海洋剖面观测用半潜式智能机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人，包括浮筒、水下载体、避碰声纳、高度计、电池舱、深度计、配重模块、控制舱、绞车、观测传感器、螺旋桨、方向舵；浮筒通过固定杆与水下载体连接在一起；避碰声纳安装于水下载体前部，水平朝前；高度计、深度计分别安装于水下载体艏部、中部，均垂直朝下；电池舱、配重模块、控制舱、绞车安装于水下载体内；螺旋桨、方向舵安装于水下载体艉部。观测传感器通过铠装缆与绞车相连，通过传感器锁紧套与滑轮锁对传感器进行固定。本实用新型专利技术适用于近海、环境复杂海域的具有垂向变化分布的海洋特征观测，如温跃层、海洋水体缺氧、赤潮等。

Semi submersible intelligent robot for marine profile observation

The utility model discloses a semi-submersible intelligent robot for ocean profile observation, which comprises a buoy, an underwater carrier, a collision avoidance sonar, an altimeter, a battery cabin, a depth meter, a counterweight module, a control cabin, a winch, an observation sensor, a propeller and a rudder; a buoy is connected with an underwater carrier through a fixed rod to avoid collision; Sonar is installed in the front of underwater carrier, horizontal forward; altimeter and depth meter are installed in the bow and middle of underwater carrier respectively, all vertical downward; battery cabin, counterweight module, control cabin and winch are installed in underwater carrier; propeller and rudder are installed in the bow of underwater carrier. The observation sensor is connected with the winch by armoured cable, and is fixed by the sensor locking sleeve and pulley lock. The utility model is suitable for the observation of marine characteristics with vertical variation distribution in offshore and complex environment sea areas, such as thermocline, anoxic ocean water body, red tide, etc.

【技术实现步骤摘要】
海洋剖面观测用半潜式智能机器人
本技术涉及海洋剖面环境观测用机器人，具体地说是一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人。
技术介绍
海洋中的一些现象在水平非均匀化分布的同时在垂向也非均匀化分布，如赤潮、水体缺氧等。为了弄清这些海洋现象的成因并进行有效预防与治理，需要获得不同深度的观测数据。传统的方式是卫星遥感和浮标，前者可以获得大面积的观测数据，但是仅能获取海水表面的数据，且分辨率低，后者可以获得剖面数据，但只能获得定点观测数据，覆盖范围小。近年来，以AUV、水下滑翔机为代表的水下机器人技术得到的快速发展，在海洋环境观测中得到了广泛应用。AUV能够定高、定深、定速航行，对环境干扰小，能够获得更为精确的观测数据，但不适合在垂直面内上下滑翔运动，另外我国近海环境复杂，尤其是废旧渔网影响水下作业安全，而且AUV在水下无法将观测数据实时发送到监控中心，只能等观测任务结束浮出水面后进行数据下载。水下滑翔机能够实现在垂直面内滑翔运动，定期浮出水面进行数据传输，但与AUV同样面临近海水下渔网的安全威胁，同时近海水深从几米到几十米，不合适滑翔机的剖面滑翔运动。
