本發(fā)明涉及水下機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微小型全自由度纜控水下機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是對(duì)江河湖海資源的開(kāi)發(fā)和利用，大中型水電站、大壩的修建，以及近海資源探測(cè)、利用，對(duì)能夠在湖泊、河道、近海穿行作業(yè)的小型rov(微小型、迷你型、常規(guī)型)的需求不斷增加。但目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品中的rov均為大中型結(jié)構(gòu)，也有少量的小型rov，但由于小型rov的質(zhì)量較小、動(dòng)力較弱，進(jìn)行水下觀察、作業(yè)時(shí)容易受外部干擾，特別是受到水流沖擊的影響，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定性等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種微小型全自由度纜控水下機(jī)器人，采用八推進(jìn)器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式，能夠做到全自由度控制，進(jìn)而提高小型rov的抗干擾能力，同時(shí)具有圖像識(shí)別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法，大大提高了rov的可操控性，此外具有體積小、質(zhì)量輕，使用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，便于市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，

本技術(shù)：
實(shí)施例提供了一種微小型全自由度纜控水下機(jī)器人，包括上浮體、框架、照明燈一、下浮體、照明燈二、控制艙、后置攝像頭和前置攝像頭，其特征在于，還包括上推進(jìn)系統(tǒng)和下推進(jìn)系統(tǒng)，所述的上推進(jìn)系統(tǒng)包括第一推進(jìn)器、第二推進(jìn)器、第三推進(jìn)器和第四推進(jìn)器，下推進(jìn)系統(tǒng)包括第五推進(jìn)器、第六推進(jìn)器、第七推進(jìn)器和第八推進(jìn)器,上浮體和下浮體通過(guò)框架相連接，上浮體的表面設(shè)有四個(gè)通孔設(shè)有上推進(jìn)系統(tǒng)，下表面的中間位置設(shè)有控制艙，下浮體的上表面設(shè)有下推進(jìn)器系統(tǒng)。

作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的第一推進(jìn)器、第二推進(jìn)器、第三推進(jìn)器和第四推進(jìn)器與垂直中軸線之間的夾角均為30度。

作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的第五推進(jìn)器、第六推進(jìn)器、第七推進(jìn)器和第八推進(jìn)器與水平中軸線之間的夾角均為30度。

作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的控制艙內(nèi)設(shè)有電源轉(zhuǎn)換裝置，以及三維磁羅盤、深度傳感器、微機(jī)電陀螺和光學(xué)攝像頭，其中控制器中設(shè)有圖像識(shí)別和跟蹤算法以及多傳感器信息融合環(huán)境自適應(yīng)控制算法。

作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的前置攝像頭和后置攝像頭上分別設(shè)有亞克力材質(zhì)的保護(hù)罩并分別與前云臺(tái)和后云臺(tái)相連，其中前云臺(tái)可以進(jìn)行上下、左右擺動(dòng)±30度，后云臺(tái)可進(jìn)行上下擺動(dòng)±30度。

作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的上浮體和下浮體的剖面為邊長(zhǎng)350mm的正方形，上浮體的上表面到下浮體下表面的距離為320mm，整體的重心和浮心均位于垂直中軸線上。

本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

采用八推進(jìn)器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式，能夠做到全自由度控制，進(jìn)而提高小型rov的抗干擾能力，同時(shí)具有圖像識(shí)別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法，大大提高了rov的可操控性，此外具有體積小、質(zhì)量輕，使用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，便于市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例的控制艙剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例的底面布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-圖4中，1、上浮體，2、第一推進(jìn)器，3、第二推進(jìn)器，4、框架，5、照明燈一，6、第五推進(jìn)器，7、下浮體，8、第六推進(jìn)器，9、第七推進(jìn)器，10、保護(hù)罩，11、第三推進(jìn)器，12、第四推進(jìn)器，13、照明燈二，14、控制艙，15、后置攝像頭，16、后云臺(tái)，17、前云臺(tái)，18、前置攝像頭，19、第八推進(jìn)器。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種微小型全自由度纜控水下機(jī)器人，采用八推進(jìn)器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式，能夠做到全自由度控制，進(jìn)而提高小型rov的抗干擾能力，同時(shí)具有圖像識(shí)別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法，大大提高了rov的可操控性，此外具有體積小、質(zhì)量輕，使用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，便于市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1-圖4所示，一種微小型全自由度纜控水下機(jī)器人，包括上浮體1、框架4、照明燈一5、下浮體6、照明燈二13、控制艙14、后置攝像頭15和前置攝像頭18，還包括上推進(jìn)系統(tǒng)和下推進(jìn)系統(tǒng)，所述的上推進(jìn)系統(tǒng)包括第一推進(jìn)器2、第二推進(jìn)器3、第三推進(jìn)器11和第四推進(jìn)器12，下推進(jìn)系統(tǒng)包括第五推進(jìn)器6、第六推進(jìn)器8、第七推進(jìn)器9和第八推進(jìn)器19,上浮體1和下浮體6通過(guò)框架4相連接，上浮體1的表面設(shè)有四個(gè)通孔設(shè)有上推進(jìn)系統(tǒng)，下表面的中心位置設(shè)有控制艙14，下浮體7的上表面設(shè)有下推進(jìn)器系統(tǒng)。

