一种无缆水下机器人的信号传输装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及现代海洋装备技术领域，具体是一种无缆水下机器人的信号传输装置，包括线缆和自动伸缩盘线器，线缆盘卷在自动伸缩盘线器内，线缆的两端延伸至自动伸缩盘线器外，且通过水密接头分别与通讯浮球和水下机器人相连，还包括：通讯浮球，通讯浮球包括上半球和下半球，上半球内设置有配重室和通讯电线；下半球内分布有固定卡槽，固定卡槽内分别安装有4G/5G通讯模块、电池及电源管理模块、北斗定位模块、信号转换模块、九轴传感器和单片机。本实用新型专利技术设置的无缆水下机器人的信号传输装置，可以实现0

【技术实现步骤摘要】
一种无缆水下机器人的信号传输装置


[0001]本技术涉及现代海洋装备
，具体是一种无缆水下机器人的信号传输装置。

技术介绍

[0002]目前，小型潜水机器人均为有缆连接机器人，通过线缆实现供电和信号传输。有缆水下机器人具有信号稳定、电能持久和下潜深度大等优点。然而受到缆绳长度、信号传输质量以及缆绳重量等因素的制约，观测距离一般在200米以内，机器人活动区域需要保证开阔无障碍物，缆绳大而笨重，不便于携带。水下无缆机器人是行业内的难题，目前通过水声通讯技术可以实现水下信号传输，但是由于水声通讯模块功率达，模块尺寸大，只能在大型水下浅器上配备，且成本高昂，在微小型浅器和民用低成本设备上无法使用。
[0003]在海水养殖区水下生物监测领域，大部分生产作业水深不足3米，养殖池内人工鱼礁等构筑物多，有缆机器人作业难度大，机动灵活性差，针对这一特定作业场景，产业上亟需一款满足水下3米以内无缆控制的小型水下监测机器人。现有技术基于超短波通讯的声学信号传输装置体积大、功率达和成本高，无法适应于微小型水下监测机器人领域，且现有水面水下有缆连接的通讯浮标体积大、缆绳粗，无法适应于微小型水下监测机器人领域。
[0004]因此，针对以上现状，迫切需要开发一种无缆水下机器人的信号传输装置，以克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种无缆水下机器人的信号传输装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种无缆水下机器人的信号传输装置，包括线缆和自动伸缩盘线器，所述线缆盘卷在自动伸缩盘线器内，所述线缆的两端延伸至自动伸缩盘线器外，且分别通过水密接头与通讯浮球和水下机器人相连，还包括：
[0008]通讯浮球，所述通讯浮球包括上半球和下半球，所述上半球上固定有工字形结构的连接座，所述上半球内设置有配重室和通讯电线；
[0009]所述下半球的侧壁上开设有与连接座配合的连接槽，所述下半球内分布有固定卡槽，所述固定卡槽内分别安装有4G/5G通讯模块、电池及电源管理模块、北斗定位模块、信号转换模块、九轴传感器和单片机；
[0010]连接组件，所述连接组件设置在下半球内，所述连接组件的一端与连接座相连，所述连接组件通过与连接座配合的方式将上半球和下半球连接为整体；
[0011]密封组件，所述密封组件的一端安装在上半球内，所述密封组件的另一端设置在连接座的两侧，所述密封组件通过与连接座和连接槽配合的方式对上半球和下半球的连接处进行密封。
[0012]作为本技术进一步的方案：所述连接组件包括驱动件、安装座、转轴、齿轮、齿条和连接件，所述驱动件设置在安装座上，所述驱动件的输出端通过转轴与齿轮相连，且所述驱动件还分别与电池及电源管理模块和单片机电性连接，所述齿条沿齿轮中心分布在安装座上，且所述齿条与齿轮啮合连接，所述齿条的一端安装有连接件，所述连接件的一端延伸至安装槽内并且与连接座上开设的连接孔配合。
[0013]作为本技术进一步的方案：所述密封组件包括气泵、通气管、连通管和密封气垫，所述气泵固定在上半球内，所述气泵的输出端通过通气管与连通管连通，所述连通管的两端与密封气垫连通，所述密封气垫安装在连接座的两侧。
[0014]作为本技术进一步的方案：所述通讯浮球的净浮力为3
‑
5N，所述通讯浮球是一种直径小于11cm的球体结构，且所述通讯浮球上还配有LED警示灯，当通讯信号低于一定强度或设备失联时，LED警示灯自动亮起并作为打捞标识。
