專利名稱：子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機器人，尤其是一種子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，屬于機器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著沿海城市和生產(chǎn)的發(fā)展，港口頻繁的貿(mào)易往來，海洋資源的開采，人類對海洋環(huán)境影響日趨嚴重，海洋環(huán)境觀測與調(diào)查對海洋生態(tài)保護與海洋資源開發(fā)利用與都有積極作用；通過定期測定海水、底質(zhì)和某些指示生物體中各種污染物的含量以及其他水質(zhì)參數(shù)，為了保護海洋生態(tài)系統(tǒng)，要求了解、監(jiān)控檢測這些有害影響，若在海水、底質(zhì)或某種指示生物體內(nèi)污染物超過最高容許濃度時發(fā)布警報，實現(xiàn)海洋生態(tài)保護；傳統(tǒng)上，是由工作人員駕駛海洋調(diào)查船航行目的海域，然后將母船上水下機器人投入海中，遙控機器人海底環(huán)境調(diào)查，此種調(diào)查方式需要較多人力投入較大，效率較低，在海洋嚴酷惡劣環(huán)境下較危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人。本發(fā)明要解決的問題是現(xiàn)有遙控機器人效率較低，在海洋嚴酷惡劣環(huán)境下操作較危險的不足。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人由兩大部分組成:水面支持母船和無人潛水器。

水面支持母船，包括噴水推進器、小臂、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、支撐板、無線通信收發(fā)器、船體、對接夾持器、中央處理艙、前置感應(yīng)器、監(jiān)控艙、彈簧緩沖層、大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、大臂、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、強支架和長浮筒，前置感應(yīng)器裝在船體頂部，內(nèi)有各種傳感器，感應(yīng)溫度、風(fēng)速、氣壓等海況信息；監(jiān)控艙設(shè)在船體前部，監(jiān)控艙內(nèi)有攝像、無線電、超聲波定位功能的模塊，用于整個機器人的導(dǎo)航與定位；中央處理艙設(shè)在船體前段，無線通信收發(fā)器設(shè)在船體上方；船體內(nèi)部設(shè)有發(fā)動機為整個機器人系統(tǒng)提供充足的動力；整個船體高懸在海面上支撐板之上，行進或錨泊時不與海面接觸；大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、大臂、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、小臂、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)構(gòu)成活動腿足支撐，根據(jù)作業(yè)需求而轉(zhuǎn)動變形，大臂通過大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與支撐板連接，支撐板通過彈簧緩沖層與船體相連接，彈簧緩沖層為鈦合金材料，彈簧緩沖層幫助吸收了破浪前進時產(chǎn)生的振動；拱形的強支架通過腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與小臂相連接，長浮筒裝在強支架上，長浮筒尖的一頭翹起，長浮筒尾部安裝噴水推進器；船體下方設(shè)有對接夾持器。無人潛水器，包括尾舵、尾鰭、導(dǎo)流罩、連接臍纜、垂直推進器、夾持端口、水平推進器、機體、感應(yīng)器、探測器和掛載平臺，機體內(nèi)集中有整個潛水器的功能模塊，兩個水平推進器安裝在機體的左右兩側(cè)，兩個垂直推進器同樣安裝在機體兩側(cè)，在水平推進器和垂直推進器的尾部設(shè)有導(dǎo)流罩，使得推進動力聚合；機體的尾部設(shè)有尾舵和尾鰭；機體的下部設(shè)有掛載平臺，感應(yīng)器和探測器安裝在掛載平臺上；機體的上部設(shè)有與母船體對接的夾持端口 ；無人潛水器與水面支持母船之間通過連接臍纜相連，母船通過連接臍纜傳輸能量和控制信號，無人潛水器將水下檢測信號通過連接臍纜傳遞給母船，再由母船發(fā)射給基站。本發(fā)明的優(yōu)點是:大臂和艙體之間安裝有彈簧緩沖層，幫助吸收了破浪前進時產(chǎn)生的振動，因此，即使在較大的風(fēng)浪中也能保持系統(tǒng)平穩(wěn)運行，整個形狀讓它能適應(yīng)波浪型的運動；大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、大臂、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、小臂、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)構(gòu)成活動腿足支撐，根據(jù)作業(yè)需求而轉(zhuǎn)動變形，因此，船體和潛水器能輕松的對接；無人潛水器與水面支持母船之間通過連接臍纜相連，使無人潛水器與母船體數(shù)據(jù)交換更穩(wěn)定，同時水面支持母船也可以實現(xiàn)遠程遙控，避免了水下無法遙控的弊端；母船體在行進或錨泊時不與海面接觸，能使重要元件不受海水侵蝕；整個機器人都是模塊化設(shè)計，便于便于運輸和存儲的部件，能方便地快速組裝，任何組件都可以根據(jù)需要進行更換；整個裝置非常輕巧，具有穿越大洋的能力，能效高，遠距離航行，速度快，集航程遠、油耗少、造價低、裝卸易、污染小等優(yōu)點于一身，經(jīng)過模塊改造能在軍事、民用、海上救援、科學(xué)考察等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人側(cè)視 