基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置及方法及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置及方法，包括无人机和四边形框架，无人机的底部和四边形框架之间固定，四边形框架的下方设有U型架，U型架的中部垂直安装有支撑板，支撑板的两侧分别设有绕线辊轴，绕线辊轴的两端分别和支撑板、U型架之间通过轴承连接，在绕线辊轴的两端均连接有驱动电机，驱动电机和U型架外侧之间通过电机固定架连接；在四边形框架的四角均连接有向外伸展的第二支撑腿，第二支撑腿底部均连接有垂直向下设置的第一支撑腿，第二锥形罩位于所述第一支撑腿围成的空间内，圆形板的中部开设有放线口。本发明专利技术在使用时，不仅可有悬停在空中将潜水器进行收放，还能漂浮在水面上对潜水器进行收放。收放。收放。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置及方法及使用方法


[0001]本专利技术属于无人潜水器
，特别是指基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置及方法及使用方法。

技术介绍

[0002]海洋调查与观测是为了弄清某一特定海区的水文、气象、物理、化学、生物、底质分布情况和变化规律而进行的观察、采样、检测、分析、解析等活动全过程。调查观测方式有大面积调查、断面调查、连续观测和辅助观测。采用方法有航空观测、卫星观测、船舶观测、水下观测、定置浮标自动观测、飘浮站自动观测等。高效的海洋调查与观测，有助于海洋经济的提速。
[0003]与其它深海潜水器相比，ROV由于具有水下工作时间长、作业能力强、负载能力大、无作业人员伤亡风险等优势，再加上光纤技术发展，可以通过ROV脐带缆内的光纤实时对海量信息和控制指令的传输，作业人员可以在母船控制室实现轻巧灵活地控制ROV本体在水下地运动，在深海作业中有着不可替代的作用，并且在不同海域深度都有ROV的使用记录。随着技术的高速发展，有缆无人潜水器（ROV）先后被美国、法国、日本等国开发成功，以避免潜水员在深水工作中伤亡风险和载人潜水器高投入、高风险等问题。目前，已有日本的“海沟”号ROV和美国的“海神”号到达过地球上最深的地方
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马里亚纳海沟，并获取了珍贵的样品和资料，可见ROV在人类了解和开发海洋过程中发挥出越来越重要的作用。
[0004]然而，ROV的使用必须依赖母船，由于船的航速一般都比较慢，限制了ROV进行海洋调查与观测的效率。
专利
技术实现思路

