一种水下自主作业机器人及其作业方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109367738A(43)申请公布日2019.02.22(21)申请号201811176702.X(22)申请日2018.10.10(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号申请人昆明海威机电技术研究所（有限公司）(72)发明人严卫生崔荣鑫邓飞李慧平许晖张福斌高剑邢瑶蒋绍博(74)专利代理机构北京尚钺知识产权代理事务所(普通合伙)11723代理人王海荣(51)Int.Cl.B63C11/52(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种水下自主作业机器人及其作业方法(57)摘要本发明涉及水下作业机器人领域，提供了一种适用于多种水下作业面声学和光学检测的水下自主作业机器人及其作业方法，该水下自主作业机器人包括能源动力模块、力学结构设计模块、外形设计模块、主控模块、动力推进模块以及功能模块，其中，主控模块包括强电流电子控制舱以及弱电流电子控制舱；动力推进模块包括至少两个侧向推进器、至少两个垂直推进器以及至少一个纵向主推进器；功能模块包括多普勒测速仪、成像声呐、集成LED灯的光学摄像头、光通信MODEM、深度和高度计、前端云台和后端云台。根据本发明实施例提供的水下自主作业机器人的检测范围更广，检测方式更加灵活，同时根据本发明实施例提供的水下自主作业机器人可以实现自主作业。CN109367738ACN109367738A权利要求书1/2页1.一种水下自主作业机器人，其特征在于，所述水下自主作业机器人包括能源动力模块、力学结构设计模块、外形设计模块、主控模块、动力推进模块以及功能模块，其中，能源动力模块为蓄电池组，用于为主控模块、动力推进模块以及功能模块供电；力学结构设计模块包括外框架、内部和侧面支撑以及浮力模块，其中，外框架与内部和侧面支撑用于搭载能源动力模块、浮力模块以及主控模块；外形设计模块包括上壳体和下壳体；主控模块包括强电流电子控制舱以及弱电流电子控制舱；动力推进模块包括至少两个侧向推进器、至少两个垂直推进器以及至少一个纵向主推进器；功能模块包括多普勒测速仪、成像声呐、集成LED灯的光学摄像头、光通信MODEM、深度和高度计、前端云台和后端云台；内部和侧面支撑的外侧分别对称安装至少一个侧向推进器，外框架左右两端上分别对称安装至少一个垂直推进器；内部和侧面支撑的右端与悬臂梁固连，并固定于外框架上；内部和侧面支撑的左端安装有深度和高度计；上壳体上端安装有光通信MODEM，下壳体下端安装有至少一个纵向主推进器；多普勒测速仪与后端云台相连，后端云台可在±90°范围内转动，后端云台另一端固定在悬臂支架上，通过悬臂梁将悬臂支架与外框架和内部和侧面支撑连接固定；成像声呐与前端云台相连，前端云台可在±90°范围内转动，前端云台另一端固定在悬臂支架上，通过悬臂梁将悬臂支架与外框架和内部和侧面支撑连接固定；集成LED灯的光学摄像头通过光学摄像头固定支架固定在轴承座上，成像声呐的一端伸出轴与轴承座的外圈通过法兰固连，多普勒测速仪的一端伸出轴与轴承座的内圈采用过盈配合的方式固连。2.如权利要求1所述的水下自主作业机器人，其特征在于，内部和侧面支撑包括至少两个横梁、至少两个长纵梁、至少两个短纵梁以及至少两个侧板，其中，短纵梁设计成带槽结构，长纵梁固定在外框架上。3.如权利要求2所述的水下自主作业机器人，其特征在于，浮力模块固定在长纵梁和内部和侧面支撑的前后两端。4.如权利要求1所述的水下自主作业机器人，其特征在于，上壳体和下壳体设计为流线型纵剖面；上壳体和下壳体的表面均布若干孔。5.如权利要求1所述的水下自主作业机器人，其特征在于，侧向推进器的动力方向为内部和侧面支撑中侧板的径向，纵向主推进器的动力方向为内部和侧面支撑中侧板的法向。6.如权利要求2所述的水下自主作业机器人，其特征在于，纵向主推进器通过纵向主推进器安装架下段和纵向主推进器安装架上段与短纵梁固连，纵向主推进器的安装架上段与T型螺钉相连，T型螺钉搭载在两个短纵梁的滑槽中，通过挪动T型螺钉，实现纵向主推进器安装位置的微调。7.如权利要求2所述的水下自主作业机器人，其特征在于，蓄电池组安放在蓄电池组外框之中，蓄电池组外框固定在长纵梁上。8.如权利要求1所述的水下自主作业机器人，其特征在于，强电流电子控制舱内安装有侧向推进器、垂直推进器以及纵向主推进器的驱动与控制模块，弱电流电子控制舱内安装有航向姿态传感器以及自动驾驶仪，强电流电子控制舱通过水密电缆与侧向推进器、垂直推进器、纵向主推进器、前端云台、以及后端云台连接，弱电流电子控制舱通过水密线缆与光通信MODEM、成像声呐、深度和高度计、集成LED灯的光学摄像头、以及多普勒测速仪连接。9.如权利要求8所述的水下自主作业