其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的第一推進(jìn)器2、第二推進(jìn)器3、第三推進(jìn)器11和第四推進(jìn)器12與垂直中軸線之間的夾角均為30度，該布置方案能夠在縱向、艏搖和深度等三維空間的任何一個(gè)方向上產(chǎn)生相應(yīng)的力或力矩，避免奇異結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，從而能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)控制目標(biāo)指令。

其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的第五推進(jìn)器6、第六推進(jìn)器8、第七推進(jìn)器9和第八推進(jìn)器19與水平中軸線之間的夾角均為30度，結(jié)合上推進(jìn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)載體的全自由度運(yùn)動(dòng)控制，甚至是過(guò)驅(qū)動(dòng)控制，從而提高了rov的抗干擾能力，同時(shí)具有較高的操控安全性，便于拆裝。

其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的控制艙14內(nèi)設(shè)有電源轉(zhuǎn)換裝置，以及三維磁羅盤、深度傳感器、微機(jī)電陀螺和光學(xué)攝像頭，其中控制器中設(shè)有圖像識(shí)別和跟蹤算法以及多傳感器信息融合環(huán)境自適應(yīng)控制算法，通過(guò)多傳感器對(duì)自身航行狀態(tài)和航行環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，采用模糊主動(dòng)自適應(yīng)原理，計(jì)算出使小型rov能自穩(wěn)定的動(dòng)力分配方案，使得小型rov可以在復(fù)雜水域環(huán)境下穩(wěn)定的觀察和作業(yè)，以降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的前置攝像頭18和后置攝像頭15上分別設(shè)有亞克力材質(zhì)的保護(hù)罩10并分別與前云臺(tái)17和后云臺(tái)16相連，其中前云臺(tái)17可以進(jìn)行上下、左右擺動(dòng)±30度，后云臺(tái)16可進(jìn)行上下擺動(dòng)±30度，具有良好的視野環(huán)境，能夠提高圖像追蹤能力，增強(qiáng)環(huán)境觀測(cè)和自適應(yīng)性。

其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的上浮體1和下浮體6的剖面為邊長(zhǎng)350mm的正方形，上浮體1的上表面到下浮體6下表面的距離為320mm，整體的重心和浮心均位于垂直中軸線上，具有體積小、質(zhì)量輕，使用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，便于市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種微小型全自由度纜控水下機(jī)器人，屬于水下機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，包括上浮體、框架、照明燈一、下浮體、照明燈二、控制艙、后置攝像頭和前置攝像頭，其特征在于，還包括上推進(jìn)系統(tǒng)和下推進(jìn)系統(tǒng)，所述的上浮體和下浮體通過(guò)框架相連接，上浮體的表面設(shè)有四個(gè)通孔設(shè)有上推進(jìn)系統(tǒng)，下表面的中間位置設(shè)有控制艙，下浮體的上表面設(shè)有下推進(jìn)器系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果為：采用八推進(jìn)器非奇異結(jié)構(gòu)布置形式，能夠做到全自由度控制，進(jìn)而提高小型ROV的抗干擾能力，同時(shí)具有圖像識(shí)別跟蹤和環(huán)境自適應(yīng)智能控制算法，大大提高了ROV的可操控性，此外具有體積小、質(zhì)量輕，使用方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，便于市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉鳴;張敏革;林興華;武建國(guó)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.07
技術(shù)公布日：2017.10.03