一种水下训练用机器人的制作方法

1.本实用新型涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种水下训练用机器人。


背景技术：

2.目前在军事训练中对实战能力要求越来越高，陆地和空中训练可以采用无人靶机和陆地移动靶，但水下训练目前还没有好的训练器材，由于水下军事训练需要用到真实的潜艇，训练费用高，风险大，而水下机器人同样可以作为靶标，模仿潜艇来训练反潜部队，但现有的水下机器人对潜艇模仿效果差，导致训练效果差。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种水下训练用机器人。
4.一种水下训练用机器人，包括机器人本体，所述机器人本体内部设置有相互电性连接的模拟系统、推进系统和控制系统，所述模拟系统包括电磁模块和声呐模块，所述推进系统包括步进电机模块；其中，所述声呐模块包括用于模拟潜艇高频噪音的高频声呐单元、用于模拟潜艇通信噪音的通信声呐单元和用于模拟潜艇低频噪音的低频声呐单元，所述电磁模块包括用于模拟潜艇磁性的内部磁矩单元和用于模拟潜艇磁性的补充磁矩单元，所述步进电机模块包括设置在其内的第一磁线圈；所述第一磁线圈与所述内部磁矩单元电性连接，所述内部磁矩单元还用于模拟第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和。整个水下训练用机器人中，通过电磁模块和声呐模块来模拟潜艇磁性和噪音，再通过推进系统来模拟潜艇机动性，其中，声呐模块包括高频声呐单元、通信声呐单元和低频声呐单元，高频声呐单元主要用来模拟潜艇螺旋桨空化噪音，低频声呐单元主要用来模拟螺旋桨转动噪音和机械噪声，低频螺旋浆转动噪声的线谱也可认为是叶频的谐波族，它是潜艇在1～100hz低频段的主要成分，而通信声呐单元主要用来模拟潜艇各个通信过程中产生的噪音，从而可靠全面地模拟出潜艇复杂多变的噪音产生结果，提高后续训练效果，在此基础上，电磁模块通过内部磁矩单元和补充磁矩单元组成，内部磁矩单元直接与推进系统中步进电机模块的第一磁线圈电性连接，能够直接利用步进电机模块本身运行过程中第一磁线圈产生的的磁偶极子磁矩的矢量和，从而降低补充磁矩单元所需产生的磁性大小，一方面能够提高磁性模拟过程可靠性，另一方面能够有效节省能量，提高水下模拟时间，从而提高训练效果。
5.优选地，补充磁矩单元包括设置在其内的第二磁线圈，所述补充磁矩单元还用于模拟第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和。第二磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和代表了模拟出的磁性的大小。
6.优选地，内部磁矩单元和所述补充磁矩单元分别连接有用于记录第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和的第一计量单元和记录第二磁线圈单元的磁偶极子磁矩的矢量和的第二计量单元。第一计量单元能够记录出第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和，第二计量单元能够记录出第二磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和，从而对整个机器人模拟出的磁性数值进行记录，再利用相关远程通信，实现对模拟磁性信息的实时获取。
7.优选地，控制系统包括相互电性连接的控制模块和通信模块，所述电磁模块和所述声呐模块均电性连接所述通信模块，所述推进系统电性连接所述控制模块。控制模块直接控制推进系统的运行和停止，来实现对潜艇机动性模拟，通信模块实现对电磁模块和声呐模块模拟的控制信号的传输。
8.优选地，控制系统电性连接有电池系统。电池系统给整个机器人进行供电。
9.优选地，推进系统还包括导航传感器。导航传感器能够辅助推进系统运动，使水下机器人实现高低速巡航、变速航行、转弯或变深度等。
10.本实用新型的有益效果体现在：