圖2是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人正視 圖3是本發(fā)明子 母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人俯視 圖4是本發(fā)明無人潛水器部分側(cè)視 圖5是本發(fā)明無人潛水器部分正視 圖6是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人投放狀態(tài)示意 圖7是本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人水下作業(yè)示意 圖中:1、噴水推進器 2、小臂 3、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié) 4、支撐板 5、無線通信收發(fā)器 6、船體 7、對接夾持器 8、中央處理艙 9、前置感應(yīng)器 10、監(jiān)控艙 11、彈簧緩沖層 12、大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié) 13、大臂 14、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié) 15、強支架 16、長浮筒 17、尾舵 18、尾鰭 19、導(dǎo)流罩 20、連接臍纜 21、垂直推進器 22、夾持端口 23、水平推進器 24、機體 25、感應(yīng)器 26、探測器 27、掛載平臺。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖所示，本發(fā)明子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人由兩大部分組成:水面支持母船和無人潛水器；
水面支持母船，包括噴水推進器1、小臂2、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3、支撐板4、無線通信收發(fā)器
5、船體6、對接夾持器7、中央處理艙8、前置感應(yīng)器9、監(jiān)控艙10、彈簧緩沖層11、大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12、大臂13、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)14、強支架15和長浮筒16，前置感應(yīng)器9裝在船體6頂部，內(nèi)有各種傳感器，感應(yīng)溫度、風(fēng)速、氣壓等海況信息；監(jiān)控艙10設(shè)在船體6前部，監(jiān)控艙10內(nèi)有攝像、無線電、超聲波定位功能的模塊，能用于機器人的導(dǎo)航與定位；中央處理艙8設(shè)在船體6前段，實時處理海面與水下各種數(shù)據(jù)，無線通信收發(fā)器5設(shè)在船體6上方，通過無線通信收發(fā)器5能與地面人員進行通信；船體6內(nèi)部設(shè)有發(fā)動機為整個機器人系統(tǒng)提供充足的動力；整個船體6高懸在海面上支撐板4之上，行進或錨泊時不與海面接觸；大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12、大臂13、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3、小臂2、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)14構(gòu)成活動腿足支撐，根據(jù)作業(yè)需求而轉(zhuǎn)動變形，大臂13通過大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12與支撐板4連接，支撐板4通過彈簧緩沖層11與船體6相連接，彈簧緩沖層11為鈦合金材料，彈簧緩沖層11幫助吸收了破浪前進時產(chǎn)生的振動，因此，即使在較大的風(fēng)浪中也能保持系統(tǒng)平穩(wěn)運行；拱形的強支架15通過腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)14與小臂2相連接，長浮筒16裝在強支架15上，長浮筒16尖的一頭翹起，吃水很淺，因此能自如地行駛在淺水水域中，長浮筒16尾部安裝噴水推進器I ;船體6下方設(shè)有對接夾持器7，能將無人潛水器牢牢固定；
無人潛水器，包括尾舵17、尾鰭18、導(dǎo)流罩19、連接臍纜20、垂直推進器21、夾持端口22、水平推進器23、機體24、感應(yīng)器25、探測器26和掛載平臺27，機體24內(nèi)集中有整個潛水器的功能模塊，兩個水平推進器23安裝在機體24的左右兩側(cè)，兩個垂直推進器21同樣安裝在機體24兩側(cè)，通過左右兩個水平推進器23實現(xiàn)水平運動，兩個垂直推進器21提供垂向動力，兩者互動配合使得潛水器能在水中自由航行，在水平推進器23和垂直推進器21的尾部設(shè)有導(dǎo)流罩19，使得推進動力聚合；機體24的尾部設(shè)有尾舵17和尾鰭18，尾鰭18與尾舵14互動控制潛水器運行方向，保持航行穩(wěn)定；機體24的下部設(shè)有掛載平臺27，感應(yīng)器25和探測器26安裝在掛載平臺27上，感應(yīng)器25與探測器26能實時感應(yīng)檢測采集數(shù)據(jù)；機體24的上部設(shè)有與母船體對接的夾持端口 22，船體6上的對接夾持器7與潛水器的夾持端口 22嵌合，航行狀態(tài)時保持緊固，到達目的海域能投放，起撈時能進行對接抓住；無人潛水器與水面支持母船之間通過連接臍纜20相連，母船通過連接臍纜20傳輸能量和控制信號，無人潛水器將水下檢測信號通過連接臍纜20傳遞給母船，再由母船發(fā)射給基站。本發(fā)明使用方法，將整個機器人放置在海面，長浮筒16尾部的噴水推進器I推進整個裝置前進；在航行運載狀態(tài)下，大臂13與小臂2伸直，無人潛水器高懸在海面上，不被風(fēng)浪侵擾；航行到目的海域，控制大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12與小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)3轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)大臂13與小臂2彎曲，無人潛水器降至水面漂浮狀態(tài)，對接夾持器7從無人潛水器的夾持端口 22松開，投放無人潛水器進入水下；母船將基站的控制信號通過連接臍纜20傳遞給無人潛水器，操控航行，無人潛水器將檢測到的數(shù)據(jù)通過連接臍纜20纜傳遞給母船，再由母船發(fā)射給基站；當(dāng)任務(wù)完成，大臂 13與小臂2彎曲，母船與無人潛水器對接，將無人潛水器提升起。
