【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及無(wú)人機(jī)與水下機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，尤其涉及一種可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人。
技術(shù)介紹
1、隨著人類對(duì)海洋資源探索和利用的深入，水下機(jī)器人技術(shù)得到了快速發(fā)展。水下機(jī)器人可以在復(fù)雜的水下環(huán)境中進(jìn)行各種作業(yè)，如海底地形勘測(cè)、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。然而，傳統(tǒng)的水下機(jī)器人通常只能在水下環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，而無(wú)法與空中環(huán)境進(jìn)行直接交互。
2、無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展為空中作業(yè)提供了極大的便利，它們可以在空中進(jìn)行航拍、監(jiān)測(cè)、通信中繼等多種任務(wù)。然而，無(wú)人機(jī)也受限于其飛行環(huán)境，無(wú)法深入水下進(jìn)行作業(yè)。
3、但是現(xiàn)有的水下機(jī)器人只能進(jìn)行單一的水下作業(yè)，例如探測(cè)、拍照等，功能單一，無(wú)法滿足復(fù)雜的任務(wù)需求。無(wú)法與其他設(shè)備進(jìn)行有效的協(xié)同作業(yè)，例如無(wú)人機(jī)等，協(xié)同能力差，限制了其應(yīng)用范圍。且在水下作業(yè)時(shí)容易受到水流影響，導(dǎo)致姿態(tài)不穩(wěn)定，影響作業(yè)精度。防水性能不佳，容易發(fā)生進(jìn)水損壞，影響使用壽命。
4、因此，如何將水下機(jī)器人與無(wú)人機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成一種能夠同時(shí)在水下和空中進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)，為本技術(shù)面臨的課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，解決了現(xiàn)有水下機(jī)器人只能進(jìn)行單一的水下作業(yè)，無(wú)法與無(wú)人機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，限制了其應(yīng)用范圍的問(wèn)題，旨在實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與水下機(jī)器人的高效協(xié)同，無(wú)人機(jī)通過(guò)識(shí)別與水下機(jī)器人的二維碼建立完成與水下機(jī)器人的聯(lián)系，并且水下機(jī)器人還會(huì)為無(wú)人機(jī)提供穩(wěn)定的著陸平臺(tái)。
2、本技術(shù)是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的，
3、所述主體結(jié)構(gòu)包括上頂板、中層板、下底板；
4、上頂板、中層板、下底板自上而下設(shè)置，上頂板和中層板之間設(shè)置防水倉(cāng)，上頂板和中層板之間通過(guò)若干個(gè)上中連接器連接，中層板和下底板之間通過(guò)若干個(gè)中下連接器連接。
5、所述上頂板、中層板、下底板均采用碳纖維材質(zhì)，上頂板、中層板、下底板均設(shè)置為流線型平板結(jié)構(gòu)。
6、上頂板、中層板、下底板采用碳纖維材質(zhì)，結(jié)構(gòu)扁平，有流線型特征，并且通過(guò)上中連接器、中下連接器來(lái)連接，構(gòu)成了水下機(jī)器人的大致結(jié)構(gòu)，當(dāng)有水平來(lái)流時(shí)能夠有效的減少水流對(duì)機(jī)器人的擾動(dòng)并且有開(kāi)口的設(shè)計(jì)也讓垂直水流對(duì)機(jī)器人的擾動(dòng)減小，能夠讓水下機(jī)器人平穩(wěn)的停留在水面上，提高了水下機(jī)器人的穩(wěn)定性。當(dāng)水下機(jī)器人處于水面狀態(tài)時(shí)，上頂板能夠浮出水面，使得無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)識(shí)別二維碼區(qū)進(jìn)行精確降落。
7、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)和水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)，垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要控制水下機(jī)器人上浮下潛，水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要控制水下機(jī)器人的水平運(yùn)動(dòng)，兩種電機(jī)相結(jié)合，來(lái)控制水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，提高了無(wú)人機(jī)的靈活性。
8、所述防水倉(cāng)包括防水倉(cāng)蓋和防水倉(cāng)盒，防水倉(cāng)內(nèi)部設(shè)置有控制模塊、遙控模塊、信號(hào)模塊和電源；
