本发明专利技术提供了一种辅助水下搜索定位的智能装置。所述智能装置包括定位锚、传感器模块、通讯模块、电池模块及控制模块；所述定位锚用于将所述智能装置固定于水底进行定点工作；所述传感器模块用于监测所述智能装置自身的状态，并将监测数据上传到所述控制模块；所述通讯模块利用无线近距通讯协议进行通讯，用于使多个所述智能装置之间，以及所述智能装置与操作人员之间进行近距通讯；所述电池模块用于为所述智能装置提供电源支持；所述控制模块通过电路用于对本智能装置运作进行监测和控制。本装置用于在水下精准定位标记，并且能通过对环境的监测加强自身的稳定性程度，以避免定位点的偏移。的偏移。的偏移。
【技术实现步骤摘要】
一种辅助水下搜索定位的智能装置
[0001]本专利技术涉及水底搜索
具体而言，涉及一种辅助水下搜索的智能装置。
技术介绍
[0002]目前人们对海洋或者江河的底部环境探索日益频繁，各种
包括能源、基建、资源、环保等都有大量的对水体底部进行勘探搜索的需求。而大多数时候，潜水员都需要对划定范围内的水体进行仔细的定点搜索，并在搜索过程中将各种疑点位置和待查点位置记录在案，为后续的搜索研究提供定位标识。然而目前在水底的定位技术方案中，虽然都提出利用GPS或者各种导航定位系统对定点的标识技术，然而这些基于大空间范围的电子定位技术，还无法解决细致到0.1米以内的定位，造成当完成一轮搜索后，需要开展第二轮的搜索时还需要花费比较大的时间重新对范围内的定位目识点进行确认。
[0003]查阅相关的已公开技术方案，CN212483871提出一种水底装备的卫星定位方案，US2021141085提出种水下的光学定位和互感通讯方案，上述两个技术方案相对复杂而且依赖于大型的通讯系统进行设备的定位；CN112433241提出一种利用水上浮标的定位方案，然而无法对水下标识进行识别和定位。故此相关的为水下搜索而设计的技术方案尚待完善。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，使用一种辅助水下搜索的智能装置为水下定位标识提供更可靠的技术解决方案。该智能装置为一种小型可随便携带的电子装置，由潜水员携带并于水底下操作完成定位；并且该智能装置使用机械结构，主动地完成水底下的锚定和针对外部冲击进行主动侦测作进一步的稳定。同时，该智能装置可以进行点对点或点对终端的短距通讯，利用通讯设备更快地实现水下搜索和发现功能。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种辅助水下搜索定位的智能装置，所述智能装置包括定位锚、传感器模块、通讯模块、电池模块及控制模块；所述定位锚用于将所述智能装置固定于水底进行定点工作；所述传感器模块用于监测所述智能装置自身的状态，并将监测数据上传到所述控制模块；所述通讯模块利用无线近距通讯协议进行通讯，用于使多个所述智能装置之间，以及所述智能装置与操作人员之间进行近距通讯；所述电池模块用于为所述智能装置提供电源支持；所述控制模块通过电路连接所述传感器模块、所述通讯模块以及所述电池模块，用于对以上模块的运作进行监测和控制；
[0007]其中，所述定位锚包括一个压缩空气腔以及一个活塞装置；在所述压缩空气腔内预先注入压缩空气，并使用锁定环将所述活塞装置的活塞锁定；在需要将所述智能装置进行固定定位时，操作人员通过发射装置将所述智能装置射入水体底部的目标位置，并同时释放所述限位环内的锁定环，使所述限位环内的压缩空气释放从而激发所述智能装置射入水底淤泥内，随后所述定位锚的锚定爪展开并抓紧四周的固定物，用于固定所述智能装置；
[0008]所述定位锚包括多个锚定爪；每个所述锚定爪包括多个爪节；多个所述爪节通过
活动栓组成连杆机构，并且通过驱动其中一个主动爪节，从而使所述锚定爪进行绕定点的张合动作；
[0009]所述定位锚包括一组驱动装置；所述驱动装置包括微型电机和减速箱；所述驱动装置由所述电池模块提供电源使所述微型电机转动；所述减速箱将电机的动力传递到涡轮杆，并通过所述涡轮杆驱动所述多组锚定爪的张合；
[0010]所述传感器模块包括陀螺仪传感器和加速度传感器；所述传感器模块监测所述智能装置的姿态包括各方向上的位移加速度以及角速度，并将监测数据实时或者周期性地上传到所述控制模块；
[0011]所述通讯模块基于近距通讯协议；所述通讯模块支持点对点自组网方式，将范围内处于同一信号频段的所述智能装置进行组网并以去中心化方式进行轮询，以确定网内成员是否保持在线；所述通讯模块的运行状态包括标准状态和休眠状态；在所述标准状态下，所述通讯模块以额定运行功率保持标准的通讯频率、信号强度、收发频次；在所述休眠状态下，所述通述模块降低信号频次并只进行信号接收，同时将信号强度调低，最终将所述通讯模块的运行功率调低；
[0012]所述电池模块包括可充电化学电池以及电源转换模块；所述电池模块连接所述驱动装置、所述传感器模块、所述通讯模块以及所述控制模块，并且能根据上述各部分需求的电压和功率进行供电；
[0013]所述控制模块由一组或以上的可编程式单片机组成；所述控制模块通过电路连接所述锚内驱动装置、所述传感器模块、所述通讯模块以及所述电池模块；所述控制模块可以执行以下程序，包括：S1，监测所述陀螺仪数据，判断所述智能装置是否正在被移动；S2，控制所述锚定爪的张合；S3，控制所述通讯模块进行区域范围内的轮询，当检测到应答信号后，与应答的所述智能装置进行握手并将应答的所述智能装置加入局域网；S4，通过检测所述智能装置的活动状态，转换所述智能装置的工作模式；
