用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，包括：底座；與底座相連的耐壓倉，耐壓倉內部安裝有可視化設備；設置在耐壓倉上的浮性材料外殼；第一和第二水平推進裝置，第一和第二水平推進裝置分別水平設置在耐壓倉的兩側；第一和第二垂直推進裝置，第一和第二垂直推進裝置并排垂直設置在耐壓倉的上部；控制器，控制器分別與第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置相連，控制器向水下自主航行裝置供電，并分別對第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向和轉速進行控制。本實用新型能夠使可視化設備在水下實現向上仰視和向下俯視等多種動作，便于可視設備多角度觀測。
【專利說明】
用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及水下探測技術領域，特別涉及一種用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置。
【背景技術】
[0002]目前的水下自主航行裝置可搭載可視化設備(一般指攝像機)在水下實現前進、后退、左轉、右轉、上浮、下潛動作，協助可視化設備對水下環境的觀測和記錄。然而，出于觀測的需要，可視化設備有時候需要以俯視或仰視姿態進行觀測，而目前的水下自主航行裝置不能通過改變自身的姿態，輔助攝像機完成以俯視或仰視的姿態進行水下觀測，無法滿足一些觀測需求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。
[0004]為此，本實用新型的目的在于提出一種用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，該裝置能夠使可視化設備在水下實現向上仰視和向下俯視等多種動作，便于可視設備多角度觀測。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提出了一種用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，包括:底座;與所述底座相連的耐壓倉，所述耐壓倉內部安裝有所述可視化設備;設置在所述耐壓倉上的浮性材料外殼;第一和第二水平推進裝置，所述第一和第二水平推進裝置分別水平設置在在所述耐壓倉的兩側;第一和第二垂直推進裝置，所述第一和第二垂直推進裝置并排垂直設置在所述耐壓倉的上部；以及控制器，所述控制器分別與所述第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置相連，所述控制器向所述水下自主航行裝置供電，并分別對所述第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向和轉速進行控制。
[0006]另外，根據本實用新型上述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置還可以具有如下附加的技術特征:
[0007]在一些示例中，所述控制器用于同時控制所述第一水平推進裝置和第二水平推進裝置順時針和/或逆時針旋轉，并調節所述第一水平推進裝置和第二水平推進裝置的轉速，以使所述水下自主航行裝置前進、后退、左轉、右轉或按照預定航向航行。
[0008]在一些示例中，所述控制器用于同時控制所述第一垂直推進裝置和第二垂直推進裝置順時針和/或逆時針旋轉，并調節所述第一垂直推進裝置和第二垂直推進裝置的轉速，以使所述水下自主航行裝置上浮、下潛或按照預設深度航行。
[0009]在一些示例中，其中，所述第一垂直推進裝置位于靠近所述可視化設備的一側，所述控制器用于控制所述第一垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第一垂直推進裝置產生垂直向下的推力，同時控制所述第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第二垂直推進裝置產生垂直向上的推力，以使所述水下自主航行裝置實現向上仰視。
[0010]在一些示例中，所述控制器用于控制所述第一垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第一垂直推進裝置產生垂直向上的推力，同時控制所述第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第二垂直推進裝置產生垂直向下的推力，以使所述水下自主航行裝置實現向下俯視。
[0011]在一些示例中，所述控制器用于同時控制所述第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速，以使所述水下自主航行裝置按照預設航向及預設深度進行航行。
[0012]在一些示例中，還包括:第一和第二水下照明裝置，所述第一水下照明裝置設置在所述第一水平推進裝置的前端，所述第二水下照明裝置設置在所述第二水平推進裝置的前端，其中，所述控制器分別與所述第一和第二水下照明裝置相連，以控制所述第一和第二水下照明裝置的打開和關閉。
