一种浮标制造技术

本申请公开一种浮标，用于水下机器人的定位，包括：主舱体；定位模块，设置于所述主舱体上，用于确定所述主舱体的位置；张力缆轴，设置于所述主舱体上；线缆，缠绕于所述张力缆轴上，所述线缆的一端用于连接水下机器人，所述张力缆轴使延伸出的线缆保持张紧；计米器，用于计量延伸出的线缆的长度；以及角度传感器，设置于主舱体上，用于检测延伸出的线缆与标准位置在水平方向的夹角。本申请通过浮标实现水下机器人的精确定位，具有成本低、精度高的优点。精度高的优点。精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种浮标


[0001]本申请涉及海洋监测设备领域，具体涉及一种浮标。

技术介绍

[0002]使用时，水下机器人的定位对操控方来说非常重要。由于水下无线传输的局限性，GPS信号无法传送到水下，现有技术中通常采用USBL(超短基线定位系统)进行水下定位。超短基线定位系统由发射换能器、应答器、接收基阵组成。发射换能器和接收基阵安装在船上，应答器固定在水下机器人上。
[0003]发射换能器发出一个声脉冲，应答器收到后，回发声脉冲，接收基阵收到后，测量出X、Y两个方向的相位差，并根据声波的到达时间计算出水下装置到基阵的距离R，从而计算得到水下探测器在平面坐标上的位置和水下探测器的深度。
[0004]但是，USBL造价较高，而且对载具的要求也高。水下机器人需要搭载的应答器体积和造价都较大，不适用小型水下机器人。另外在浅水区域，声学反射和干扰较强，并且存在水面回波干扰，定位精度很差。