[0014]所述定位锚具有一个或以上密封防水的密封腔；所述密封腔包裹所述传感器模块、所述通讯模块、所述电池模块及所述控制模块；所述定锚包括一个配重腔；所述配重腔允许将环境水体引入所述配重腔内部，用于使所述智能装置具备一定质量可以保持在水体底部；进一步的，所述配重腔与所述密封腔相互隔离。
[0015]本专利技术所取得的有益效果是：
[0016]1.本智能装置采用被动和主动式的锚定机构将自身固定于水底，避免随着水流或者水下生物的冲击发生漂移，能在持续时间内提供一个可靠的定位标识；
[0017]2.本智能装置的电路配合陀螺仪的姿态探查功能，能够在相对稳定的情况下，降低内部各种电子模块的功耗，大大延长了可持续工作时间；
[0018]3.本智能装置采用了无线短距通讯模块，即使本智能装置定位于较难发现的位置上，也可以通过主动寻回的方式，更有效地实现追踪，明显提高搜索人员的工作效率，节省大量工作时间；
[0019]4.本智能装置采用了模块化、可编程的设备和零部件，方便今后对系统的维护以及技术升级。
附图说明
[0020]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0021]图1为本专利技术的外观示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例一内部结构示意图；
[0023]图3为所述锁定环示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例二的多个锁定环示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例三的所述智能装置自组网功能示意图；
[0026]附图标号说明：100
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智能装置；101
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螺旋头；102
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微型电机；103
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传动蜗杆；104
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定位环；105
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第二密封腔；106
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活塞；107
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锁定环；108
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二级减速箱；109
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固定底座；110
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活动环；111
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种辅助水下搜索定位的智能装置，其特征在于，所述智能装置包括定位锚、传感器模块、通讯模块、电池模块及控制模块；所述定位锚用于将所述智能装置固定于水底进行定点工作；所述传感器模块用于监测所述智能装置自身的状态，并将监测数据上传到所述控制模块；所述通讯模块利用无线近距通讯协议进行通讯，用于使多个所述智能装置之间，以及所述智能装置与操作人员之间进行近距通讯；所述电池模块用于为所述智能装置提供电源支持；所述控制模块通过电路连接所述传感器模块、所述通讯模块以及所述电池模块，用于对以上模块的运作进行监测和控制；其中，所述定位锚包括一个压缩空气腔以及一个活塞装置；在所述压缩空气腔内预先注入压缩空气，并使用锁定环将所述活塞装置的活塞锁定；在需要将所述智能装置进行固定定位时，操作人员通过发射装置将所述智能装置射入水体底部的目标位置，并同时释放所述限位环内的锁定环，使所述限位环内的压缩空气释放从而激发所述智能装置射入水底淤泥内，随后所述定位锚的锚定爪展开并抓紧四周的固定物，用于固定所述智能装置。2.根据权利要求1所述一种辅助水下搜索定位的智能装置，其特征在于，所述定位锚包括多个锚定爪；每个所述锚定爪包括多个爪节；多个所述爪节通过活动栓组成连杆机构，并且通过驱动其中一个主动爪节，从而使所述锚定爪进行绕定点的张合动作。3.根据权利要求2所述一种辅助水下搜索定位的智能装置，其特征在于，所述定位锚包括一组驱动装置；所述驱动装置包括微型电机和减速箱；所述驱动装置由所述电池模块提供电源使所述微型电机转动；所述减速箱将电机的动力传递到涡轮杆，并通过所述涡轮杆驱动所述多个锚定爪的张合。4.根据权利要求3所述一种辅助水下搜索定位的智能装置，其特征在于，所述传感器模块包括陀螺仪传感器和加速度传感器；所述传感器模块监测所述智能装置的姿态包括各方向上的位移加速度以及角速度，并将监测数据实时或者周期性地上传到所...
【专利技术属性】
技术研发人员：马樱，王田，李国齐，
申请(专利权)人：清华大学北京师范大学珠海校区，
类型：发明
国别省市：
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