[0013]在一些示例中，所述控制器還用于調節所述第一和第二水下照明裝置的亮度。
[0014]在一些示例中，所述控制器與所述可視化設備相連，用于獲取所述可視化設備采集的視頻圖像，并顯示所述視頻圖像。
[0015]在一些示例中，所述可視化設備為攝像機。
[0016]根據本實用新型實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，通過控制第一和第二水平推進裝置和第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速，能夠完成前進、后退、左轉、右轉、按照預設航向航行、上浮、下潛、按照預設深度航行等動作，同時可以通過調節第一和第二垂直推進裝置實現向上仰視和向下俯視動作，從而能夠使可視化設備在水下實現向上仰視和向下俯視等多種動作，便于可視設備多角度觀測。
[0017]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0018]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的正面視圖；
[0021]圖3是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的側視圖；
[0022]圖4是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的俯視圖；以及
[0023]圖5是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置通過水下電纜連接控制器的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0025]以下結合附圖描述根據本實用新型實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置。
[0026]圖1是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的結構示意圖。圖2是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的正面視圖。圖3是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的側視圖。圖4是根據本實用新型一個實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置的俯視圖。
[0027]結合圖1至圖4所示，該用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置100(圖中未示出)包括:底座1、耐壓倉2、浮性材料外殼3、第一水平推進裝置4、第二水平推進裝置5、第一垂直推進裝置6、第二垂直推進裝置7及控制器12。
[0028]其中，耐壓倉2與底座I相連，耐壓倉2內部安裝有可視化設備10。在具體示例中，可視化設備10例如為攝像機，用于進行水下圖像采集。
[0029]浮性材料外殼3設置在耐壓倉2上。
[0030]第一水平推進裝置4和第二水平推進裝置5分別水平設置在耐壓倉2的兩側，用于通過旋轉葉片產生水平方向前進或后退的推力。
[0031 ]第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7并排設置在所述耐壓倉的上部，用于通過旋轉葉片產生垂直方向向上或向下的推力。
[0032]控制器12分別與第一水平推進裝置4、第二水平推進裝置5、第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7相連。控制器12用于向水下自主航行裝置100供電，并分別對第一水平推進裝置4、第二水平推進裝置5、第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7的葉片旋轉方向和轉速進行控制，進而實現水下自主航行裝置100的航向和航行姿態。在具體示例中，如圖5所示，控制器12例如設置在陸地上，其通過水下電纜11與水下自主航行裝置100相連，控制器12從陸地上接入交流220V電源供電，并將交流220V電源轉換為直流48V的電源，然后通過水下電纜11為水下自主航行裝置100進行供電，同時對第一水平推進裝置4、第二水平推進裝置5、第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7的葉片旋轉方向和轉速進行控制。