[0015]作为本技术进一步的方案：所述九轴传感器包括三轴加速传感器、三轴陀螺仪和三轴电子罗盘，所述九轴传感器根据通讯浮球的倾角、北斗定位模块的数据以及水下机器人搭载的水深传感器数据，来精确推算机器人的水下位置。
[0016]作为本技术进一步的方案：所述线缆与自动伸缩盘线器的整体比重大于海水的浮力，所述线缆是一种4芯抗拉线缆，所述线缆的直径小于1.5mm；当线缆受到拉伸力大于1N时，自动伸缩盘线器对线缆进行释放；当线缆受到拉伸力大于1N时，自动伸缩盘线器对线缆进行收卷。
[0017]作为本技术进一步的方案：所述上半球是一种由塑料材质制成的半球形结构，所述下半球是一种由不锈钢材质制成的半球形结构。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0019]1.本技术通过自动伸缩盘线器与线缆配合的方式，将信号传输装置与主机分体设计，实现了远程无线控制，绕开了水中信号衰减快的瓶颈，增加了水下机器人的活动距离，控制距离可以实现2km以上；
[0020]2.本技术省去了笨重的机器人通讯线缆，极大地提升了水下机器人的便携性、机动性和可玩性，同时解决了水下机器人缆绳缠绕问题；
[0021]3.本技术将定位模块置于水面，采用自动伸缩盘线器，共同配合解决了水下机器人的精准定位难题，定位精度根据线缆的长度可控制在1
‑
2米以内；
[0022]4.本技术通过浮球内置的电池及电源模块，可以实现通讯线缆少芯化、细化，便于轻量化设计自动伸缩盘线器，降低微小型水下机器人航行时水阻；
[0023]5.本技术通过对信号传输浮球小型化设计，降低微小型水下机器人航行时水阻。
附图说明
[0024]图1为本技术中无缆水下机器人的信号传输装置的外观示意图。
[0025]图2为图1中通讯浮球的结构剖视图。
[0026]图3为图2中通讯浮球下半球的结构示意图。
[0027]图4为图2中通讯浮球上半球的结构示意图。
[0028]图中：1－通讯浮球，2－线缆，3－自动伸缩盘线器，4－上半球，41－连接座，5
‑
下
半球，51－连接槽，6－连接组件，61－驱动件，62－安装座，63－转轴，64－齿轮，65－齿条，66－连接件，67－连接孔，7－配重室，8－通讯天线，9－固定卡槽，10－密封组件，101－气泵，102－通气管，103－连通管，104－密封气垫。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通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，都属于本技术保护的范围。
[0030]下面结合具体实施方式对本技术的技术方案作进一步详细地说明。
[0031]如图1至4所示，作为本技术一个实施例提供的一种无缆水下机器人的信号传输装置，包括线缆2和自动伸缩盘线器3，所述线缆2盘卷在自动伸缩盘线器3内，所述线缆2的两端延伸至自动伸缩盘线器3外，且分别通过水密接头与通讯浮球1和水下机器人相连，还包括：
[0032]通讯浮球1，所述通讯浮球1包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无缆水下机器人的信号传输装置，包括线缆和自动伸缩盘线器，所述线缆盘卷在自动伸缩盘线器内，所述线缆的两端延伸至自动伸缩盘线器外，且分别通过水密接头与通讯浮球和水下机器人相连，其特征在于，还包括：通讯浮球，所述通讯浮球包括上半球和下半球，所述上半球上固定有工字形结构的连接座，所述上半球内设置有配重室和通讯电线；所述下半球的侧壁上开设有与连接座配合的连接槽，所述下半球内分布有固定卡槽，所述固定卡槽内分别安装有4G/5G通讯模块、电池及电源管理模块、北斗定位模块、信号转换模块、九轴传感器和单片机。2.根据权利要求1所述的无缆水下机器人的信号传输装置，其特征在于，所述通讯浮球的净浮力为3
‑
5N，所述通讯浮球是一种直径小于11cm的球体结构，且所述通讯浮球上还配有LED警示灯，当通讯信号低于一定强度或设备失联...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱天龙，姚永，贾春，刘辉，张家炜，林承刚，李真一，孙景春，邢丽丽，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：新型
国别省市：