一种底栖浮游混合式水下移动探测平台及其探测方法技术

本发明专利技术涉及海洋机器人技术领域内的一种底栖浮游混合式水下移动探测平台及其探测方法，包括耐压舱、控制器、电源以及驱动机构；耐压舱包括锥体段和柱体段，锥体段与柱体段密封连接，承力架固定于柱体段内，控制器与电源安装于柱体段内；驱动机构包括螺旋桨、抽排水泵以及重力袋，螺旋桨对称安装于柱体段的侧面，重力袋固定于柱体段内，抽排水泵的一端进入柱体段内并与重力袋连通，抽排水泵的另一端位于柱体段外；控制器与电源电连接螺旋桨分别与控制器和电源电连接，抽排水泵分别与控制器和电源电连接。本发明专利技术结构紧凑，集成度高，具有易于携带、装配、布放以及回收等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种底栖浮游混合式水下移动探测平台及其探测方法
本专利技术涉及海洋机器人
，具体地，涉及一种底栖浮游混合式水下移动探测平台及其探测方法。
技术介绍
目前主流的水下移动探测平台主要包括遥控无人潜水器(ROV)、自主式无人潜水器(AUV)、水下滑翔机(Glider)等。其中ROV由于其需要系有脐带缆的特点，限制了其水下移动范围，其开架式立方体的外观，决定了ROV在前进及潜浮过程中需承受较大的阻力；AUV由于其鱼雷型细长体的外观，虽能保证较小的迎流面积，但也导致了其较大的回转半径，在低速操作性上有其固有的弊端；Glider由于其未装配螺旋桨等驱动装置的特点，虽能保证其良好的续航能力，但其航行速度慢，且水下只能做锯齿形和螺旋回转轨迹航行，操控性能差。以上三种水下移动探测平台都只能在水中浮游运动，无法在满足在水底进行有关驻留式长时间探测工作的需求。另外，履带式机器人虽然能够满足在水底作业的需求，但由于其运动仅由履带及其配套结构驱动完成，对于工作区域的地形提出了较高要求，特别是在海床高低起伏较大的区域，这一弊端愈发突出。且履带式机器人只能够在水底区域进行作业，无法兼顾水中的相关探测工作，使其经济性和适用性受到影响。在查阅资料后发现，目前尚无能够集成水中和水底混合探测模式的水下移动探测平台，此处所说的这种集成水中和水底混合探测工作模式的水下移动探测平台，应当能同时满足水中和水底的探测工作，具备良好的操控性能，并具有相较前述各式水下移动探测平台更大的作业范围，并具备更高的性价比等方面优势。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种底栖浮游混合式水下移动探测平台及其探测方法。根据本专利技术提供的一种底栖浮游混合式水下移动探测平台，包括耐压舱、控制器、电源以及驱动机构；所述耐压舱包括锥体段和柱体段，所述锥体段与所述柱体段密封连接，所述控制器与所述电源安装于所述柱体段内；所述驱动机构包括螺旋桨、抽排水泵以及重力袋，所述螺旋桨对称安装于所述柱体段的侧面，所述重力袋固定于所述柱体段内，所述抽排水泵的一端进入所述柱体段内并与所述重力袋连通，所述抽排水泵的另一端位于所述柱体段外；所述螺旋桨分别与所述控制器和所述电源电连接，所述抽排水泵分别与所述控制器和所述电源电连接。一些实施方式中，还包括行走小车，所述行走小车包括驱动模块、车架以及车轮，所述驱动模块分别与所述控制器和所述电源电连接，所述柱体段固定于所述车架上，所述驱动模块驱动所述车轮行走。一些实施方式中，所述锥体段与所述柱体段通过第一封固组件密封连接，所述第一封固组件包括第一密封圈和第一固定圈，所述第一密封圈为凸台型筒体，所述第一密封圈卡接于所述柱体段的顶端，所述锥体段盖合于所述第一密封圈的端面上，所述第一固定圈套接于所述锥体段与所述柱体段接合部的周面上并紧固连接。一些实施方式中，所述柱体段包括筒体和底盖，所述筒体与所述底盖通过第二封固组件，所述第二封固组件包括第二密封圈和第二固定圈，所述第二密封圈为凸台型筒体，所述第二密封圈卡接于所述筒体的底端，所述底盖盖合于所述第二密封圈的端面上，所述第二固定圈套接于所述筒体与所述底盖接合部的周面上并紧固连接。一些实施方式中，所述底盖为亚克力板材。一些实施方式中，还包括承力架，所述承力架固定于所述柱体段内，所述控制器与所述电源安装于所述承力架上。一些实施方式中，所述承力架包括支撑杆和安装板，多块所述安装板通过多根所述支撑杆串接，多根所述支撑杆围成圆筒型，所述安装板上设有镂空部。本专利技术还提供了一种底栖浮游混合式水下移动探测平台的探测方法，采用所述的底栖浮游混合式水下移动探测平台进行探测，包括以下步骤：S1，下潜步骤：控制所述抽排水泵将所述耐压舱外的水抽入所述重力袋内，直至所述底栖浮游混合式水下移动探测平台到达预定深度；S2，水中移动步骤：控制所述螺旋桨的旋转，通过调节相对称的两组所述螺旋桨的转速与转向，使所述底栖浮游混合式水下移动探测平台前行或转向；S3，水底移动步骤：控制所述行走小车的运动，通过所述行走小车承载所述耐压舱沿水底面运动；S4，上浮步骤：控制所述抽排水泵将所述重力袋内的水排出至所述耐压舱外，使得所述底栖浮游混合式水下移动探测平台上浮。一些实施方式中，所述步骤S2中，所述底栖浮游混合式水下移动探测平台前行的操作为：通过所述控制器控制设置于所述柱体段两侧的所述螺旋桨的转速与旋转方向相同。一些实施方式中，所述步骤S2中，所述底栖浮游混合式水下移动探测平台转向的操作为：通过所述控制器控制设置于所述柱体段两侧的所述螺旋桨的转速不同，使得朝着预定的方向转动。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术结构紧凑，集成度高，具有易于携带、装配、布放以及回收等特点。2、本专利技术通过可拆卸式耐压舱的结构设计以及承力架的设置，实现水下探测与数据采集工件的模块化定制和配套安装，便于改装设计，具有良好的搭载性。3、本专利技术通过圆柱形的外观以及双驱动电机配置，使得水下移动探测平台在水中的进退阻力小，且具有良好的操控性能。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术底栖浮游混合式水下移动探测平台爆炸结构示意图；图2为本专利技术底栖浮游混合式水下移动探测平台整体结构示意图；图3为本专利技术底栖浮游混合式水下移动探测平台俯视结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1本专利技术提供了一种底栖浮游混合式水下移动探测平台，包括耐压舱1、控制器3、电源4和驱动机构5。耐压舱1为具有密闭腔体的筒体结构，控制器3和电源4均安装于耐压舱1的筒体内。控制器3包括有控制模块和数据采集模块，用于采集数据并控制驱动机构5。电源4可为锂电池等。驱动机构5包括有螺旋桨51、抽排水泵52和重力袋53。其中，螺旋桨51为两组，两组螺旋桨51对称安装于耐压舱1的两侧，通过两组对称设置的螺旋桨51驱动耐压舱1前行或转向。重力袋53固定于耐压舱1内。抽排水泵52安装于耐压舱1的底端，且抽排水泵52的一端进入耐压舱1内与重力袋3的开口连通，其抽排水泵52的另一端位于耐压舱1外。下潜时，通过抽排水泵52将耐压舱1外的水抽入重力袋3内增加重力使得耐压舱1下潜，上浮时，通过抽排水泵52将重力袋3内的水排至耐压舱1外后使得耐压舱1上浮。优选的，底栖浮游混合式水下移动探测平台还包括有行走小车8，行走小车8用于主体下潜到预定水底面上后进行移动，包括前行、后退以及转向等动作。行走小车8包括驱动模块81、车架82以及车轮83，驱动模块81安装于车架82的底面并与车轮83传动连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种底栖浮游混合式水下移动探测平台，其特征在于，包括耐压舱(1)、控制器(3)、电源(4)以及驱动机构(5)；/n所述耐压舱(1)包括锥体段(11)和柱体段(12)，所述锥体段(11)与所述柱体段(12)密封连接，所述控制器(3)与所述电源(4)安装于所述柱体段(12)内；/n所述驱动机构(5)包括螺旋桨(51)、抽排水泵(52)以及重力袋(53)，所述螺旋桨(51)对称安装于所述柱体段(12)的侧面，所述重力袋(53)固定于所述柱体段(12)内，所述抽排水泵(52)的一端进入所述柱体段(12)内并与所述重力袋(53)连通，所述抽排水泵(52)的另一端位于所述柱体段(12)外；/n所述螺旋桨(51)分别与所述控制器(3)和所述电源(4)电连接，所述抽排水泵(52)分别与所述控制器(3)和所述电源(4)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种底栖浮游混合式水下移动探测平台，其特征在于，包括耐压舱(1)、控制器(3)、电源(4)以及驱动机构(5)；
所述耐压舱(1)包括锥体段(11)和柱体段(12)，所述锥体段(11)与所述柱体段(12)密封连接，所述控制器(3)与所述电源(4)安装于所述柱体段(12)内；
所述驱动机构(5)包括螺旋桨(51)、抽排水泵(52)以及重力袋(53)，所述螺旋桨(51)对称安装于所述柱体段(12)的侧面，所述重力袋(53)固定于所述柱体段(12)内，所述抽排水泵(52)的一端进入所述柱体段(12)内并与所述重力袋(53)连通，所述抽排水泵(52)的另一端位于所述柱体段(12)外；
所述螺旋桨(51)分别与所述控制器(3)和所述电源(4)电连接，所述抽排水泵(52)分别与所述控制器(3)和所述电源(4)电连接。


