一种模块化水下机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化水下机器人及其控制方法，模块化水下机器人包括支撑板、第一腔室、第二腔室、动力组件，支撑板层叠设置，支撑板的前端、后端边缘分别设置有第一镂空部、第二镂空部；第一腔室设置于第一镂空部内；第二腔室设置于第二镂空部内，第二腔室与第一腔室处于同一水平位置上；动力组件包括固定矢量推进器、垂直推进器。本发明专利技术至少具有以下有益效果：本发明专利技术中，支撑板上预留第一腔室、第二腔室以及动力组件的安装位置，第一腔室与第二腔室处于同一高度，使模块化水下机器人的整体高度降低；垂直推进器能够使模块化水下机器人下潜或上浮，固定矢量推进器能够使模块化水下机器人前进、后退或转动，提升模块化水下机器人的灵活性。的灵活性。的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化水下机器人及其控制方法


[0001]本专利技术涉及水下机器人领域，特别涉及一种模块化水下机器人及其控制方法。

技术介绍

[0002]水下机器人的发展能够减少人进入复杂水下环境的作业，降低探索的风险和成本。水下机器人对于周围环境信息的采集容易受到影响，特别是在勘探复杂的水下环境时，水下勘探物识别困难。且传统的水下机器人大多为立体结构，在需要穿越各种狭缝地形时，容易遇到阻碍，受到机体本身整体架构的影响，无法进一步勘探，因此现有的水下勘探机器人在水下勘探领域仍具有一定的局限性。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题中的至少之一，本专利技术提供一种模块化水下机器人及其控制方法，所采用的技术方案如下：
[0004]本专利技术提供一种模块化水下机器人，模块化水下机器人包括支撑板、第一腔室、第二腔室、动力组件，所述支撑板设置有两个，两个所述支撑板层叠设置，两个所述支撑板之间具有间隔，所述支撑板的前端边缘设置有第一镂空部，所述支撑板的后端边缘设置有第二镂空部，所述第一镂空部与所述第二镂空部之间设置有阻挡部，所述阻挡部用于分隔所述第一镂空部与所述第二镂空部，所述支撑板上设置有安装孔，所述安装孔对称设置，所述支撑板的四角位置均设置有倾斜部，所述倾斜部与所述支撑板的前端边缘成角度；所述第一腔室设置于所述第一镂空部内，所述第一腔室用于存放控制组件；所述第二腔室设置于所述第二镂空部内，所述第二腔室用于存放能源部件，所述第二腔室与所述第一腔室处于同一水平位置上；所述动力组件包括固定矢量推进器、垂直推进器，各所述固定矢量推进器分别设置于各所述倾斜部处，各所述固定矢量推进器的推进方向分别与各所述倾斜部平行，各所述垂直推进器分别设置于各所述安装孔内，各所述垂直推进器的推进方向与所述支撑板垂直。
[0005]本专利技术的实施例至少具有以下有益效果：本专利技术中，支撑板上预留第一腔室、第二腔室以及动力组件的安装位置，存放控制组件的第一腔室与存放能源部件的第二腔室处于同一高度，使模块化水下机器人的整体高度降低，便于模块化水下机器人进出狭小的缝隙中，提升通用性；垂直推进器提供竖直方向的动力，能够使模块化水下机器人下潜或上浮，固定矢量推进器能够使模块化水下机器人前进、后退或转动，从而实现六自由度运动，提升模块化水下机器人的灵活性。
[0006]本专利技术的某些实施例中，所述第一腔室两端均设置有端盖，端盖与所述第一腔室的内壁之间设置有第一密封结构，所述第一腔室第一端的端盖上设置有第一孔板、第一法兰，所述第一孔板与所述第一法兰连接，所述第二腔室两端均设置有端盖，端盖与所述第二腔室的内壁之间设置有第二密封结构，所述第二腔室第一端的端盖上设置有第二孔板、第二法兰，所述第二孔板与所述第二法兰连接。
[0007]本专利技术的某些实施例中，所述第一腔室的第二端处于所述支撑板的前端，所述第二腔室的第二端处于所述支撑板的后端，所述第一孔板、所述第二孔板上均设置有多个过孔，所述过孔用于使线缆穿过。
[0008]本专利技术的某些实施例中，两个所述支撑板之间设置有多个连接部件，所述连接部件包括支撑单元、连接单元，所述连接单元处于所述连接部件的两端，所述支撑单元与所述连接单元成角度。
[0009]本专利技术的某些实施例中，所述支撑板的两侧边缘均设置有第三镂空部，所述支撑板上设置有模块化接口，所述模块化接口设置于所述第三镂空部的位置。
[0010]本专利技术的某些实施例中，模块化水下机器人还包括机械臂，所述机械臂包括主轴、夹持结构，所述主轴中空，所述主轴上设置有牵引杆，所述牵引杆插入所述主轴内，所述牵引杆能够相对所述主轴滑动，所述夹持结构包括两个夹爪，各所述夹爪与所述牵引杆铰接。
[0011]本专利技术的某些实施例中，所述支撑板上设置有定位部件，所述定位部件设置有两个，所述定位部件包括抵接部、弯折部，所述弯折部与所述抵接部成角度，所述弯折部连接于所述支撑板上，两个所述抵接部分别与所述第一腔室、所述第二腔室外侧壁抵接。
[0012]本专利技术的某些实施例中，所述定位部件上设置有扩展连杆，所述扩展连杆的两端分别连接于两个所述定位部件上，所述扩展连杆上设置有连接结构，所述机械臂通过所述连接结构连接于所述扩展连杆上。
