一种基于充油式模块化控制器的小型AUV制造技术

一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，包括段艏、干式舱体、充油式模块化控制系统、段艉；所述充油式模块控制系统包括若干个控制不同模块的可编程模块，所述可编程模块均通过底座并列和\或并排定位固定在舱体内并可相互电性连接和通讯连接，所述可编程模块包括舱盒和密封盖设在舱盒上的端盖，所述舱盒内安装有耐压或经耐压处理的电路板模块，所述舱盒上设有用于灌入绝缘液压油的注油孔和排气孔，所述注油孔和排气孔上均设置有堵头；所述舱盒上密封外接有与其连通用于走线和压力补偿的皮管，所述皮管的端部设置有外接用的第一微小八芯水密件。密件。密件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于充油式模块化控制器的小型AUV


[0001]本专利技术属于自主水下航行器
，具体涉及一种基于充油式模块化控制器的小型AUV。

技术介绍

[0002]自主水下机器人(autonomous underwater vehicles，AUVs)，是自身携带能源和推进装置、不需人工干预、自主航行控制、自主执行作业任务的无人水下机器人。为满足水下耐压和密封要求，自主水下机器人配置的能源、控制、导航、通信以及任务载荷设备等通常需要采用耐压舱体进行封装。采用鱼雷型整体耐压舱结构的AUV通常采用模块化设计，将能源、导航、控制、载荷、推进等设备分别布置在不同的耐压舱段，在舱段之间采用相同的电气、机械接口连接。其优点在于具有容积效率高等特点，且所有设备都布置于干式密封舱内，设备之间的电气连接更为便捷。但其局限性在于工作深度通常较小，这是因为，随着工作深度的增大，对耐压舱体的机械性能要求高，需要增加耐压舱壳体壁厚，会导致无法提供整个潜水器所需的正浮力。
[0003]目前，无论采用干式密封还是充油密封的水下控制系统，均采用一体式封装方式，这就导致绝大多数的水下控制系统都基于高度定制化、集成化的一体式嵌入式系统。基于一体式嵌入式系统的水下控制系统虽然结构紧凑、便于水下耐压密封封装，但由于所有功能高度集中，在应对高复杂度任务时会存在可靠性不高的问题。同时，由于采用一体式的封装密封方式，一旦控制系统出现问题需要维护，则必须要经过繁琐的拆舱环节。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
介绍中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种模块间组网互联安全可靠、拆卸安装替换方便的基于充油式模块化控制器的小型AUV。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，包括段艏、干式舱体、充油式模块化控制系统、段艉；所述段艏处搭载了前视水下摄像机和俯视水下摄像机、以及DVL，所述干式舱体中搭载了锂电池、无线电台、九轴姿态传感器、Nano以及变压模块和继电器模块，所述段艉搭载了的四个呈十字型分布的用于满足AUV的前进和后退的推进器，所述推进器还可通过充油式模块化控制系统控制对称电机的转速差实现AUV的转向和浮潜；其特征在于：所述充油式模块控制系统包括若干个控制不同模块的可编程模块，所述可编程模块均通过底座并列和\或并排定位固定在舱体内并可相互电性连接和通讯连接，所述可编程模块包括舱盒和密封盖设在舱盒上的端盖，所述舱盒内安装有耐压或经耐压处理的电路板模块，所述舱盒上设有用于灌入绝缘液压油的注油孔和排气孔，所述注油孔和排气孔上均设置有堵头；所述舱盒上密封外接有与其连通用于走线和压力补偿的皮管，所述皮管的端部设置有外接用的第一微小八芯水密件。本专利技术的控制系统采用充油式的模块化结构，不仅可以缩小AUV的尺寸，还能承受水下6000米甚至更高的压强。本专利技术的皮管有三个作用，一是用作
压力补偿，当机构外部压强大于机构内部压强时，皮管中的液压油会被外部压强挤入舱盒内，使舱盒内外压强达到平衡，从而降低了在深海中对舱盒的机械性能要求；二是皮管内同时走线，在进行压力补偿的同时起到水密电气连接线的作用。这样走线和压力补偿共用一个皮管，提高了空间利用率，三是灌油时通过挤压皮管可以将皮管和舱盒内气泡都挤出。
[0007]进一步，所述可编程模块之间通过有线连接，所述舱盒的壁面上设置有用于可编程模块之间相互连接的第二微小八芯水密件，其与电路板模块的输入端电性连接。
[0008]进一步，所述底座上设置有若干个用于固定可编程模块的卡槽和若干个水密缆，所述水密缆分别与第二微小八芯水密件、干式舱体的水密件之间轴向插拔连接，用于扩展用的水密缆上连接有水密缆堵头。本专利技术通过底座实现各个模块间能源、信息传递互通。每个模块与底座通过水密件和水密缆轴向插拔连接，与以往的从上往下拔插连接相比较，可以使拔插处在底座外部，有利于查看连接处是否连接紧密，并不妨碍水密件锁紧盖的使用。且结构更为紧凑，充分利用了可编程模块和底座之外的空间，有利于可编程控制器在圆柱形AUV上布局。同样的可编程模块尺寸下，本专利技术采用的模块与底座通过水密件和水密缆轴向插拔连接的方式，与以往的从上往下拔插连接相比，更节省径向空间，因此可以布置在更小外径的AUV上。
