水下机器人及水下长隧洞检测系统技术方案

本申请一种用于水下长隧洞检测的系统，包括：岸上控制中心，发送远程控制信号，监控反馈的传感器数据；水下机器人，接收岸上控制中心发送的远程控制信号进行水下作业，并收集各种水下环境信息上送至岸上控制中心；远距离光纤缆，从岸上控制中心传递远程控制信号给水下机器人。根据本申请的技术方案，通过使用远距离光纤缆进行远距离信号传输和配合水下机器人本体使用锂电池供电，避免使用长线缆造成线缆功率损耗大，能够使水下机器人的功率最大化利用，同时锂电池可以直接给推进系统供电，替代了过去产品高压与高压之间的转换装置。了过去产品高压与高压之间的转换装置。了过去产品高压与高压之间的转换装置。

【技术实现步骤摘要】
水下机器人及水下长隧洞检测系统


[0001]本申请涉及远程操控设备领域，具体而言，涉及一种水下机器人及水下长隧洞检测系统。

技术介绍

[0002]目前国内用于长隧洞检测的水下机器人很少，ROV即遥控无人潜水器(Remote Operated Vehicle)，属于无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)的一种，系统组成一般包括：动力推进器、遥控电子通讯装置、黑白或彩色摄像头、摄像俯仰云台、用户外围传感器接口、实时在线显示单元、导航定位装置、自动舵手导航单元、辅助照明灯和凯夫拉零浮力拖缆等单元部件。水下机器人功能多种多样，不同类型的水下机器人用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。水下机器人大多采用岸上供电与通讯线缆分开布置，由于线缆需要千米以长，通过岸上供电就会造成缆上功率损耗很大，而且所需的线缆直径大，造成缆轴笨重、体积大、现场使用不便的问题，另一方面，使用长距离线缆的电信号通讯会使得信号衰减大并产生带宽受限问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种水下机器人及水下长隧洞检测系统，能够实现4.5KM水下长隧洞检测的水下机器人ROV本体的供电系统通过使用锂电池供电，以及岸上控制中心部分进行通讯使用长距离光纤缆通讯的技术方案，利用光纤缆直径小、信号衰减小、重量轻、体积小、现场使用方便的优势，配合水下机器人本体使用锂电池供电，避免使用长线缆造成线缆功率损耗大，能够使水下机器人的功率最大化利用，同时锂电池可以直接给推进系统供电，替代了过去产品高压与高压之间的转换装置。
[0004]本申请技术方案的特征和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
[0005]据本申请的一方面，提出一种用于水下长隧洞检测的系统，包括：岸上控制中心，发送远程控制信号，监控反馈的传感器数据；水下机器人，接收岸上控制中心发送的远程控制信号进行水下作业，并收集各种水下环境信息上送至岸上控制中心；远距离光纤缆，从岸上控制中心传递远程控制信号给水下机器人。
[0006]根据一些实施例，岸上控制中心，包括：第一电源转换装置，将交流电转换成直流电为岸上控制中心供电；第一光电收发器，将远程控制信号发送给水下机器人；操控系统，操控并处理远程控制信号；存储与显示系统，将反馈的传感器数据在显示界面显示，并且存储数据信息。
[0007]根据一些实施例，反馈的传感器数据包括：通过远距离光纤缆传输的视频数据、图像数据、声纳扫描数据和姿态信息数据。
[0008]根据一些实施例，远距离光纤缆包括：特殊材料外护套，设置在远距离光线缆最外
层；芳纶加强层，紧贴特殊材料外保护套内表面；内垫层，紧贴芳纶加强层；金属保护层，设置在内垫层内表面；复合材料填充层，设置在金属保护层内表面；本色G657A2光纤，设置在复合材料填充层内表面。
[0009]据本申请的一方面，提出一种水下机器人，用于水下长隧洞检测系统，水下机器人包括：锂电池，为水下机器人提供电力能源；推进系统，为水下机器人提供动力；第二电源转换系统，将锂电池的直流高压转换成水下机器人各子系统需要的直流电压；导航系统，将采集到的信息反馈到岸上控制中心；照明系统，为水下机器人提供照明光源，在水下机器人各方向布置高亮度的照明灯；观察系统，包括高清摄像机、图像声纳和云台，观察系统能扫描出隧洞的结构特征。
[0010]根据一些实施例，还包括第二光电收发器，将岸上控制中心传输过来的光信号转换成电信号，并将反馈的传感器数据发送给岸上控制中心的第一光电收发器。
[0011]根据一些实施例，还包括主控系统，主控系统包括：主控芯片，可选择性的将反馈的传感器数据传递给第二光电收发器，将岸上控制中心传递过来的远程控制信号进行分解并分别传递给水下机器人各子系统；信号采集芯片，将水下机器人各子系统的传感器数据信息采集起来，上送到主控芯片集中处理。
[0012]根据一些实施例，锂电池由96串电池组成，电压等级为5278V
‑
DC403V。
[0013]根据一些实施例，导航系统包括：集成陀螺仪、多普勒计程仪、高度计和高精度深度计传感器。
[0014]根据一些实施例，导航系统将采集的信息一方面反馈到岸上控制中心，另一方面上送到水下机器人的主控系统，经过主控系统集成计算与处理，调节推进系统响应，确定水下机器人的绝对位置。
[0015]根据示例实施例，通过提供一种水下机器人及水下长隧洞检测系统，利用光纤缆直径小、信号衰减小、重量轻、体积小、现场使用方便的优势，避免使用长线缆造成线缆功率损耗大，能够使水下机器人的功率最大化利用，同时锂电池可以直接给推进系统供电，替代了过去产品高压与高压之间的转换装置。
[0016]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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。
[0018]图1示出根据一示例性实施例的水下长隧洞检测系统示意图。
[0019]图2示出根据一示例性实施例的光线缆的径向剖面图。
具体实施方式
[0020]现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完
整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
[0021]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现步骤、材料或者操作。
[0022]此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0023]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0024]水下机器人大多采用岸上供电与通讯线缆分开布置，由于线缆需要千米以长，通过岸上供电就会造成缆上功率损耗很大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下长隧洞检测的系统，其特征在于，包括：岸上控制中心，发送远程控制信号，监控反馈的传感器数据；水下机器人，接收所述岸上控制中心发送的远程控制信号进行水下作业，并收集各种水下环境信息上送至所述岸上控制中心；远距离光纤缆，从所述岸上控制中心传递所述远程控制信号给所述水下机器人。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述岸上控制中心，包括：第一电源转换装置，将交流电转换成直流电为所述岸上控制中心供电；第一光电收发器，将所述远程控制信号发送给所述水下机器人；操控系统，操控并处理远程控制信号；存储与显示系统，将所述反馈的传感器数据在显示界面显示，并且存储数据信息。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反馈的传感器数据包括：通过所述远距离光纤缆传输的视频数据、图像数据、声纳扫描数据和姿态信息数据。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水下机器人包括：第二光电收发器，将所述岸上控制中心传输过来的所述远程控制信号转换成电信号，通过所述远距离光纤缆将所述反馈的传感器数据发送给所述岸上控制中心的第一光电收发器；第二电源转换系统，将锂电池的直流高压转换成所述水下机器人各子系统需要的直流电压。5.一种水下机器人，用于水下长隧洞检测系统，其特征在于，所述水下机器人包括：锂电池，为所述水下机器人提供电力能源；推进系统，为所述水下机器人提...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建仓，申国彬，张金良，关润展，
申请(专利权)人：深之蓝海洋科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：