一种水下探测机器人的制作方法

1.本实用新型涉及水下探测技术领域，特别涉及一种水下探测机器人。


背景技术：

2.水下探测机器人是水下作业的先行设备，其结构是在水下无人航行器上加装相应的摄像机和声呐形成，其是水下管道铺设、水下打捞、水下运输等水下作业的前提。因此，水下探测机器人对水下作业具有重要意义。
3.而现有的水下航行器为了保证航行器在水下既能够保证稳定的运行姿态也能够很好的完成转向等运动指令，往往需要在尾部采用多个推进器来执行运动指令，而这也会造成水下探测机器人存在体积大的缺点，并且现有的水下探测机器人通常只在头部安装摄像头和声呐，这导致了水下探测机器人的探测精度较低的问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种水下探测机器人，能够解决现有的水下探测机器人结构体积大，并且探测精度低的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种水下探测机器人，包括呈鱼雷状的壳体，所述壳体的尾部上设有两个侧鳍和两个背鳍，两个所述侧鳍共面设置，两个所述背鳍共面设置，两个所述侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，所述壳体的尾部上设有矢量推进器，所述矢量推进器位于两个所述侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面的相交线上，所述壳体的头部安装有第一摄像头和第一声呐，所述壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐。
7.进一步的，所述第一摄像头、第一声呐、第二摄像头和第二声呐均位于两个背鳍所在的平面上。
8.进一步的，所述壳体的头部呈半圆球体状，所述壳体的中部呈圆柱状，所述壳体的尾部呈流线型。
9.进一步的，所述壳体内部还设有电源装置、导航装置、控制装置和潜浮装置，所述电源装置分别与导航装置、控制装置和潜浮装置电连接，所述控制装置分别与导航装置、潜浮装置、矢量推进器、第一摄像头和第一声呐电连接。
10.本实用新型的有益效果在于：
11.通过设置鱼雷状的壳体，能够减小水下无人航行器在水中的行驶阻力；通过壳体的尾部上设置两个侧鳍和两个背鳍，两个侧鳍共面设置，两个背鳍共面设置，两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，这样能够提高水下探测机器人在水中的姿态保持稳定性，通过在壳体的头部安装第一摄像头和第一声呐，壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐，这样能够分别探测前方和下方的水下环境并且对水下地形进行精确测绘，从而提高了探测的精准度；通过将矢量推进器安装于壳体的尾部上且矢量推进器位于两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面的相交线上，这样可进行360度旋转改变推力
方向，因此，使用一个矢量推进器即可完成水下探测机器人的俯仰、偏航等运动指令，克服了传统水下探测机器人采用多个推进器的缺点，减小了水下无人航行器的体积和成本。
附图说明
12.图1所示为根据本实用新型的一种水下探测机器人的结构示意图；
13.图2所示为根据本实用新型的一种水下探测机器人的图1的正视结构示意图；
14.图3所示为根据本实用新型的一种水下探测机器人的连接框图；
15.标号说明：
16.1、壳体；2、侧鳍；3、背鳍；4、电源装置；5、导航装置；6、控制装置；7、潜浮装置；8、矢量推进器；9、第一摄像头；10、第一声呐；11、第二摄像头；12、第二声呐。
具体实施方式
17.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
18.请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：
19.一种水下探测机器人，包括呈鱼雷状的壳体，所述壳体的尾部上设有两个侧鳍和两个背鳍，两个所述侧鳍共面设置，两个所述背鳍共面设置，两个所述侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，所述壳体的尾部上设有矢量推进器，所述矢量推进器位于两个所述侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面的相交线上，所述壳体的头部安装有第一摄像头和第一声呐，所述壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐。