[0009]进一步，所述底座上安装有用于将裸露的水密缆电线整理硫化的水密缆硫化槽。本专利技术在硫化槽底部含有对称的若干个锥形通孔，有利于使水密缆裸线端口处得到充分硫化，将若干个个水密缆通过锥形通孔按电源和信号传输连接好后，把裸露的水密缆电线整理在硫化槽中进行硫化。
[0010]进一步，所述舱盒和端盖的材质采用的是经过阳极氧化处理的铝合金6061
‑
T6，所述电路板模块固定在端盖上并与端盖之间设有PVC透明板。本专利技术可长时间在海水中浸泡而不易腐蚀，设置PVC透明板可以保证电路板正常工作。
[0011]或者，所述可编程模块之间通过无线连接，所述舱盒上设置有宽端盖和窄端盖，所述舱盒内安装有用于可编程模块之间信号连接的第一无线通讯接发模块和第一无线电源接发模块，所述第一无线电源接发模块的感应线圈通过卡扣固定在宽端盖上。本专利技术采用无线连接的方式，每个功能模块与底座不存在线缆连接，即实现了功能模块的快速装卸，也能避免因外部线缆损坏而引发的故障。同时可以进一步缩小AUV的尺寸，达到小型化目的。
[0012]进一步，所述底座上设有若干个用于固定可编程模块的卡槽和对应槽口的用于快速固定可编程模块的旋转挡板；所述底座内设置有与可编程模块一一对应的第二无线电源接发模块，所述第二无线电源接发模块的感应线圈通过卡扣固定在底座内部；所述底座的中部设置有与可编程模块的第一无线信号接发模块进行组网的第二无线信号接发模块；所述底座的轴向两端分别设置有用于扩展和外接的微小八芯水密件公座和母座。
[0013]进一步，所述舱盒的材质采用的是经过阳极氧化处理的铝合金6061
‑
T6，所述窄端盖和宽端盖均采用非金属材质，有利于模块与底座间无线传输。本专利技术两面均采用端盖，在小体积的模块内，有利于封装前的线路焊接。
[0014]进一步，所述底座两边上的预埋螺纹孔固定在梁架上，所述梁架设有3根并呈倒品字型固定在段艉和干式舱体之间，所述梁架中间设有可用于调整充油式模块化控制系统前后的位置的若干个连接孔，以便后续空间的合理布置。
[0015]进一步，所述可编程模块的舱盒的充油方法：
[0016](1)先安装好内部元器件、皮管和水密件，将两侧端盖合上固定，只露出注油孔和排气孔；
[0017](2)从注油孔中缓慢注油，液压油流入模块内部，模块内部的空气随位于舱盒上的排气孔排出，由于皮管内也含有空气，液压油不会通过皮管接头流入皮管内，此时需要反复挤压皮管，将管内空气从排气孔排出，直至皮管中充满液压油且不含气泡；
[0018](3)继续向模块内部注油，直至排气孔有液压油溢出时，拧紧堵头，以确保模块内空气全部排出。常规的充油方式比较难排除舱内的气泡，本专利技术提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，包括段艏、干式舱体、充油式模块化控制系统、段艉；所述段艏处搭载了前视水下摄像机和俯视水下摄像机、以及DVL，所述干式舱体中搭载了锂电池、无线电台、九轴姿态传感器、Nano以及变压模块和继电器模块，所述段艉搭载了的四个呈十字型分布的用于满足AUV的前进和后退的推进器，所述推进器还可通过充油式模块化控制系统控制对称电机的转速差实现AUV的转向和浮潜；其特征在于：所述充油式模块控制系统包括若干个控制不同模块的可编程模块，所述可编程模块均通过底座并列和\或并排定位固定在舱体内并可相互电性连接和通讯连接，所述可编程模块包括舱盒和密封盖设在舱盒上的端盖，所述舱盒内安装有耐压或经耐压处理的电路板模块，所述舱盒上设有用于灌入绝缘液压油的注油孔和排气孔，所述注油孔和排气孔上均设置有堵头；所述舱盒上密封外接有与其连通用于走线和压力补偿的皮管，所述皮管的端部设置有外接用的第一微小八芯水密件。2.根据权利要求1所述的一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，其特征在于：所述可编程模块之间通过有线连接，所述舱盒的壁面上设置有用于可编程模块之间相互连接的第二微小八芯水密件，其与电路板模块的输入端电性连接。3.根据权利要求2所述的一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，其特征在于：所述底座上设置有若干个用于固定可编程模块的卡槽和若干个水密缆，所述水密缆分别与第二微小八芯水密件、干式舱体的水密件之间轴向插拔连接，用于扩展用的水密缆上连接有水密缆堵头。4.根据权利要求3所述的一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，其特征在于：所述底座上安装有用于将裸露的水密缆电线整理硫化的水密缆硫化槽。5.根据权利要求2所述的一种基于充油式模块化控制器的小型AUV，其特征在于：所述舱盒和端盖的材质采用的是经过阳极氧化处理的铝合金6061
‑
T6，所述电路板模块固定在端盖上并与端盖之间设有PVC透明板。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭时林，孔海鹏，于海滨，史剑光，江晓，吴同同，黄一梁，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：