[0033]具體地，當水下自主航行裝置100需要前進、后退、左轉、右轉或按照預設航向航行時，則控制器12同時控制第一水平推進裝置4和第二水平推進裝置5順時針和/或逆時針旋轉，并調節第一水平推進裝置和第二水平推進裝置的轉速，以使水下自主航行裝置前進、后退、左轉、右轉或按照預定航向懸浮。例如:第一水平推進裝置4和第二水平推進裝置5采用正反槳設計，第一水平推進裝置4順時針旋轉時提供水平方向向后的推力，逆時針旋轉提供水平方向向前的推力，第二水平推進裝置5與之相反。控制器12控制第一水平推進裝置4順時針旋轉，同時控制第二水平推進裝置5逆時針旋轉，從而產生水平向后的推力，則可使水下自主航行裝置100前進。同理，控制器12控制第一水平推進裝置4逆時針旋轉，同時控制第二水平推進裝置5的葉片順時針旋轉，從而產生水平向前的推力，則可使水下自主航行裝置100后退。進一步地，控制器12控制第一水平推進裝置4逆時針旋轉，同時控制第二水平推進裝置5逆時針旋轉，則可實現第二水平推進裝置5左轉，從而調整水下自主航行裝置100的航向。同理，控制器12控制第一水平推進裝置4順時針旋轉，同時控制第二水平推進裝置5順時針旋轉，則可實現水下自主航行裝置100右轉，從而調整第二水平推進裝置5的航向。進一步地，當水下自主航行裝置100需要調整至預設航向時，如航向受外界影響發生變化時，控制器12控制第一水平推進裝置4順時針旋轉，同時控制第二水平推進裝置5順時針旋轉，或者，控制器12控制第一水平推進裝置4逆時針旋轉，同時控制第二水平推進裝置5逆時針旋轉，從而實時調節航向，直至達到水下自主航行裝置100的預設航向。
[0034]當水下自主航行裝置100需要進行上浮、下潛或按照預設深度懸浮時，控制器12用于同時控制第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7順時針和/或逆時針旋轉，并調節第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7的轉速，以使水下自主航行裝置100上浮、下潛或按照預設深度懸浮。例如:第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7采用正反槳設計。第一垂直推進裝置6順時針旋轉產生垂直向上的推力，逆時針旋轉產生垂直向下的推力，第二垂直推進裝置7與之相反。控制器12控制第一垂直推進裝置6順時針旋轉，同時控制第二垂直推進裝置7逆時針旋轉，從而使水下自主航行裝置100下潛，調整水下自主航行裝置100的深度。同理，控制器12控制第一垂直推進裝置6逆時針旋轉，同時控制第二垂直推進裝置7順時針旋轉，從而使水下自主航行裝置100上浮，調整水下自主航行裝置100的深度。進一步地，當水下自主航行裝置100需要調整至預設深度時，如航向受外界影響發生變化時，控制器12控制第一垂直推進裝置6順時針旋轉，同時控制第二垂直推進裝置7逆時針旋轉，或者，控制器12控制第一垂直推進裝置6逆時針旋轉，同時控制第二垂直推進裝置7順時針旋轉，實時調節深度，直至達到水下自主航行裝置100的預設深度。
[0035]在本實用新型的一個實施例中，例如，第一垂直推進裝置6位于靠近可視化設備10的一側，控制器12用于控制第一垂直推進裝置6的旋轉方向及轉速以使第一垂直推進裝置產生垂直向下的推力，同時控制第二垂直推進裝置7的旋轉方向及轉速以使第二垂直推進裝置產生垂直向上的推力，以使水下自主航行裝置100實現向上仰視。進一步地，控制器12用于控制第一垂直推進裝置6的旋轉方向及轉速以使第一垂直推進裝置6產生垂直向上的推力，同時控制第二垂直推進裝置7的旋轉方向及轉速以使第二垂直推進裝置7垂直向下的推力，以使水下自主航行裝置100實現向下俯視。
[0036]具體地說，例如:第一垂直推進裝置6順時針旋轉時產生垂直向上的推力，逆時針旋轉時產生垂直向下的推力，第二垂直推進裝置7與之相反。控制器12控制第一垂直推進裝置6逆時針旋轉，同時控制第二垂直推進裝置7逆時針旋轉，即第一垂直推進裝置6產生向下的推力，同時第二垂直推進裝置7產生向上的推力，即可使水下自主航行裝置100實現向上仰視。同理，控制器12控制第一垂直推進裝置6順時針旋轉，同時控制第二垂直推進裝置7順時針旋轉，即第一垂直推進裝置6產生的向上的推力，第二垂直推進裝置7產生的向下的推力，即可使水下自主航行裝置100實現向下俯視。
[0037]進一步地，控制器12用于同時控制第一水平推進裝置4和第二水平推進裝置5、第一垂直推進裝置6和第二垂直推進裝置7的旋轉方向及轉速，以使水下自主航行裝置100按照預設航向及預設深度進行航行。具體地控制方式參見上述對水下自主航行裝置100的航向和深度調節部分的描述，此處不再贅述。
[0038]進一步地，結合圖1至圖4所示，該用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置100還包括:第一水下照明裝置8和第二水下照明裝置9。具體地，第一水下照明裝置8設置在第一水平推進裝置4的前端，第二水下照明裝置9設置在第二水平推進裝置的前端5。其中，控制器12分別與第一水下照明裝置8和第二水下照明裝置9相連，以控制第一水下照明裝置8和第二水下照明裝置9的打開和關閉。進一步地，控制器12還用于調節第一水下照明裝置8和第二水下照明裝置9的亮度，從而便于可視化設備10采集更好、更清晰的圖像。
[0039]進一步地，控制器12例如與可視化設備10相連，用于獲取可視化設備10采集的視頻圖像，并顯示該視頻圖像。具體地說，控制器12例如具有一個顯示屏，用以顯示可視化設備10采集的視頻圖像，以供陸地上的工作人員查看和分析。
