一種爬游混合型無人潛水裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于海洋工程水下裝備與系統技術領域，特別涉及一種爬游混合型無人潛水裝置。其技術方案是：一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是：它包括：無人巡游裝置(1)和至少四個多關節機械腿(2)。本實用新型可通過無人巡游裝置(1)在海洋中快速巡航，也可通過多關節機械腿(2)在海底穩定爬行，其兼具無人自主航行器(AUV)高效、大范圍的機動能力、無人遙控航行器(ROV)的精確移動定位能力以及爬行機器人的抗洋流穩定能力，具有穩定性高、能耗低、環境適應性強的特點，滿足復雜海底環境近距離精確、穩定觀測、取樣、打撈搜救等應用需求。
【專利說明】
一種爬游混合型無人潛水裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于海洋工程水下裝備與系統技術領域，特別涉及一種爬游混合型無人潛水裝置。
【背景技術】
[0002]進入二十一世紀以來，世界各國都在大力開展探索深海、開發深海和利用深海的科研、經濟和軍事活動，而海洋考察、探測與作業最重要的裝備之一就是無人潛水器。目前，無人潛水器主要分為AUV和ROV這兩類傳統巡游型潛水器，AUV具備快速機動能力，而ROV具備精確移動能力，但是均不能滿足在大深度、復雜環境下穩定工作的需要。特別是在研究、開發價值極大的深海熱液區，海底地形復雜、洋流擾動強烈，環境苛刻，傳統有纜ROV使用不便和AUV穩定性弱的不足日益凸顯。另外，現有爬行機器人盡管穩定性高，具備較強的越障能力，但多在陸地使用，速度慢且關鍵部件無法承受高水壓，設備也不具備水動力外形，不能直接應用于海洋特別是深海環境。
[0003]因此，有必要提出一種爬游混合型無人潛水裝置，兼具AUV高效、大范圍的機動能力、R0V的精確移動定位能力以及爬行機器人的抗洋流穩定能力。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是:提供一種爬游混合型無人潛水裝置，滿足復雜海底環境近距離精確、穩定觀測、取樣、打撈等作業需求。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種爬游混合型無人潛水裝置，它包括:無人巡游裝置和至少四個多關節機械腿；
[0006]無人巡游裝置包括:主透水艙、耐壓球艙、衛星通信模塊、潛浮與拋載模塊、能源模塊、推進模塊和深度探測模塊;主透水艙為AUV整體式結構，或為ROV框架式結構;耐壓球艙包括:控制模塊、水聲通信模塊及導航模塊，布置在主透水艙內，位于中部;衛星通信模塊布置透水艙內，位于后部;潛浮與拋載模塊包括多個潛浮與拋載子單元，設在主透水艙內，位于最底部;能源模塊布置在透水艙內，位于潛浮與拋載模塊上部;推進模塊包括至少I個水下推進器，布置在主透水艙外，位于主透水艙尾部;深度探測模塊設在主透水艙頂部。無人巡游裝置還包括負載模塊，根據任務需求配置。
[0007]至少四個多關節機械腿包括兩個前多關節機械腿和兩個后多關節機械腿，布置在所述無人巡游裝置的主透水艙外，位于底部兩側，左右對稱。至少四個多關節機械腿包覆蒙皮，以提尚水動力性能。
[0008]至少四個多關節機械腿中的前多關節機械腿至少包括三個自由度，包括:前水密旋轉電機、前水密擺動電機A、前水密擺動電機B、前舵和前機械臂。前舵與主透水艙連接，由前水密旋轉電機驅動繞主透水艙旋轉，由前水密擺動電機A驅動擺動；前機械臂與前舵連接，由前水密擺動電機B驅動，繞前舵擺動。
[0009]至少四個多關節機械腿中的后多關節機械腿至少包括三個自由度，包括:后水密旋轉電機、后水密擺動電機A、后水密擺動電機B、后機械臂和尾舵。后機械臂與主透水艙連接，由后水密旋轉電機驅動繞主透水艙旋轉，由后水密擺動電機A驅動擺動;尾舵與后機械臂連接，由后水密擺動電機B驅動，繞后機械臂擺動。
[0010]無人巡游裝置的推進模塊中的至少I個水下推進器，當水下推進器為單個時，可通過改變前多關節機械腿的前舵和后多關節機械腿的尾舵姿態調節爬游混合型無人潛水裝置的運動方向；當水下推進器為多個時，以多個水下推進器推力差為主，改變前多關節機械腿的前舵和后多關節機械腿的尾舵姿態為輔來實時調整爬游混合型無人潛水裝置的運動方向。