11.在本实用新型中，通过电磁模块和声呐模块来模拟潜艇磁性和噪音，再通过推进系统来模拟潜艇机动性，其中，声呐模块包括高频声呐单元、通信声呐单元和低频声呐单元，高频声呐单元主要用来模拟潜艇螺旋桨空化噪音，低频声呐单元主要用来模拟螺旋桨转动噪音和机械噪声，低频螺旋浆转动噪声的线谱也可认为是叶频的谐波族，它是潜艇在1～100hz低频段的主要成分，而通信声呐单元主要用来模拟潜艇各个通信过程中产生的噪音，从而可靠全面地模拟出潜艇复杂多变的噪音产生结果，提高后续训练效果，在此基础上，电磁模块通过内部磁矩单元和补充磁矩单元组成，内部磁矩单元直接与推进系统中步进电机模块的第一磁线圈电性连接，能够直接利用步进电机模块本身运行过程中第一磁线圈产生的的磁偶极子磁矩的矢量和，从而降低补充磁矩单元所需产生的磁性大小，一方面能够提高磁性模拟过程可靠性，另一方面能够有效节省能量，提高水下模拟时间，从而提高训练效果。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
13.图1为本实用新型部分结构的连接示意图；
14.图2为本实用新型补充磁矩单元的组成示意图；
15.图3为本实用新型电磁模块的组成示意图；
16.图4为本实用新型推进系统的组成示意图；
17.图5为本实用新型控制系统的组成示意图。
18.附图标记：
19.1-模拟系统，11-电磁模块，111-内部磁矩单元，112-补充磁矩单元，1121-第二磁线圈，113-第一计量单元，114-第二计量单元，12-声呐模块，121-高频声呐单元，122-通信声呐单元，123-低频声呐单元，2-推进系统，21-步进电机模块，211-第一磁线圈，22-导航传感器，3-控制系统，31-控制模块，32-通信模块。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.如图1至图5所示，一种水下训练用机器人，包括机器人本体，机器人本体内部设置有相互电性连接的模拟系统1、推进系统2和控制系统3，模拟系统1包括电磁模块11和声呐模块12，推进系统2包括步进电机模块21；其中，声呐模块12包括用于模拟潜艇高频噪音的高频声呐单元121、用于模拟潜艇通信噪音的通信声呐单元122和用于模拟潜艇低频噪音的低频声呐单元123，电磁模块11包括用于模拟潜艇磁性的内部磁矩单元111和用于模拟潜艇磁性的补充磁矩单元112，步进电机模块21包括设置在其内的第一磁线圈211；第一磁线圈211与内部磁矩单元111电性连接，内部磁矩单元111还用于模拟第一磁线圈211的磁偶极子磁矩的矢量和。
25.在本实施方式中，需要说明的是，整个水下训练用机器人中，通过电磁模块11和声呐模块12来模拟潜艇磁性和噪音，再通过推进系统2来模拟潜艇机动性，其中，声呐模块12包括高频声呐单元121、通信声呐单元122和低频声呐单元123，高频声呐单元121主要用来模拟潜艇螺旋桨空化噪音，低频声呐单元123主要用来模拟螺旋桨转动噪音和机械噪声，低频螺旋浆转动噪声的线谱也可认为是叶频的谐波族，它是潜艇在1～100hz低频段的主要成分，而通信声呐单元122主要用来模拟潜艇各个通信过程中产生的噪音，从而可靠全面地模拟出潜艇复杂多变的噪音产生结果，提高后续训练效果，在此基础上，电磁模块11通过内部磁矩单元111和补充磁矩单元112组成，内部磁矩单元111直接与推进系统2中步进电机模块21的第一磁线圈211电性连接，能够直接利用步进电机模块21本身运行过程中第一磁线圈211产生的的磁偶极子磁矩的矢量和，从而降低补充磁矩单元112所需产生的磁性大小，一方面能够提高磁性模拟过程可靠性，另一方面能够有效节省能量，提高水下模拟时间，从而提高训练效果。
26.具体地，补充磁矩单元112包括设置在其内的第二磁线圈1121，补充磁矩单元112还用于模拟第一磁线圈211的磁偶极子磁矩的矢量和。
27.在本实施方式中，需要说明的是，第二磁线圈1121的磁偶极子磁矩的矢量和代表了模拟出的磁性的大小。
28.具体地，内部磁矩单元111和补充磁矩单元112分别连接有用于记录第一磁线圈