[0005]为解决以上现有技术的不足，本专利技术提出了基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置及方法及使用方法。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置，包括无人机和四边形框架，无人机的底部和四边形框架之间固定，四边形框架的下方设有U型架，U型架的中部垂直安装有支撑板，支撑板的两侧分别设有绕线辊轴，绕线辊轴的两端分别和支撑板、U型架之间通过轴承连接，在绕线辊轴的两端均连接有驱动电机，驱动电机和U型架外侧之间通过电机固定架连接；其中一个绕线辊轴上连接有拉绳，另一个绕线辊轴上连接脐带缆，脐带缆和拉绳均绕在绕线辊轴上，且拉绳的底部连接圆形板，圆形板的底部连接有第二锥形罩，第二锥形罩内设有潜水器，潜水器的顶部和脐带缆相连；在四边形框架的四角均连接有向外伸展的第二支撑腿，第二支撑腿底部均连接有垂直向下设置的第一支撑腿，第二锥形罩位于所述第一支撑腿围成的空间内；圆形板的中部开设有放线口，脐带缆置于放线口中。
[0007]优选的，四边形框架的四角均连接有L型固定架，L型固定架的顶部和无人机的底部通过螺栓紧固。
[0008]优选的，每个第一支撑腿的底部均连接有支撑脚，支撑脚弯曲成弧形结构，且另一端固定在连接在第一支撑腿上，支撑脚和第一支撑腿的连接处为圆弧过渡连接。
[0009]优选的，四边形框架的中部安装有连接板，连接板的中部垂直固定有固定环，固定环内通过轴承安装有安装管，安装管的顶部和第一导电滑环的一端连接，第一导电滑环的顶部固定在无人机的底部，无人机的主控板和第一导电滑环之间通过数据线连接；安装管的底部和U型架的顶部中部连接，使得U型架可以自由转动，驱动电机的接线端均连接有第二导电线，第二导电线安装在U型架内部且贯穿安装管底部和第一导电滑环；支撑板内部设有第一导电线，第一导电线的顶部和第一导电滑环连接，第一导电线的底部连接第二导电滑环，第二导电滑环和连接脐带缆的绕线辊轴末端同轴连接，且第二导电滑环固定在支撑板内部，该绕线辊轴内设有第三导电线，第三导电线和脐带缆连接。
[0010]优选的，第二锥形罩的底部边缘设有固定圈，固定圈的底部同轴安装环形外壳，环形外壳的底部边缘同轴连接第一锥形罩，第一锥形罩向着第二锥形罩方向凹陷，在第一锥形罩的顶部中心位置开设有圆形口；所述圆形口内容置有柱形座，柱形座从圆形口伸进第一锥形罩中，柱形座的顶部设有倒角结构，脐带缆的底部固定在柱形座的顶部且和潜水器控制系统连接。
[0011]优选的，在柱形座的顶部侧面分布有多个弧形板，弧形板的另一侧均连接有电动推杆，电动推杆和柱形座之间径向设置，电动推杆远离柱形座的一端均固定在固定座上，固定座均和固定圈的边缘固定，在电动推杆的中部均连接有加强座，加强座的顶部和第二锥形罩内部之间固定，在弧形板的内表面和柱形座的表面均设有能够相互咬合的卡痕。
[0012]优选的，第一锥形罩的顶部间隔安装有多个漂浮体，漂浮体之间的第一锥形罩表面均开设有条形口。
[0013]优选的，潜水器的顶部为和第一锥形罩内部匹配的锥形结构。
[0014]本专利技术还提出该基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置的使用方法，包括以下步骤：步骤一、在静止状态下，无人机安装在L型固定架上，让支撑脚支撑在地面上，同时，两个驱动电机均为收紧状态，让环形外壳、固定圈、第一锥形罩和第二锥形罩均位于第一支撑腿所围成的空间内部；步骤二、使用时，无人机带动潜水器飞往指定地点，可以中控制脐带缆单独放线，让脐带缆生长将潜水器放入水中，或者脐带缆和拉绳同时伸长，此时潜水器位于第一锥形罩中，当第一锥形罩接触到水面后，风浪直接作用在第二锥形罩上，然后再控制脐带缆伸长，将潜水器放入水中；又或者无人机停止在水面上，漂浮体将无人机进行支撑，然后再将伸电缆伸长，将潜水器放入水中；步骤三、使用完毕后，将脐带缆和拉绳逐个收回，环形外壳、固定圈、第一锥形罩和第二锥形罩在上升的过程中会自动位于第一支撑腿围成的空间内，潜水器会自动滑动至圆形口处，让柱形座置于圆形口中，同时将电动推杆伸长带动弧形板和柱形座接触，将潜水器固定，再控制无人机返航。
[0015]与现有技术相比，本专利技术在使用时，不仅可有悬停在空中将潜水器进行收放，还能漂浮在水面上对潜水器进行收放，方便操作人员控制。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术完整结构示意图。
[0017]图2为本专利技术除去无人机后内部的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术的柱形座和电动推杆的结构示意图。
[0019]图4为本专利技术除去无人机后的结构示意图。
[0020]图5为本专利技术第一锥形罩的结构示意图。
[0021]图6为本专利技术支撑板和第二导电滑环的结构示意图。
[0022]图中：第一锥形罩1、潜水器2、加强座3、固定圈4、电动推杆5、弧形板6、柱形座7、放线口8、U型架9、第一导电滑环10、连接板11、固定环12、安装管13、四边形框架14、L型固定架15、驱动电机16、第一支撑腿17、环形外壳18、固定座19、圆形口20、支撑板21、支撑脚22、第二支撑腿23、圆形板24、无人机25、第二锥形罩26、条形口27、漂浮体28、第一导电线29、第二导电线30、绕线辊轴31、拉绳32、脐带缆33、第二导电滑环34、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置，包括无人机（25）和四边形框架（14），无人机（25）的底部和四边形框架（14）之间固定，其特征在于，四边形框架（14）的下方设有U型架（9），U型架（9）的中部垂直安装有支撑板（21），支撑板（21）的两侧分别设有绕线辊轴（31），绕线辊轴（31）的两端分别和支撑板（21）、U型架（9）之间通过轴承连接，在绕线辊轴（31）的两端均连接有驱动电机（16），驱动电机（16）和U型架（9）外侧之间通过电机固定架连接；其中一个绕线辊轴（31）上连接有拉绳（32），另一个绕线辊轴（31）上连接脐带缆（33），脐带缆（33）和拉绳（32）均绕在绕线辊轴（31）上，且拉绳（32）的底部连接圆形板（24），圆形板（24）的底部连接有第二锥形罩（26），第二锥形罩（26）内设有潜水器（2），潜水器（2）的顶部和脐带缆（33）相连；在四边形框架（14）的四角均连接有向外伸展的第二支撑腿（23），第二支撑腿（23）底部均连接有垂直向下设置的第一支撑腿（17），第二锥形罩（26）位于所述第一支撑腿（17）围成的空间内；圆形板（24）的中部开设有放线口（8），脐带缆（33）置于放线口（8）中。2.根据权利要求1所述的基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置，其特征在于，四边形框架（14）的四角均连接有L型固定架（15），L型固定架（15）的顶部和无人机（25）的底部通过螺栓紧固。3.根据权利要求1所述的基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置，其特征在于，每个第一支撑腿（17）的底部均连接有支撑脚（22），支撑脚（22）弯曲成弧形结构，且另一端固定在连接在第一支撑腿（17）上，支撑脚（22）和第一支撑腿（17）的连接处为圆弧过渡连接。4.根据权利要求1所述的基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置，其特征在于，四边形框架（14）的中部安装有连接板（11），连接板（11）的中部垂直固定有固定环（12），固定环（12）内通过轴承安装有安装管（13），安装管（13）的顶部和第一导电滑环（10）的一端连接，第一导电滑环（10）的顶部固定在无人机（25）的底部，无人机（25）的主控板和第一导电滑环（10）之间通过数据线连接；安装管（13）的底部和U型架（9）的顶部中部连接，使得U型架（9）可以自由转动，驱动电机（16）的接线端均连接有第二导电线（30），第二导电线（30）安装在U型架（9）内部且贯穿安装管（13）底部和第一导电滑环（10）；支撑板（21）内部设有第一导电线（29），第一导电线（29）的顶部和第一导电滑环（10）连接，第一导电线（29）的底部连接第二导电滑环（34），第二导电滑环（34）和连接脐带缆（33）的绕线辊轴（31）末端同轴连接，且第二导电滑环（34）固定在支撑板（21）内部，该绕线辊轴（31）内设有第三导电线（35），第三导电线（35）和脐带缆（33）连接。5.根据权利要求1所述的基于无人机与无人潜水器的海洋调查与观测装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯凤，陈浩，陈万超，邢洁洁，许云升，曾庆伟，张小镇，陈冠驰，周敏佳，黄逊伟，高戈，吕思超，赵凯慧，陈田田，王泽征，
申请(专利权)人：海南艾锐奥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：