20.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：
21.通过设置鱼雷状的壳体，能够减小水下无人航行器在水中的行驶阻力；通过壳体的尾部上设置两个侧鳍和两个背鳍，两个侧鳍共面设置，两个背鳍共面设置，两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，这样能够提高水下探测机器人在水中的姿态保持稳定性，通过在壳体的头部安装第一摄像头和第一声呐，壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐，这样能够分别探测前方和下方的水下环境并且对水下地形进行精确测绘，从而提高了探测的精准度；通过将矢量推进器安装于壳体的尾部上且矢量推进器位于两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面的相交线上，这样可进行360度旋转改变推力方向，因此，使用一个矢量推进器即可完成水下探测机器人的俯仰、偏航等运动指令，克服了传统水下探测机器人采用多个推进器的缺点，减小了水下无人航行器的体积和成本。
22.进一步的，所述第一摄像头、第一声呐、第二摄像头和第二声呐均位于两个背鳍所在的平面上。
23.从上述描述可知，这样安装能够保证航行器的受力更为均匀，从而保证水下姿态的稳定性。
24.进一步的，所述壳体的头部呈半圆球体状，所述壳体的中部呈圆柱状，所述壳体的尾部呈流线型。
25.从上述描述可知，壳体的头部呈半圆球体状，壳体的中部呈圆柱状，壳体的尾部呈流线型，这样能够减小水下无人航行器在水中的行驶阻力。
26.进一步的，所述壳体内部还设有电源装置、导航装置、控制装置和潜浮装置，所述
电源装置分别与导航装置、控制装置和潜浮装置电连接，所述控制装置分别与导航装置、潜浮装置、矢量推进器、第一摄像头和第一声呐电连接。
27.请参照图1至图3所示，本实用新型的实施例一为：
28.请参照图1和图2，一种水下探测机器人，包括呈鱼雷状的壳体1，所述壳体1的尾部上设有两个侧鳍2和两个背鳍3，两个所述侧鳍2共面设置，两个所述背鳍3共面设置，两个所述侧鳍2所在的平面与两个背鳍3所在的平面互相垂直，所述壳体1的尾部上设有矢量推进器8，所述壳体1的头部安装有第一摄像头9和第一声呐10，所述矢量推进器8和第一摄像头9均位于两个所述侧鳍2所在的平面与两个背鳍3所在的平面的相交线上。呈鱼雷状的壳体1，所述壳体1的尾部上设有两个侧鳍2和两个背鳍3，两个所述侧鳍2共面设置，两个所述背鳍3共面设置，两个所述侧鳍2所在的平面与两个背鳍3所在的平面互相垂直，所述壳体1的尾部上设有矢量推进器8，所述矢量推进器8位于两个所述侧鳍2所在的平面与两个背鳍3所在的平面的相交线上，所述壳体1的头部安装有第一摄像头9和第一声呐10，所述壳体1的中部的底部安装有第二摄像头11和第二声呐12。
29.请参照图1和图2，所述第一摄像头9、第一声呐10、第二摄像头11和第二声呐12均位于两个背鳍3所在的平面上。
30.请参照图1和图2，所述壳体1的头部呈半圆球体状，所述壳体1的中部呈圆柱状，所述壳体1的尾部呈流线型。
31.请参照图3，所述壳体1内部还设有电源装置4、导航装置5、控制装置6和潜浮装置7，所述电源装置4分别与导航装置5、控制装置6和潜浮装置7电连接，所述控制装置6分别与导航装置5、潜浮装置7、矢量推进器8、第一摄像头9和第一声呐10电连接。所述控制装置6还分别与第二摄像头11和第二声呐电连接12。
32.所述电源装置4为可充电锂电池，续航时间为二十四小时；
33.所述导航装置5由惯导和多普勒计程仪组成，采用惯导与多普勒计程仪组合导航获得水下探测机器人的高精度的包括姿态、速度和位置在内的导航信息。
34.所述控制装置6为fpga+dsp的控制电路板，fpga的型号为赛灵思(xilinx)公司的型号为xc3s400-4tqg144i的fpga芯片；dsp的型号为德州仪器(ti)公司的型号为tms320c6748的dsp芯片。数据采集和处理速度快，控制装置6实时采集导航装置5输出的导航信息并与预先设置的路线对比来控制潜浮装置7和矢量推进器8，让水下探测机器人按预设的路线行进；同时，控制装置6实时采集第一摄像头9、第一声呐10、第二摄像头11和第二声呐12的数据并进行存储。