[0013]本专利技术的某些实施例中，所述第一腔室的第二端设置有云台摄像头、保护罩，所述云台摄像头设置于所述保护罩内。
[0014]本专利技术提供一种模块化水下机器人控制方法，模块化水下机器人控制方法包括：
[0015]控制信号经由控制台通过5G信号发送到中继端，由中继端将信号传输至模块化水下机器人；
[0016]模块化水下机器人接收输入姿态信息，模块化水下机器人收集当前姿态信息，将当前姿态信息与预期位姿结合产生偏差信号，使模块化水下机器人调节至期望位姿；
[0017]当出现障碍物时，模块化水下机器人捕获障碍物大小变化与行驶速度，估算模块化水下机器人至障碍物的距离，并产生反方向的避障信号；
[0018]当缺陷进入视野域中，由目标识别算法生成锚框，标定缺陷位置，根据缺陷位置调整模块化水下机器人的姿态，将目标置于视野域中央，测得缺陷尺寸的特征值。
[0019]本专利技术的实施例至少具有以下有益效果：本专利技术中，运动信号通过中继端传输至模块化水下机器人，便于同时控制多个模块化水下机器人进行运动；模块化水下机器人将输入的姿态信息与当前的姿态信息进行对比，以偏差信号调整模块化水下机器人的姿态，保证运动的准确性；模块化水下机器人捕获障碍物的距离，并依据自身的速度调整姿态，进行精确避障；以目标识别的计算机视觉算法检测并识别出缺陷的具体形状，为修复工作提供准确指导。
[0020]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中：
[0022]图1是本专利技术一种模块化水下机器人的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术一种模块化水下机器人中支撑板的结构示意图；
[0024]图3是本专利技术一种模块化水下机器人中支撑板与连接部件的装配图；
[0025]图4是本专利技术一种模块化水下机器人中连接部件的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术一种模块化水下机器人中第一舱室的结构示意图；
[0027]图6是本专利技术一种模块化水下机器人中第一舱室的端盖结构示意图；
[0028]图7是本专利技术一种模块化水下机器人中机械臂的结构示意图；
[0029]图8是本专利技术一种模块化水下机器人中定位部件的结构示意图；
[0030]图9是本专利技术模块化水下机器人控制方法的信号传递流程图；
[0031]图10是本专利技术模块化水下机器人控制方法的控制流程图
[0032]附图标记：
[0033]101.支撑板；102.第一镂空部；103.第二镂空部；104.阻挡部；105.第三镂空部；106.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化水下机器人，其特征在于，包括：支撑板，所述支撑板设置有两个，两个所述支撑板层叠设置，两个所述支撑板之间具有间隔，所述支撑板的前端边缘设置有第一镂空部，所述支撑板的后端边缘设置有第二镂空部，所述第一镂空部与所述第二镂空部之间设置有阻挡部，所述阻挡部用于分隔所述第一镂空部与所述第二镂空部，所述支撑板上设置有安装孔，所述安装孔对称设置，所述支撑板的四角位置均设置有倾斜部，所述倾斜部与所述支撑板的前端边缘成角度；第一腔室，所述第一腔室设置于所述第一镂空部内，所述第一腔室用于存放控制组件；第二腔室，所述第二腔室设置于所述第二镂空部内，所述第二腔室用于存放能源部件，所述第二腔室与所述第一腔室处于同一水平位置上；动力组件，所述动力组件包括固定矢量推进器、垂直推进器，各所述固定矢量推进器分别设置于各所述倾斜部处，各所述固定矢量推进器的推进方向分别与各所述倾斜部平行，各所述垂直推进器分别设置于各所述安装孔内，各所述垂直推进器的推进方向与所述支撑板垂直。2.根据权利要求1所述的模块化水下机器人，其特征在于，所述第一腔室两端均设置有端盖，端盖与所述第一腔室的内壁之间设置有第一密封结构，所述第一腔室第一端的端盖上设置有第一孔板、第一法兰，所述第一孔板与所述第一法兰连接，所述第二腔室两端均设置有端盖，端盖与所述第二腔室的内壁之间设置有第二密封结构，所述第二腔室第一端的端盖上设置有第二孔板、第二法兰，所述第二孔板与所述第二法兰连接。3.根据权利要求2所述的模块化水下机器人，其特征在于，所述第一腔室的第二端处于所述支撑板的前端，所述第二腔室的第二端处于所述支撑板的后端，所述第一孔板、所述第二孔板上均设置有多个过孔，所述过孔用于使线缆穿过。4.根据权利要求1所述的模块化水下机器人，其特征在于，两个所述支撑板之间设置有多个连接部件，所述连接部件包括支撑单元、连接单元，所述连接单元处于所述连接部件的两端，所述支撑单元与所述连接单元成角度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱荣，梁家乔，傅继阳，陈炳聪，陈俊达，许阳，张培杰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：