技术实现思路
为了克服现有技术中的问题，本技术的目的在于提供了一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人，通过控制舱中的主控计算机控制剖面观测模块实现观测传感器在不同的深度进行观测，通过推进模块实现在不同的区域观测，通过浮筒上的通信与定位天线实现数据实时传输，解决近海大范围海洋剖面观测问题。本技术是通过以下技术方案来实现的：一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人，主要包括浮筒、水下载体两部分；浮筒设有频闪灯、定位和通信天线，浮筒通过固定杆与水下载体相连；水下载体分为前中后三部分，前部设有避碰声纳、高度计；中部设有深度计、电池舱、控制舱、剖面观测模块，所述的剖面观测模块包括观测传感器、传动与计数器、绞车电机、传感器锁紧套、绞车、滑轮锁、铠装缆，观测传感器通过铠装缆与绞车相连，绞车由绞车电机驱动，传动与计数器控制观测传感器下放深度，传感器锁紧套与滑轮锁对观测传感器进行固定；后部设有推进模块。所述的推进模块包括螺旋桨电机、螺旋桨、方向舵电机、方向舵、垂直安定板，螺旋桨通过磁耦合与螺旋桨电机相连，方向舵安装在垂直安定板上面，通过方向舵电机控制方向舵角。所述的控制舱包括无线电模块、蓝牙模块、卫星模块、主控计算机。所述的避碰声纳与控制舱相连，避碰声纳的观测数据经过控制舱内的主控计算机处理，调节螺旋桨的转速和改变方向舵的舵角，实现智能避碰。所述的定位和通信天线包括GPS天线、卫星天线、无线电天线，通过馈线穿过固定杆与控制舱相连。所述的观测传感器的观测数据通过控制舱内的蓝牙模块传输至控制舱内并进行保存，控制舱内的主控计算机控制剖面观测模块实现观测传感器在不同的深度进行观测。所述电池舱经过电压转换后通过接插件分别为避碰声纳、高度计、深度计、绞车电机、螺旋桨电机、方向舵电机、控制舱供电。所述的海洋剖面观测用半潜式智能机器人，进一步设有配重模块。本技术的优点与有益效果为：1.本技术通过绞车控制观测传感器的深度，可实现对海洋现象的剖面观测；2.本技术通过浮筒提供的浮力，可使机器人半潜在水面，避免被近海水下渔网缠绕；3.本技术通过艉部的推进模块可实现观测位置的变化，提高观测范围；4.本技术通过浮筒安装的通信与定位天线可实现将观测数据实时传送到监控中心。附图说明图1为本技术的一种结构示意图；图2为本技术的一种立体图；其中：1为避碰声纳，2为水下载体，3为浮筒，4为高度计，5为电池舱，6为固定杆，7为深度计，8为配重模块，9为控制舱，10为无线电模块，11为蓝牙模块，12为卫星模块，13为主控计算机，14为观测传感器，15为传动与计数器，16为绞车电机，17为传感器锁紧套，18为绞车，19为滑轮锁，20为螺旋桨电机，21为螺旋桨，22为方向舵电机，23为方向舵；24为垂直安定板，25为铠装缆，26为电路板支架，27为控制舱支架，28为卫星天线，29为GPS天线，30为无线电天线，31为频闪灯。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详述。如图1、2所示，一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人，主要包括浮筒3、水下载体2两部分。浮筒3设有频闪灯31、定位和通信天线，露出水面，保证通信顺畅，浮筒3通过固定杆6与水下载体2相连，浮筒为半潜式智能机器人提供正浮力；水下载体2分为前中后三部分，前部设有避碰声纳1、高度计4，避碰声纳1水平朝前，可实现对水下障碍物探测，高度计4垂直朝下用于测量水下载体距离海底的高度；中部设有深度计7、电池舱5、控制舱9、剖面观测模块，深度计7垂直朝下，用于测量水下载体所处的深度，所述的剖面观测模块包括观测传感器14、传动与计数器15、绞车电机16、传感器锁紧套17、绞车18、滑轮锁19、铠装缆25，观测传感器14通过铠装缆25与绞车18相连，绞车18由绞车电机16驱动，传动与计数器15控制观测传感器14下放深度，根据铠装缆25下放长度实现不同深度观测，传感器锁紧套17与滑轮锁19对观测传感器14进行固定。后部设有推进模块。