技术实现思路

[0005]基于上述问题，本申请提供了一种浮标，与水下机器人配合，实现对水下机器人低成本、高精度的定位。采用如下的技术方案：
[0006]一种浮标，用于水下机器人的定位，包括：
[0007]主舱体；
[0008]定位模块，设置于所述主舱体上，用于确定所述主舱体的位置；
[0009]张力缆轴，设置于所述主舱体上；
[0010]线缆，缠绕于所述张力缆轴上，所述线缆的一端用于连接水下机器人，所述张力缆轴使延伸出的线缆保持张紧，所述线缆用于所述浮标与水下机器人的通信；/>[0011]计米器，用于计量延伸出的线缆的长度；以及
[0012]角度传感器，设置于主舱体上，用于检测延伸出的线缆与标准位置在水平方向的夹角；
[0013]通信模块，用于收发无线信息。
[0014]可选的，所述浮标应用于深度米以内的水域。
[0015]可选的，所述主舱体的下部呈锥形设置，且在背离所述主舱体顶面的方向上，所述主舱体的截面积趋于减小。
[0016]可选的，所述主舱体的顶面设置有支架，所述支架上设置有太阳能电池板。
[0017]可选的，所述太阳能电池板相对主舱体的轴线环绕设置有多个，且分别朝向不同的方向。
[0018]可选的，所述主舱体的外侧壁上沿周向固定设置有防撞垫圈。
[0019]可选的，所述防撞垫圈采用橡胶材质。
[0020]可选的，所述主舱体的顶部设置有锚灯。
[0021]本申请公开的浮标通过定位模块确定主舱体在水面的位置，通过线缆和张力缆轴的配合确定主舱体与水下机器人之间的距离，然后结合水下机器人的下潜深度计算得出浮标与水下机器人在水平方向的距离，最后通过角度传感器得出水下机器人相对标准位置的偏移角，即可实现水下机器人的精准定位。相对于现有技术中的定位方式来讲，本申请中，通过浮标来实现水下机器人的定位，能够避免声学反射和水面回波干扰，而且造价低、定位精度高。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
[0023]图1是本申请实施例给出的浮标的一种整体结构示意图。
[0024]图2是为体现浮标与水下机器人定位系统配合关系的示意图。
[0025]图3是本申请实施例角度传感器检测延伸出的线缆与标准位置在水平方向的夹角的示意图。
[0026]图4是本申请实施例计算浮标与水下机器人的水平距离的示意图。
[0027]图中，100、主舱体；101、定位模块；102、线缆；103、张力缆轴； 104、计米器；105、角度传感器；106、太阳能电池板；110、支架；111、防撞垫圈；112、锚灯；201、深度传感器；202、九轴传感器；300、处理模块。
具体实施方式
[0028]下面结合本申请实施例中的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]水下机器人一般可以分为两大类：一类是有缆水下机器人，称为遥控潜水器；另一类是无缆水下机器人，称为自主潜水器。但是，无论哪种水下机器人，目前均是采用USBL(超短基线定位系统)进行水下定位。
[0030]参照图1和图2，本申请实施例公开了一种浮标，用于水下机器人的定位，包括主舱体100、定位模块101、线缆102、张力缆轴103、计米器104以及角度传感器105。主舱体100的下部设置有浮力块，使得主舱体100可以漂浮在水面。其中，定位模块101、线缆102、张力缆轴103、计米器104以及角度传感器105均设置于主舱体100上。
[0031]定位模块101设置于主舱体100的内部，用于确定主舱体100在水面的具体位置。可选的，定位模块101为GPS模块，能够实现主舱体 100的实时定位。
[0032]线缆102缠绕在张力缆轴103上，线缆102的一端连接水下机器人 200。可选地，线缆102为零浮力线缆。主舱体100和水下机器人200 可通过线缆102进行通信。线缆102还用于测量主舱体100和水下机器人200之间的距离。张力缆轴103可选为恒张力缆轴，张力缆轴
103使由浮标延伸出的线缆保持张紧，即通过张力缆轴103保持浮标100和水下机器人200之间的线缆为张紧状态。
[0033]计米器104可选择已有的线缆计米器，用于计量延伸出的线缆102 的长度。
[0034]参照图3，角度传感器105用于检测延伸出的线缆102与标准位置在水平方向的夹角R1。标准位置为在水平方向预设的一固定不变的方向，如通过电子磁针将正北方设置为标准位置。角度传感器105可检测延伸出的线缆102相对标准位置在水平方向偏移的角度。
[0035]深度传感器201设置于水下机器人200上，用于检测水下机器人 200的下潜深度。
[0036]处理模块300为处理器，可根据主舱体100的位置、水下机器人 200的下潜深度、延伸出的线缆102的长度、延伸出的线缆102与标准位置在水平方向的夹角确定水下机器人200的位置。
[0037]参照图4，一种可选的方案中，处理模块300根据水下机器人200 的下潜深度H1和延伸出的线缆的长度L1，利用勾股定理确定水下机器人200距离主舱体100的水平距离D1。以主舱体100的位置为原点，根据水下机器人的下潜深度H1、水下机器人距离浮标的水平距离D1、延伸出的线缆与标准位置在水平方向的夹角R1确定水下机器人200相对浮标100偏移的位置，然后叠加浮标100的位置确定出水下机器人 200的位置。
[0038]可选地，处理模块300设置于水下机器人200上，定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮标，其特征在于，用于水下机器人的定位，包括：主舱体；定位模块，设置于所述主舱体上，用于确定所述主舱体的位置；张力缆轴，设置于所述主舱体上；线缆，缠绕于所述张力缆轴上，所述线缆的一端用于连接水下机器人，所述张力缆轴使延伸出的线缆保持张紧，所述线缆用于所述浮标与水下机器人的通信；计米器，用于计量延伸出的线缆的长度；以及角度传感器，设置于主舱体上，用于检测延伸出的线缆与标准位置在水平方向的夹角；通信模块，用于收发无线信息。2.根据权利要求1所述的浮标，其特征在于：所述浮标应用于深度300米以内的水域。3.根据权利要求1所述的浮标，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建仓，韩猛，张瑞涛，张红良，王洪达，杨广泽，朱程，吴文玉，杜会来，
申请(专利权)人：天津海翼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：