權(quán)利要求
1.子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:包括水面支持母船和無人潛水器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述水面支持母船，包括噴水推進器(I)、小臂(2)、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(3)、支撐板(4)、無線通信收發(fā)器(5)、船體(6)、對接夾持器(7)、中央處理艙(8)、前置感應(yīng)器(9)、監(jiān)控艙(10)、彈簧緩沖層(11)、大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(12)、大臂(13)、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(14)、強支架(15)和長浮筒(16)，前置感應(yīng)器(9)裝在船體(6)頂部，內(nèi)有各種傳感器；監(jiān)控艙(10)設(shè)在船體(6)前部；中央處理艙(8)設(shè)在船體(3)前段，無線通信收發(fā)器(5)設(shè)在船體(6)上方；船體(6)內(nèi)部設(shè)有發(fā)動機；大臂(13)通過大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(12)與支撐板(4)連接，支撐板(4)通過彈簧緩沖層(11)與船體(6)相連接；拱形的強支架(15)通過腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(14)與小臂(2)相連接，長浮筒(16)裝在強支架(15)上，長浮筒(16)尾部安裝噴水推進器(I);船體(6)下方設(shè)有對接夾持器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述監(jiān)控艙(10)內(nèi)設(shè)有攝像、無線電、超聲波定位功能的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述彈簧緩沖層(11)為鈦合金材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(12)、大臂(13)、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(3)、小臂(2)、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(14)構(gòu)成活動腿足支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述長浮筒(16)尖的一頭翅起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述無人潛水器，包括尾舵(17)、尾鰭(18)、導(dǎo)流罩(19)、連接臍纜(20)、垂直推進器(21)、夾持端口(22)、水平推進器(23)、機體(24)、感應(yīng)器(25)、探測器(26)和掛載平臺(27)，機體(24)內(nèi)集中有整個潛水器的功能模塊，兩個水平推進器(23)安裝在機體(24)的左右兩側(cè)，兩個垂直推進器(21)同樣安裝在機體(24)兩側(cè)；機體(24)的尾部設(shè)有尾舵(17)和尾鰭(18)，機體(24)的下部設(shè)有掛載平臺(27)，感應(yīng)器(25)和探測器(26)安裝在掛載平臺(27)上；機體(24)的上部設(shè)有與母船體對接的夾持端口(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述水平推進器(23 )和垂直推進器(21)的尾部設(shè)有導(dǎo)流罩(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人，其特征是:所述連接臍纜(20)連接無人潛水器和水面支持母船。
全文摘要
一種子母式海洋環(huán)境檢測智慧機器人由兩大部分組成水面支持母船和無人潛水器，水面支持母船，包括噴水推進器、小臂、小臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、支撐板、無線通信收發(fā)器、船體、對接夾持器、中央處理艙、前置感應(yīng)器、監(jiān)控艙、彈簧緩沖層、大臂轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、大臂、腕足轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、強支架和長浮筒；無人潛水器，包括尾舵、尾鰭、導(dǎo)流罩、連接臍纜、垂直推進器、夾持端口、水平推進器、機體、感應(yīng)器、探測器和掛載平臺。
文檔編號B63C11/34GK103213662SQ20131013023
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者付宗國, 謝永和, 張吉萍, 李國強, 耿保陽 申請人:浙江海洋學(xué)院