一種水下無人纜控機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水下作業設備領域，具體來說涉及一種水下無人纜控機器人。
【背景技術】
[0002]隨著我國海洋開發事業的逐步發展，海洋裝備產業也得到了蓬勃發展。水下機器人是開發海洋過程中的重要工具，廣泛用于海洋監測、海洋工程、海洋礦產勘探、科研、搜尋打撈等作業任務，特別是無人纜控水下機器人，它續航力強，動力充沛、安全可靠。無人纜控水下機器人可分為拖曳式與自航式兩種，拖曳式水下機器人本身無動力，被吊放入海中并依靠母船拖帶航行；自航式水下機器人自身具備動力系統，可以執行復雜的水下作業任務，它通過臍帶纜傳輸機器人本體所需的動力，同時也上傳和下傳控制數據、信號；工程人員可在母船上通過連接在臍帶纜一端的控制平臺來操縱無人纜控水下機器人，其自航模式一般分為浮游、吸附和爬行三類。
[0003]CN102424100A公開了一種復合吸附船體清刷機器人，即一種將磁力吸附和推力吸附結合在一起的船體清刷機器人，可實現船體水下、水上部分的清洗。但是該機器人無法執行浮游作業，工作時必須沿船側進入作業區域，活動范圍有限。CN101139007A公開了一種水下清潔機器人，是一種利用高速排水螺旋槳產生負壓進行壁面吸附的水下清潔機器人，可被遙控或自主控制進行水下泳池壁面的清潔作業。但是該機器人驅動電機眾多，機構復雜，依靠排水螺旋槳的浮游靈活性差，不能進行浮游作業，功能單一，僅用于泳池壁的清潔。
[0004]通過對現有的各類水下機器人的分析比較得出，目前的水下機器人通常具有姿態單一，功能單一，實用性低，靈活性差的缺陷。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有水下機器人的姿態單一，功能單一，實用性低，靈活性差的缺陷，提供一種水下無人纜控機器人，該機器人具備水中懸停、吸附、爬行、升潛、前進、后退和浮游轉向等多種運動模式，能實現水中目標觀察、水下搜救打撈、水中目標物清洗、海洋礦產勘探等多種作業任務，實用性高，靈活性好。
[0006]為此，本實用新型提供了一種水下無人纜控機器人，包括水上控制設備、臍帶纜和機器人本體，所述機器人本體包括載體框架、浮力模塊、浮游系統設備、爬行系統設備、觀通設備、水下控制設備、耐壓密封艙、傳感器和作業機構；浮力模塊安裝在載體框架的上部，爬行系統設備安裝在載體框架的兩側，觀通設備安裝在載體框架的前部、浮力模塊的下部，耐壓密封艙安裝在載體框架的中部、浮力模塊的正下方，作業機構安裝在觀通設備的下方，傳感器和水下控制設備位于耐壓密封艙中，臍帶纜連接水上控制設備和水下控制設備；所述浮游系統設備包括四個垂直螺旋槳推進器和兩個水平螺旋槳推進器，四個垂直螺旋槳推進器垂直安裝在載體框架側板內側中上部，兩個水平螺旋槳推進器對稱安裝在載體框側板的外側。
[0007]根據本實用新型，所述水下無人纜控機器人具備水中懸停、吸附、爬行、升潛、前進、后退和浮游轉向等多種運動模式。四個垂直螺旋槳推進器可以為水下無人纜控機器人提供升潛、吸附和爬行動力，兩個水平螺旋槳推進器可以為水下無人纜控機器人提供前進、后退、浮游轉向動力。
[0008]根據本實用新型，所述載體框架可以作為水下無人纜控機器人的移動和搭載平臺。
[0009]根據本實用新型，所述浮力模塊由密度為0.2-0.7g/cm的浮力材料制造而成，既能保證水的壓強不會破壞浮力材料，又能滿足水下無人纜控機器人在水下所需的浮力要求。
[0010]根據本實用新型，爬行系統設備包括直流無刷驅動電機和履帶爬行機構，履帶爬行機構包括履帶、履帶輪和履帶安裝架，履帶輪安裝在履帶安裝架上，履帶纏繞在履帶輪上，直流無刷驅動電機安裝在履帶安裝架內側，可以驅動履帶進行坐底爬行和貼附爬行。
[0011]根據本實用新型，所述觀通設備包括可變焦云臺攝像機和兩個水下LED燈，觀通設備可以對水下無人纜控機器人的作業環境進行觀察，并可以進行可視化操作。可變焦云臺攝像機可以通過云臺控制實現視野的多自由度調整，增加可視范圍。兩個水下LED燈對稱安裝在可變焦云臺攝像機的兩側，水下LED燈與水平方向呈15°朝向下，這樣可以在水下無人纜控機器人的水平方向和近底方向取得較好的可視效果。
[0012]根據本實用新型，所述耐壓密封艙包括圓柱形艙體和兩個半球形封頭，可以用來安裝傳感器和水下控制設備。
[0013]根據本實用新型，所述傳感器包括深度傳感器、高度傳感器、姿態控制傳感器、艙內溫度傳感器、艙內濕度傳感器和艙內漏水報警裝置，所述姿態控制傳感器包括三軸加速度計、電子羅盤和三軸陀螺儀。傳感器主要為監測、報警類傳感器，可以對水下無人纜控機器人進行實時監測。
[0014]根據本實用新型，所述作業機構包括多功能機械手或水下清洗裝置，針對不同任務情形，可以更換不同的作業工具。作業機構配合水下無人纜控機器人的其他設備可以實現水中目標觀察、水下搜救打撈、水中目標物清洗、海洋礦產勘探等多種作業任務。
[0015]根據本實用新型，所述水上控制設備包括控制器、供電單元和臍帶纜絞車，控制器連接供電單元，供電單元連接臍帶纜絞車。
[0016]根據本實用新型，所述水下控制設備位于耐壓密封艙中，可以接收、發送和簡單處理數據和信號。
[0017]根據本實用新型，所述臍帶纜為光電纜，纏繞在臍帶纜絞車上，臍帶纜中增加承重繩，可以保證臍帶纜和機器人本體的穩定連接。水上控制設備通過臍帶纜向水下控制設備傳輸數據和信號，接收水下控制設備、水下觀通設備和各傳感器的數據和信號，并將其實時顯示到水上控制設備上，保證水上操作人員可以實時監控水下無人纜控機器人的工作狀
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[0018]本實用新型的水下無人纜控機器人具備水中懸停、吸附、爬行、升潛、前進、后退和浮游轉向等多種運動模式，能實現水中目標觀察、水下搜救打撈、水中目標物清洗、海洋礦產勘探等多種作業任務。本實用新型的水下無人纜控機器人擁有模塊化、通用性的結構設計和可靠的控制模式，因此運動靈活、實用性強、可以滿足任務多樣性。本實用新型的水下無人纜控機器人整體結構設計合理、體積小、重量輕、機動性強、操控性能好，同時結構和控制上的合理設計也使得水下無人纜控機器人成本低、實用性強、適應性好。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的水下無人纜控機器人的整體結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型的水下無人纜控機器人的水上控制設備的結構示意圖。
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