9、驅(qū)動(dòng)控制模塊負(fù)責(zé)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的各種動(dòng)作；通信控制模塊則負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)與水下機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)傳輸與指令接收；電源則為整個(gè)系統(tǒng)提供電力支持。
10、防水倉(cāng)左右兩側(cè)開(kāi)孔，上頂板、中層板、下底板、中下連接器上均開(kāi)設(shè)孔洞；所述上頂板、中層板、下底板四周均開(kāi)設(shè)有開(kāi)口。
11、還設(shè)置有三重防水系統(tǒng)，所述防水倉(cāng)自身防水作為第一重防水；在防水倉(cāng)蓋和防水倉(cāng)盒之間通過(guò)連接結(jié)構(gòu)輔之以橡膠墊圈形成密閉空間作為第二重防水；在防水倉(cāng)的孔洞處設(shè)置尼龍穿線防水接頭并對(duì)防水接頭進(jìn)行灌膠作為第三重防水，三重防水來(lái)為水下機(jī)器人提供更加穩(wěn)定的工作環(huán)境。
12、將控制模塊、遙控模塊、信號(hào)模塊三種模塊放在防水倉(cāng)內(nèi)，通過(guò)三重防水系統(tǒng)，不僅可以避免模塊進(jìn)水，并且因?yàn)榉浪畟}(cāng)居中放置，又使得水下機(jī)器人的平衡性大大提升。
13、驅(qū)動(dòng)控制模塊負(fù)責(zé)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的各種動(dòng)作；通信控制模塊則負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)與水下機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)傳輸與指令接收；電池則為整個(gè)系統(tǒng)提供電力支持。
14、所述中下連接器作為中層板和下底板之間的連接部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，既保證了連接的穩(wěn)固性，又使得電機(jī)的電線布局整潔有序，避免了電線雜亂的問(wèn)題。
15、所述上頂板設(shè)置所述拍攝模塊。上頂板區(qū)處結(jié)合了拍攝模塊，當(dāng)水下機(jī)器人潛入水下的時(shí)候，拍攝模塊可以返回?cái)z像頭所拍攝的內(nèi)容，傳送到機(jī)器人操作者顯示器上，可以用來(lái)檢測(cè)水下的物體、水下的結(jié)構(gòu)，當(dāng)機(jī)器人浮出水面時(shí)，拍攝模塊也露出水面可以實(shí)時(shí)返回水面情況。
16、所述二維碼區(qū)設(shè)置于所述上頂板上表面的中部，二維碼區(qū)設(shè)置為無(wú)人機(jī)的降落區(qū)，當(dāng)水下機(jī)器人處于水面狀態(tài)時(shí)，上頂板能夠浮出水面，使得無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)識(shí)別二維碼區(qū)進(jìn)行精確降落。二維碼區(qū)的設(shè)置不僅提高了無(wú)人機(jī)降落的準(zhǔn)確性，還增強(qiáng)了無(wú)人機(jī)與水下機(jī)器人之間的交互性。
17、所述中層板與防水倉(cāng)緊密連接。所述中下連接器設(shè)置有六個(gè)，每個(gè)所述中下連接器外壁上均設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，讓水下機(jī)器人動(dòng)力充足，這些電機(jī)協(xié)同工作，可以實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的上浮下潛，為水下機(jī)器人提供前進(jìn)后退的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)其在水下環(huán)境中的靈活運(yùn)動(dòng)。
18、所述上中連接器和所述中下連接器均設(shè)置為匚字形結(jié)構(gòu)，上中連接器和中下連接器均包括豎板和設(shè)置在豎板頂部一側(cè)和底部一側(cè)的橫板，所述橫板分別與上頂板、中層板、下底板之間固定連接。
19、防水倉(cāng)采用特殊設(shè)計(jì)，既保證了防水性能，又方便電線與電機(jī)等部件的連接。
20、上頂板、中層板和下底板共同構(gòu)成了水下機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)，并通過(guò)上中連接器和中下連接器進(jìn)行穩(wěn)固連接。
21、下底板作為整個(gè)裝置的支撐結(jié)構(gòu)，維持水下機(jī)器人的平衡與穩(wěn)定。其堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)，使得水下機(jī)器人在復(fù)雜的水下環(huán)境中能夠保持穩(wěn)定的姿態(tài)，讓無(wú)人機(jī)的著陸平臺(tái)保持穩(wěn)定。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果在于：本方案提供一種可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，具有結(jié)構(gòu)合理、功能完善、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；其技術(shù)背景主要基于水下與空中作業(yè)的協(xié)同需求，以及水下機(jī)器人和無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展；它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)與水下機(jī)器人的高效協(xié)同作業(yè)，還能夠?yàn)闊o(wú)人機(jī)提供穩(wěn)定可靠的著陸平臺(tái)，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力，還能夠在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，如海洋探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、救援行動(dòng)等。