[0011]至少四個多關節機械腿中的兩個前多關節機械腿包括兩個多功能機械手，以滿足海底作業的需要。
[0012]至少四個多關節機械腿中的兩個前多關節機械腿可作為水平翼，兩個后多關節機械腿可作為垂直翼使用，以提高爬游混合型無人潛水裝置的巡游穩定性。
[0013]有益效果:本實用新型是一種既可在海洋中巡游，又可海底爬行的無人潛水裝置，兼具AUV高效、大范圍的機動能力、ROV的精確移動定位能力以及爬行機器人的抗洋流穩定能力，具有穩定性高、能耗低、環境適應性強的特點，滿足復雜海底環境近距離精確、穩定觀測、取樣、打撈搜救等應用需求。
【附圖說明】
[0014]圖1為爬游混合型無人潛水裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參見附圖1，一種爬游混合型無人潛水裝置，它包括:無人巡游裝置I和至少四個多關節機械腿2;
[0016]無人巡游裝置I包括:主透水艙11、耐壓球艙12、衛星通信模塊13、潛浮與拋載模塊14、能源模塊15、推進模塊16和深度探測模塊17 ;主透水艙11為AUV整體式結構，或為ROV框架式結構;耐壓球艙12包括:控制模塊121、水聲通信模塊122及導航模塊123，布置在主透水艙11內，位于中部;衛星通信模塊13布置透水艙11內，位于后部;潛浮與拋載模塊14包括多個潛浮與拋載子單元141，設在主透水艙11內，位于最底部;能源模塊15布置在透水艙11內，位于潛浮與拋載模塊14上部;推進模塊16包括至少I個水下推進器161，布置在主透水艙11夕卜，位于主透水艙11尾部；深度探測模塊17設在主透水艙11頂部。無人巡游裝置I還包括負載模塊18，根據任務需求配置。
[0017]至少四個多關節機械腿2包括兩個前多關節機械腿21和兩個后多關節機械腿22，布置在無人巡游裝置I的主透水艙11外，位于底部兩側，左右對稱。至少四個多關節機械腿2還包覆蒙皮216，以提高水動力性能。
[0018]至少四個多關節機械腿2中的前多關節機械腿21至少包括三個自由度，包括:前水密旋轉電機211、前水密擺動電機A212、前水密擺動電機B213、前舵214和前機械臂215。前舵214與主透水艙11連接，由前水密旋轉電機211驅動繞主透水艙11旋轉，由前水密擺動電機A212驅動擺動;前機械臂215與前舵214連接，由前水密擺動電機B213驅動，繞前舵214擺動。
[0019]至少四個多關節機械腿2中的后多關節機械腿22至少包括三個自由度，包括:后水密旋轉電機221、后水密擺動電機A222、后水密擺動電機B223、后機械臂224和尾舵225。后機械臂224與主透水艙11連接，由后水密旋轉電機221驅動繞主透水艙11旋轉，由后水密擺動電機A222驅動擺動;尾舵225與后機械臂224連接，由后水密擺動電機B223驅動，繞后機械臂224擺動。
[0020]無人巡游裝置I的推進模塊16中的至少I個水下推進器161，當水下推進器161為單個時，可通過改變前多關節機械腿21的前舵214和后多關節機械腿22的尾舵225姿態調節爬游混合型無人潛水裝置的運動方向；當水下推進器161為多個時，以多個水下推進器161推力差為主，改變前多關節機械腿21的前舵214和后多關節機械腿22的尾舵225姿態為輔來實時調整爬游混合型無人潛水裝置的運動方向。
[0021]至少四個多關節機械腿2中的兩個前多關節機械腿21包括兩個多功能機械手217，以滿足海底作業的需要。
[0022]至少四個多關節機械腿2中的兩個前多關節機械腿21可作為水平翼，兩個后多關節機械腿22可作為垂直翼使用，以提高爬游混合型無人潛水裝置的巡游穩定性。
【主權項】