2.根据权利要求1所述的底栖浮游混合式水下移动探测平台，其特征在于，还包括行走小车(8)，所述行走小车(8)包括驱动模块(81)、车架(82)以及车轮(83)，所述驱动模块(81)分别与所述控制器(3)和所述电源(4)电连接，所述柱体段(12)固定于所述车架(82)上，所述驱动模块(81)驱动所述车轮(83)行走。


3.根据权利要求1或2所述的底栖浮游混合式水下移动探测平台，其特征在于，所述锥体段(11)与所述柱体段(12)通过第一封固组件(6)密封连接，所述第一封固组件(6)包括第一密封圈(61)和第一固定圈(62)，所述第一密封圈(61)为凸台型筒体，所述第一密封圈(61)卡接于所述柱体段(12)的顶端，所述锥体段(11)盖合于所述第一密封圈(61)的端面上，所述第一固定圈(62)套接于所述锥体段(11)与所述柱体段(12)接合部的周面上并紧固连接。


4.根据权利要求3所述的底栖浮游混合式水下移动探测平台，其特征在于，所述柱体段(12)包括筒体(121)和底盖(122)，所述筒体(121)与所述底盖(122)通过第二封固组件(7)，所述第二封固组件(7)包括第二密封圈(71)和第二固定圈(72)，所述第二密封圈(71)为凸台型筒体，所述第二密封圈(71)卡接于所述筒体(121)的底端，所述底盖(122)盖合于所述第二密封圈(71)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于曹阳，郭小龙，易胤帆，王浩宇，钟一鸣，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31