[0040]綜上，根據本實用新型實施例的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，通過控制第一和第二水平推進裝置和第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速，能夠完成前進、后退、左轉、右轉、按照預設航向航行、上浮、下潛、按照預設深度航行等動作，同時可以通過調節第一和第二垂直推進裝置實現向上仰視和向下俯視動作，從而能夠使可視化設備在水下實現向上仰視和向下俯視等多種動作，便于可視設備多角度觀測。
[0041]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0042]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0043]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0044]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0046]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，包括: 底座； 與所述底座相連的耐壓倉，所述耐壓倉內部安裝有所述可視化設備； 設置在所述耐壓倉上的浮性材料外殼； 第一和第二水平推進裝置，所述第一和第二水平推進裝置分別水平設置在所述耐壓倉的兩側； 第一和第二垂直推進裝置，所述第一和第二垂直推進裝置并排垂直設置在所述耐壓倉的上部；以及 控制器，所述控制器分別與所述第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置相連，所述控制器向所述水下自主航行裝置供電，并分別對所述第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向和轉速進行控制。2.根據權利要求1所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述控制器用于同時控制所述第一水平推進裝置和第二水平推進裝置順時針和/或逆時針旋轉，并調節所述第一水平推進裝置和第二水平推進裝置的轉速，以使所述水下自主航行裝置前進、后退、左轉、右轉或按照預定航向航行。3.根據權利要求1所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述控制器用于同時控制所述第一垂直推進裝置和第二垂直推進裝置順時針和/或逆時針旋轉，并調節所述第一垂直推進裝置和第二垂直推進裝置的轉速，以使所述水下自主航行裝置上浮、下潛或按照預設深度航行。4.根據權利要求1所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，其中，所述第一垂直推進裝置位于靠近所述可視化設備的一側，所述控制器用于控制所述第一垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第一垂直推進裝置產生垂直向下的推力，同時控制所述第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第二垂直推進裝置產生垂直向上的推力，以使所述水下自主航行裝置實現向上仰視。5.根據權利要求4所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第一垂直推進裝置產生垂直向上的推力，同時控制所述第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速以使所述第二垂直推進裝置產生垂直向下的推力，以使所述水下自主航行裝置實現向下俯視。6.根據權利要求1所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述控制器用于同時控制所述第一和第二水平推進裝置、第一和第二垂直推進裝置的旋轉方向及轉速，以使所述水下自主航行裝置按照預設航向及預設深度進行航行。7.根據權利要求1-6任一項所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，還包括:第一和第二水下照明裝置，所述第一水下照明裝置設置在所述第一水平推進裝置的前端，所述第二水下照明裝置設置在所述第二水平推進裝置的前端，其中， 所述控制器分別與所述第一和第二水下照明裝置相連，以控制所述第一和第二水下照明裝置的打開和關閉。8.根據權利要求7所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述控制器還用于調節所述第一和第二水下照明裝置的亮度。9.根據權利要求1所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述控制器與所述可視化設備相連，用于獲取所述可視化設備采集的視頻圖像，并顯示所述視頻圖像。10.根據權利要求9所述的用于搭載可視化設備的水下自主航行裝置，其特征在于，所述可視化設備為攝像機。
【文檔編號】B63G8/16GK205574246SQ201620198160
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月15日
【發明人】張偉, 陳旭, 原向東, 魯東起, 吳振華, 潘俊峰, 石浛錕, 李江寧
【申請人】交通運輸部水運科學研究院