱上并可沿連接柱軸向旋轉；所述壓塊中央設有與底座對應的第二通孔，所述O型圈設置在第一通孔內。
2.如權利要求1所述的一種模塊化水下機器人，其特征在于:所述本地上部還設有提手。
3.如權利要求1所述的一種模塊化水下機器人，其特征在于:所述本體下部設有可承載壓載的底座。
4.如權利要求1所述的一種模塊化水下機器人，其特征在于:所述本體前部設有透明罩殼，透明罩殼內設有視覺模塊。
5.如權利要求1所述的一種模塊化水下機器人，其特征在于:所述工作模塊為包括照明模塊、推進模塊。
6.如權利要求1所述的一種模塊化水下機器人，其特征在于:所述本體下部設有手柄。
7.—種水下機器人控制系統，包括水面控制單元、主控模塊、推進模塊和照明模塊，其特征在于:所述的推進模塊與睡眠控制單元通訊連接并設有獨立控制器；所述照明模塊通過主控模塊與水面控制單元通訊連接。
8.如權利要求7所述的一種水下機器人控制系統，其特征在于:所述獨立控制器包括用戶控制單元和核心控制單元，所述用戶控制單元用于接受用戶控制指令，所述核心控制單元用于存儲自動控制指令。
9.如權利要求7所述的一種水下機器人控制系統，其特征在于:所述控制系統還包括運動傳感器，主控模塊分析運動傳感器發(fā)送的數據并以此向照明單元發(fā)送控制指令。
10.如權利要求7所述的一種水下機器人控制系統，，其特征在于:所述控制系統還包括用戶擴展單元和用戶傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模塊化水下機器人，包括機器人本體、本體內設有容納電子設備的電子艙及為機器人提供能源的動力艙，本體外壁還設置有工作模塊，其特征在于：本體外壁上還設有與照明模塊和推進模塊連接用的快速水密連接器；所述快速水密連接器包括底座、壓塊、撥桿和O型圈，所述底座與本體固結，底座中央設有與本體連同供線纜穿套的第一通孔，底座內壁上設有供壓塊滑入的滑槽，底座一側設有連接柱，所述撥桿穿套在連接柱上并可沿連接柱軸向旋轉；所述壓塊中央設有與底座對應的第二通孔，所述O型圈設置在第一通孔內。
【IPC分類】B63B45-00, B63H21-00, B63C11-52
【公開號】CN104802966
【申請?zhí)枴緾N201510026798
【發(fā)明人】朱海鴻, 付斌
【申請人】上海優(yōu)愛寶機器人技術有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年1月20日