1.一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:它包括:無人巡游裝置(I)和至少四個多關節機械腿(2); 所述無人巡游裝置(I)包括:主透水艙(U)、耐壓球艙(I 2)、衛星通信模塊(I 3)、潛浮與拋載模塊(14)、能源模塊(15)、推進模塊(16)和深度探測模塊(17);所述主透水艙(11)為AUV整體式結構，或為ROV框架式結構;所述耐壓球艙(12)包括:控制模塊(121)、水聲通信模塊(122)及導航模塊(123)，布置在主透水艙(11)內，位于中部;所述衛星通信模塊(13)布置透水艙(11)內，位于后部;所述潛浮與拋載模塊(14)包括多個潛浮與拋載子單元(141)，設在主透水艙(11)內，位于最底部;所述能源模塊(15)布置在透水艙(11)內，位于潛浮與拋載模塊(14)上部;所述推進模塊(16)包括至少I個水下推進器(161)，布置在主透水艙(11)外，位于主透水艙(11)尾部;所述深度探測模塊(17)設在主透水艙(11)頂部； 所述至少四個多關節機械腿(2)包括兩個前多關節機械腿(21)和兩個后多關節機械腿(22),布置在所述無人巡游裝置(I)的主透水艙(11)外，位于底部兩側，左右對稱。2.根據權利要求1所述的一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:所述無人巡游裝置(I)包括負載模塊(18)，根據任務需求配置。3.根據權利要求1所述的一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:所述至少四個多關節機械腿(2)中的前多關節機械腿(21)至少包括三個自由度，包括:前水密旋轉電機(211)、前水密擺動電機A( 212)、前水密擺動電機B(213)、前舵(214)和前機械臂(215);所述前舵(214)與主透水艙(11)連接，由前水密旋轉電機(211)驅動繞主透水艙(11)旋轉，由前水密擺動電機A(212)驅動擺動；所述前機械臂(215)與前舵(214)連接，由前水密擺動電機B(213)驅動，繞前舵(214)擺動； 所述至少四個多關節機械腿(2)中的后多關節機械腿(22)至少包括三個自由度，包括:后水密旋轉電機(221)、后水密擺動電機A( 222)、后水密擺動電機B (223),后機械臂(224)和尾舵(225);所述后機械臂(224)與主透水艙(11)連接，由后水密旋轉電機(221)驅動繞主透水艙(11)旋轉，由后水密擺動電機A(222)驅動擺動;所述尾舵(225)與后機械臂(224)連接，由后水密擺動電機B (223)驅動，繞后機械臂(224)擺動。4.根據權利要求1所述的一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:所述至少四個多關節機械腿(2)包覆蒙皮(216)，以提高水動力性能。5.根據權利要求1所述的一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:所述推進模塊(16)中的至少I個水下推進器(161 )，當水下推進器(161)為單個時，可通過改變前多關節機械腿(21)的前舵(214)和后多關節機械腿(22)的尾舵(225)姿態調節爬游混合型無人潛水裝置的運動方向；當水下推進器(161)為多個時，以多個水下推進器(161)推力差為主，改變前多關節機械腿(21)的前舵(214)和后多關節機械腿(22)的尾舵(225)姿態為輔來實時調整爬游混合型無人潛水裝置的運動方向。6.根據權利要求1所述的一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:所述至少四個多關節機械腿(2)中的兩個前多關節機械腿(21)包括兩個多功能機械手(217)，以滿足海底作業的需要。7.根據權利要求1所述的一種爬游混合型無人潛水裝置，其特征是:所述至少四個多關節機械腿(2)中的兩個前多關節機械腿(21)可作為水平翼，兩個后多關節機械腿(22)可作為垂直翼使用，以提高爬游混合型無人潛水裝置的巡游穩定性。
【文檔編號】B63G8/14GK205615688SQ201620458841
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月20日
【發明人】陳虹, 王磊, 吳濤, 景東風, 王心亮, 張昊, 肖前進, 龐杰, 張安付, 張滿弓, 張向東
【申請人】中國船舶重工集團公司第七〇九研究所, 中國船舶重工集團公司第七一九研究所