35.所述潜浮装置7为活塞式水桶，所述活塞式水桶是一个中空的圆柱腔体，腔体内设置有活塞，通过电机带动齿轮转动，齿轮带动丝杠前后移动，最终实现固定于丝杆上的在腔体内前后运动进行抽水和排水动作，改变水下探测机器人的重力从而使水下探测机器人上浮或下潜，减小功耗较大的潜浮运动指令对矢量推进器8的依赖，减小功耗。
36.所述壳体1、侧鳍2和背鳍3的材料均为碳纤维材料，质量轻、强度高，在保证耐压条件下实现质量小、功耗低。
37.本方案设计的水下无人航行器中所有使用的电机均采用防水电机，各个部件连接处均设置密封圈，防水性能良好。
38.本方案设计的水下探测机器人采用单个矢量推进器8实现低成本的运动执行，采
用仿生鱼鳍设计实现稳定的姿态保持，采用惯导与多普勒计程仪组合导航实现高精度的导航信息获取，采用两组摄像头和声呐能够分别探测前方和下方的水下环境并对水下地形进行精确测绘，具有结构体积小、功耗低、探测续航时间长、精度高、成本低的优点，具有较强的实用性。
39.综上所述，本实用新型提供的一种水下探测机器人，通过设置鱼雷状的壳体，能够减小水下无人航行器在水中的行驶阻力；通过壳体的尾部上设置两个侧鳍和两个背鳍，两个侧鳍共面设置，两个背鳍共面设置，两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，这样能够提高水下探测机器人在水中的姿态保持稳定性，通过在壳体的头部安装第一摄像头和第一声呐，壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐，这样能够分别探测前方和下方的水下环境并且对水下地形进行精确测绘，从而提高了探测的精准度；通过将矢量推进器安装于壳体的尾部上且矢量推进器位于两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面的相交线上，这样可进行360度旋转改变推力方向，因此，使用一个矢量推进器即可完成水下探测机器人的俯仰、偏航等运动指令，克服了传统水下探测机器人采用多个推进器的缺点，减小了水下无人航行器的体积和成本。
40.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种水下探测机器人，其特征在于，包括呈鱼雷状的壳体，所述壳体的尾部上设有两个侧鳍和两个背鳍，两个所述侧鳍共面设置，两个所述背鳍共面设置，两个所述侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，所述壳体的尾部上设有矢量推进器，所述矢量推进器位于两个所述侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面的相交线上，所述壳体的头部安装有第一摄像头和第一声呐，所述壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐。2.根据权利要求1所述的水下探测机器人，其特征在于，所述第一摄像头、第一声呐、第二摄像头和第二声呐均位于两个背鳍所在的平面上。3.根据权利要求1所述的水下探测机器人，其特征在于，所述壳体的头部呈半圆球体状，所述壳体的中部呈圆柱状，所述壳体的尾部呈流线型。4.根据权利要求1所述的水下探测机器人，其特征在于，所述壳体内部还设有电源装置、导航装置、控制装置和潜浮装置，所述电源装置分别与导航装置、控制装置和潜浮装置电连接，所述控制装置分别与导航装置、潜浮装置、矢量推进器、第一摄像头、第一声呐、第二摄像头和第二声呐电连接。

技术总结
本实用新型涉及水下探测技术领域，特别涉及一种水下探测机器人，包括呈鱼雷状的壳体，这样能够减小水下无人航行器在水中的行驶阻力；通过壳体的尾部上设置两个侧鳍和两个背鳍，两个侧鳍共面设置，两个背鳍共面设置，两个侧鳍所在的平面与两个背鳍所在的平面互相垂直，这样能够提高水下探测机器人在水中的姿态保持稳定性；通过在壳体的头部安装第一摄像头和第一声呐，壳体的中部的底部安装有第二摄像头和第二声呐，这样能够分别探测前方和下方的水下环境并且对水下地形进行精确测绘，从而提高了探测的精准度。高了探测的精准度。高了探测的精准度。


技术研发人员：吴志聪 涂勇强 何凯伦
受保护的技术使用者：福建星海通信科技有限公司
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2023/3/23