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1.一種可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：包括主體結(jié)構(gòu)、防水倉(cāng)(2)、上中連接器(5)、中下連接器(6)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、二維碼區(qū)(8)、拍攝模塊(9)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述上頂板(1)、中層板(3)、下底板(4)均采用碳纖維材質(zhì)，上頂板(1)、中層板(3)、下底板(4)均設(shè)置為流線型平板結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)(701)和水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)(702)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述防水倉(cāng)(2)包括防水倉(cāng)蓋和防水倉(cāng)盒，防水倉(cāng)(2)內(nèi)部設(shè)置有控制模塊、遙控模塊、信號(hào)模塊和電源；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：還設(shè)置有三重防水系統(tǒng)，所述防水倉(cāng)(2)自身防水作為第一重防水；在防水倉(cāng)蓋和防水倉(cāng)盒之間通過(guò)連接結(jié)構(gòu)輔之以橡膠墊圈形成密閉空間作為第二重防水；在防水倉(cāng)的孔洞處設(shè)置尼龍穿線防水接頭并對(duì)防水接頭進(jìn)行灌膠作為第三重防水
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述上頂板(1)設(shè)置所述拍攝模塊(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述二維碼區(qū)(8)設(shè)置于所述上頂板(1)上表面的中部，二維碼區(qū)(8)設(shè)置為無(wú)人機(jī)的降落區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述中層板(3)與防水倉(cāng)(2)緊密連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述中下連接器(6)設(shè)置有六個(gè)，每個(gè)所述中下連接器(6)外壁上均設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述上中連接器(5)和所述中下連接器(6)均設(shè)置為匚字形結(jié)構(gòu)，上中連接器(5)和中下連接器(6)均包括豎板和設(shè)置在豎板頂部一側(cè)和底部一側(cè)的橫板，所述橫板分別與上頂板(1)、中層板(3)、下底板(4)之間固定連接。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：包括主體結(jié)構(gòu)、防水倉(cāng)(2)、上中連接器(5)、中下連接器(6)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、二維碼區(qū)(8)、拍攝模塊(9)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述上頂板(1)、中層板(3)、下底板(4)均采用碳纖維材質(zhì)，上頂板(1)、中層板(3)、下底板(4)均設(shè)置為流線型平板結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括垂直驅(qū)動(dòng)電機(jī)(701)和水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)(702)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：所述防水倉(cāng)(2)包括防水倉(cāng)蓋和防水倉(cāng)盒，防水倉(cāng)(2)內(nèi)部設(shè)置有控制模塊、遙控模塊、信號(hào)模塊和電源；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可以與無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的水下機(jī)器人，其特征在于：還設(shè)置有三重防水系統(tǒng)，所述防水倉(cāng)(2)自身防水作為第一重防水；在防水倉(cāng)蓋和防水倉(cāng)盒之間通過(guò)連接結(jié)構(gòu)輔之以橡膠墊圈形成密閉空間作為第二重防水；在防水倉(cāng)的孔洞處...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬宏杰，黃菠，黃晴晴，何亞霖，陳海寧，袁銀龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南通大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：
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