一种分布式水下全自动化的智能采集系统技术方案

本发明专利技术涉及水下机器人采集领域。目的是提供一种能满足深海采集需求的分布式水下全自动化的智能采集系统。技术方案是：一种分布式水下全自动化的智能采集系统，其特征在于：该系统包括基站以及至若干采集车；所述基站设有信号发射塔、基站充电口、物料收集机构、电源；所述采集车设有动力机构、履带机构、采集车充电口、摄像头、采集爪、电池、通讯模块、收集斗、采集车充电口。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式水下全自动化的智能采集系统
本专利技术涉及水下机器人采集领域，具体是一种用于复杂地带水下矿物采集以及分布式物资输送及储存的水下全自动化智能采集系统。
技术介绍
水下物资采集的难题是如何分别采集不同大小的矿物，以及如何在复杂地形下高精度实现物料的抓取。常规的水下采集系统，其设计理念就是尽快对深海物资进行采集，同时把采集到的矿物运输到水面上，这些做法的好处是，单独的机械运转简单可靠。缺点是，无法进行多地带分布高效采集，反过来，采集系统的适应性不佳，如此设计和结构不能满足复杂地形的采集。如今通过多智能机器采集终端实时协作的方式，可以直接将采集任务分配给不同机器，大幅提高了采集的作业效率以及智能化程度，同时可以减少采集时间；在大型采集项目中，也需要这种高效采集系统，来保证采集的精度与准确性，实现采集系统的全自动化。水下机器采集系统需要极大的适应性与可靠性，同时需要足够完善的采集装置实现物料抓取，通过采集吸取装置实现矿物的有效拾取与运输，对大量矿物的采集过程中，往往会出现无法适应地形或矿物大小的问题。公开号为CN109262578A的专利技术，对于水下采集车进行了构想，即一种水下采集车，包括车架，所述车架上通过螺母固定有驱动装置固定架，所述驱动装置固定架为一个前后开口，侧面开设有若干开口的壳体，所述驱动固定架内部通过螺母固定有第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和第二箱体内部为密封状态，所述第一箱体内部设置有蓄电池，所述第二箱体内部设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的转轴设置于第二箱体外侧，所述第一驱动电机的转轴上安装有主螺旋桨，所述转轴的另一端连接有变向箱，变向箱内部封闭，所述变向箱还穿设安装有一后车轮转轴，所述第一驱动电机的转轴驱动后车轮转轴。但是这种结构的弊端在于，无法保证对复杂地形的适应性，对于波动大的地形会出现无法攀爬的情况，采用轮子滚动的移动方式易出现无法爬升的情况，另外过于冗长和曲折的采集机械爪会增加采集复杂矿物的时间，不利于快速高效的采集。公开号CN109878669A的专利技术，提出了防止水草缠绕的水下采集机器人及其采集方法，较为巧妙地通过基础组件、驱动组件、抓取组件、以及遥测组件五部分，实现拥有充沛动力的同时不会被水草等海底植物缠绕，运行可靠。这种结构的限制在于结构本身机动性，由于驱动组件包括六个安装在所述壳体上预定位置处的桨叶隐藏式推进器，以及安装在所述壳体内部、并位于其首尾两端的两个蓄水舱，无论是叶轮还是导叶均配置了一定数量的叶片，静叶栅和动叶栅与鱼虾的碰撞概率仍旧不小，此外抓取组件包括伸缩连接在所述起落架一侧的机械臂，以及伸缩连接在所述机械臂一端的机械爪，对于矿物外形复杂情形不适用，同时难以输送鱼虾浓度较大的介质。目前，我国还没有理想的适用于深海的分布式采集系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足，提供一种能满足深海采集需求的分布式水下全自动化的智能采集系统。本专利技术的技术方案是：一种分布式水下全自动化的智能采集系统，其特征在于：该系统包括基站以及至若干采集车；所述基站设有信号发射塔、基站充电口、物料收集机构、电源；所述采集车设有动力机构、履带机构、采集车充电口、摄像头、采集爪、电池、通讯模块、收集斗、采集车充电口。所述采集爪为带有气动吸力机构的机械爪。所述天线设置在基站顶部；所述基站充电口设置在基站的侧面。所述摄像头设置在采集车的顶部；所述摄像头上设有旋转机构。所述基站充电口与采集车充电口设有磁吸机构。所述采集车的外部包裹有柔性缓冲材料层。所述采集车的数量为2-10台。