211的磁偶极子磁矩的矢量和的第一计量单元113和记录第二磁线圈1121单元的磁偶极子磁矩的矢量和的第二计量单元114。
29.在本实施方式中，需要说明的是，第一计量单元113能够记录出第一磁线圈211的磁偶极子磁矩的矢量和，第二计量单元114能够记录出第二磁线圈1121的磁偶极子磁矩的矢量和，从而对整个机器人模拟出的磁性数值进行记录，再利用相关远程通信，实现对模拟磁性信息的实时获取。
30.具体地，控制系统3包括相互电性连接的控制模块31和通信模块32，电磁模块11和声呐模块12均电性连接通信模块32，推进系统2电性连接控制模块31。
31.在本实施方式中，需要说明的是，控制模块31直接控制推进系统2的运行和停止，来实现对潜艇机动性模拟，通信模块32实现对电磁模块11和声呐模块12模拟的控制信号的传输。
32.具体地，控制系统3电性连接有电池系统。
33.在本实施方式中，需要说明的是，电池系统给整个机器人进行供电。
34.具体地，推进系统2还包括导航传感器22。
35.在本实施方式中，需要说明的是，导航传感器22能够辅助推进系统2运动，使水下机器人实现高低速巡航、变速航行、转弯或变深度等。
36.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种水下训练用机器人，包括机器人本体，其特征在于，所述机器人本体内部设置有相互电性连接的模拟系统、推进系统和控制系统，所述模拟系统包括电磁模块和声呐模块，所述推进系统包括步进电机模块；其中，所述声呐模块包括用于模拟潜艇高频噪音的高频声呐单元、用于模拟潜艇通信噪音的通信声呐单元和用于模拟潜艇低频噪音的低频声呐单元，所述电磁模块包括用于模拟潜艇磁性的内部磁矩单元和用于模拟潜艇磁性的补充磁矩单元，所述步进电机模块包括设置在其内的第一磁线圈；所述第一磁线圈与所述内部磁矩单元电性连接，所述内部磁矩单元还用于模拟第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和。2.根据权利要求1所述的水下训练用机器人，其特征在于，所述补充磁矩单元包括设置在其内的第二磁线圈，所述补充磁矩单元还用于模拟第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和。3.根据权利要求2所述的水下训练用机器人，其特征在于，所述内部磁矩单元和所述补充磁矩单元分别连接有用于记录第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和的第一计量单元和记录第二磁线圈单元的磁偶极子磁矩的矢量和的第二计量单元。4.根据权利要求1所述的水下训练用机器人，其特征在于，所述控制系统包括相互电性连接的控制模块和通信模块，所述电磁模块和所述声呐模块均电性连接所述通信模块，所述推进系统电性连接所述控制模块。5.根据权利要求1所述的水下训练用机器人，其特征在于，所述控制系统电性连接有电池系统。6.根据权利要求1所述的水下训练用机器人，其特征在于，所述推进系统还包括导航传感器。

技术总结
本实用新型公开了一种水下训练用机器人，涉及水下机器人技术领域，包括机器人本体，机器人本体内部设置有相互电性连接的模拟系统、推进系统和控制系统，模拟系统包括电磁模块和声呐模块，推进系统包括步进电机模块；其中，声呐模块包括用于模拟潜艇高频噪音的高频声呐单元、用于模拟潜艇通信噪音的通信声呐单元和用于模拟潜艇低频噪音的低频声呐单元，电磁模块包括用于模拟潜艇磁性的内部磁矩单元和用于模拟潜艇磁性的补充磁矩单元，步进电机模块包括设置在其内的第一磁线圈；第一磁线圈与内部磁矩单元电性连接，内部磁矩单元还用于模拟第一磁线圈的磁偶极子磁矩的矢量和。本实用新型具有模拟潜艇效果好的优点。型具有模拟潜艇效果好的优点。型具有模拟潜艇效果好的优点。


技术研发人员：吴宝举
受保护的技术使用者：无锡海博特智能科技有限公司
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/6/14