所述的推进模块包括螺旋桨电机20、螺旋桨21、方向舵电机22、方向舵23、垂直安定板24，螺旋桨21通过磁耦合与螺旋桨电机20相连，可有效解决动密封问题，防止漏水，方向舵23安装在垂直安定板24上面，通过方向舵电机22控制方向舵角。所述的控制舱9包括无线电模块10、蓝牙模块11、卫星模块12、主控计算机13。控制舱9通过安装支架27固定于水下载体中部，上述各模块以及主控计算机通过电路板安装支架26固定。所述的避碰声纳1与控制舱9相连，避碰声纳1的观测数据经过控制舱9内的主控计算机13处理，调节螺旋桨21的转速和改变方向舵23的舵角，实现智能避碰。所述的定位和通信天线包括GPS天线29、卫星天线28、无线电天线30，通过馈线穿过固定杆6与控制舱9相连。所述的观测传感器14的观测数据通过控制舱9内的蓝牙模块11传输至控制舱内并进行保存，控制舱9内的主控计算机13控制剖面观测模块实现观测传感器14在不同的深度进行观测。所述电池舱5经过电压转换后通过接插件分别为避碰声纳1、高度计4、深度计7、绞车电机16、螺旋桨电机20、方向舵电机22、控制舱9供电。所述的机器人，进一步设有配重模块8。配重模块8为机器人提供自身重量调节能力，可根据不同海域海水密度调节配重块的重量，保证半潜式机器人处于中性浮力状态。实施例本技术的卫星模块12可采用市购产品，购置于美国铱星公司，型号为A3LA-RG，包含了卫星通信与GPS定位功能，天线为定制开发，天线的开发为本领域技术人员熟知；无线电模块10可采用市购产品，购置于美国DIGI公司，型号为XTP9B-DSP-001，天线型号为A09-HASM-675；螺旋桨电机20可采用市购产品，购置于深圳何唯精工科技公司，型号为36PA；观测传感器14可采用市购产品，购于加拿大RBR公司，型号为多参数水质仪。主控计算机13可采用市购产品，购于飞凌嵌入式技术公司，型号为OKMX6Q/DL-C；高度计4可采用市购产品，购于英国Tritech公司，型号为PA200/20；方向舵电机22可采用市购产品，购于大连乐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人，其特征在于：主要包括浮筒（3）、水下载体（2）两部分；浮筒（3）设有频闪灯（31）、定位和通信天线，浮筒（3）通过固定杆（6）与水下载体（2）相连；水下载体（2）分为前中后三部分，前部设有避碰声纳（1）、高度计（4）；中部设有深度计（7）、电池舱（5）、控制舱（9）、剖面观测模块，所述的剖面观测模块包括观测传感器（14）、传动与计数器（15）、绞车电机（16）、传感器锁紧套（17）、绞车（18）、滑轮锁（19）、铠装缆（25），观测传感器（14）通过铠装缆（25）与绞车（18）相连，绞车（18）由绞车电机（16）驱动，传动与计数器（15）控制观测传感器（14）下放深度，传感器锁紧套（17）与滑轮锁（19）对观测传感器（14）进行固定；后部设有推进模块。

【技术特征摘要】
1.一种海洋剖面观测用半潜式智能机器人，其特征在于：主要包括浮筒（3）、水下载体（2）两部分；浮筒（3）设有频闪灯（31）、定位和通信天线，浮筒（3）通过固定杆（6）与水下载体（2）相连；水下载体（2）分为前中后三部分，前部设有避碰声纳（1）、高度计（4）；中部设有深度计（7）、电池舱（5）、控制舱（9）、剖面观测模块，所述的剖面观测模块包括观测传感器（14）、传动与计数器（15）、绞车电机（16）、传感器锁紧套（17）、绞车（18）、滑轮锁（19）、铠装缆（25），观测传感器（14）通过铠装缆（25）与绞车（18）相连，绞车（18）由绞车电机（16）驱动，传动与计数器（15）控制观测传感器（14）下放深度，传感器锁紧套（17）与滑轮锁（19）对观测传感器（14）进行固定；后部设有推进模块。2.按照权利要求1所述的海洋剖面观测用半潜式智能机器人，其特征在于：推进模块包括螺旋桨电机（20）、螺旋桨（21）、方向舵电机（22）、方向舵（23）、垂直安定板（24），螺旋桨（21）通过磁耦合与螺旋桨电机（20）相连，方向舵（23）安装在垂直安定板（24）上面，通过方向舵电机（22）控制方向舵角。3.按照权利要求1所述的海洋剖面观测用半潜式智能机器人，其特征在于：所述的控制舱（9）包括无...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱心科，周红伟，吴自银，倪晓波，尚继宏，赵建如，
申请(专利权)人：国家海洋局第二海洋研究所，
类型：新型
国别省市：浙江,33