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种分布式高适应性深海采集系统的解决方案，核心是解决深海采集遇到的问题，从相应的结构考虑以及深海采集的效率出发，在分布式系统上进行扩展，将多个采集车分布工作，每个采集车分别对应不同的任务及区域，采集车可配备不同的采集爪，实现了矿物的针对性采集，采集车采用水下履带，可以实现复杂地形的穿越，克服了传统的单个采集装置作业效率低下的缺陷；本专利技术还考虑了深海工作的特点，对于深海无线充电提出了新的方案，一方面能从充电效率上进行保证，另一方面可以减少充电所使用的空间，减少水下系统电能损耗，从而保证设计紧凑性。附图说明图1是本专利技术的基站的立体结构示意图。图2是本专利技术的基站的主视结构示意图。图3是本专利技术的采集车的立体结构示意图。图4是本专利技术的采集车的主视结构示意图。图5是本专利技术的采集车的左视结构示意图。图6是本专利技术的采集车的俯视结构示意图。图7是实施例的示意图。具体实施方式现有的分布式采集装置主要用于陆地作业，没有考虑深海采集和输送矿物的可能性，不适合在深海环境中使用。本专利技术源于陆地分布式采集装置，是一种分布式采集系统，具备采集针对性强、性能好、平衡性好、运行平稳、可靠性高的特点。以下结合说明书附图，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。一种分布式水下全自动化的智能采集系统，包括基站1以及采集车2。所述基站设有信号发射塔1.1、基站充电口1.2、物料收集机构、电源。所述基站的物料收集机构用于储存采集车收集的矿物。所述基站上设有3个信号发射塔，用于与采集车进行通讯，将采集命令发送给采集车，实现任务自动分配。所述基站内部设有高密度能量电池，用于对多个采集车同时充电，基站充电口设有磁吸机构，可以通过无线磁吸式的方式对采集车充电，确保水下充电更加安全可靠，同时基站充电口可以根据采集车电池的剩余电量调节充电电压，大大提高了充电效率。所述基站充电口还采用防水设计，当基站充电口与采集车充电口连接时，立刻就能实现无线充电，在深海采集过程中无需担心水压问题。由于基站充电口具有磁吸机构，可以自动控制充电口吸合，充电可完全由程序控制，实现全自动化。无线充电则通过电磁感应电力传输(ICPT)技术来实现，以磁场为媒介，利用可分离变压器耦合，通过初级和次级线圈感应产生电流，电能可以隔着较厚的非金属材料进行传输，从而将能量从传输端转移到接收端，实现无电气连接的电能传输。电磁感应传输功率大，能达几百千瓦，传输距离上限是10cm左右。所述采集车设有动力机构、履带机构2.1、采集车充电口2.2、摄像头2.3、采集爪、电池、通讯模块、收集斗。为了提升抓取矿物的能力，采集爪采用带有气动吸力机构的机械爪，即机械爪内部可以产生气动吸力，机械爪也能绕自身旋转，同时还可以控制高低，实现复杂矿物的精准抓取。所述采集车的顶部设有摄像头用于视觉识别，摄像头上设有旋转机构，可以带动摄像头360度旋转，实现多方位矿物检测。所述采集车上设有收集斗，实现物料的分布式储存。所述采集车自带高能量电池，可使采集车独立工作10小时左右。所述履带机构为布置在采集侧两侧的一对水下履带(由动力机构驱动)，可以实现复杂地形的穿越。考虑到鱼虾进入履带后可能会与履带进口边发生碰撞，因此履带进口采用圆角设计。所述采集车的外形采用流线型设计，符合流体动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式水下全自动化的智能采集系统，其特征在于：该系统包括基站(1)以及至若干采集车(2)；所述基站设有信号发射塔(1.1)、基站充电口(1.2)、物料收集机构、电源；所述采集车设有动力机构、履带机构(2.1)、采集车充电口(2.2)、摄像头(2.3)、采集爪、电池、通讯模块、收集斗、采集车充电口。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式水下全自动化的智能采集系统，其特征在于：该系统包括基站(1)以及至若干采集车(2)；所述基站设有信号发射塔(1.1)、基站充电口(1.2)、物料收集机构、电源；所述采集车设有动力机构、履带机构(2.1)、采集车充电口(2.2)、摄像头(2.3)、采集爪、电池、通讯模块、收集斗、采集车充电口。


2.根据权利要求1所述的一种分布式水下全自动化的智能采集系统，其特征在于：所述采集爪为带有气动吸力机构的机械爪。


3.根据权利要求2所述的一种分布式水下全自动化的智能采集系统，其特征在于：所述天线设置在基站顶部；所述基站充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志远，柴馨雪，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33