一种基于水下声回声定位的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于水下声回声定位的方法及系统，具体涉及回声定位技术领域，包括水下机器人，所述水下机器人的中部固定插设有收纳机构，所述收纳机构的中部设有多项机构，所述水下机器人的顶端中部固定安装有和收纳机构位置对应的收纳框，所述多项机构上设有回声定位件，本发明专利技术，通过设置多项机构，配合使用多个回声定位件，对水下区域进行大面域的定位物回声定位，减少定位物的大致区域定位时间，当定位出定位物的大致区域时，驱动和定位物方向对应的转动架进行单独外扩展开或内紧收缩，带动对应回声定位件进行单独转动，从而对大致区域中的定位物进行精准定位，从而快速通过水下声回声定位技术精准定位出定位物位置。下声回声定位技术精准定位出定位物位置。下声回声定位技术精准定位出定位物位置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水下声回声定位的方法及系统


[0001]本专利技术涉及回声定位
，具体为一种基于水下声回声定位的方法及系统。

技术介绍

[0002]回声定位简单来讲就是利用声音的往返传播时间来确定目标与声源的距离，回声可以用来测鱼群、潜水艇和沉到海底的船。有些船上装有回声测深器，这种仪器会把声波送到海里。而回声传回船上所花的时间，可以用来算出船下任何物体的形状和位置。它也可以用来画出海床的深度和轮廓；水声定位系统通常由船台设备和若干水下设备组成。其中船台设备包括一台具有发射、接收和测距功能的控制、显示设备和置于船底或置于船后“拖鱼”内的换能器以及水听器阵。水下设备主要是声学应答器基阵。所谓基阵，即固设于海底的位置已准确测定的一组应答器阵列；传统的水下声回声定位系统，多采用单个回声定位件对定位物进行回声定位作业，将单个回声定位件可拆卸安装在水下机器人或船体上，其中，回声定位件为相互配合使用的声波发射器和声波接收器，使用时，开启声波发射器和声波接收器，声波发射器发射声波，遇到定位物时，反射通过声波接收器进行接收，从而计算定位物的位置，但由于采用单个回声定位件对定位物进行水下声回声定位定位面域较小，需要长时间移动转动回声定位件，才能够定位出定位物的位置信息，定位时间比较长，且定位作业结束后，还需要将回声定位件拆卸下来进行存放，比较麻烦，为此，我们提出一种基于水下声回声定位的方法及系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于水下声回声定位的方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于水下声回声定位的系统，包括水下机器人，所述水下机器人的中部固定插设有收纳机构，所述收纳机构的中部设有多项机构，所述水下机器人的顶端中部固定安装有和收纳机构位置对应的收纳框，所述多项机构上设有回声定位件，所述收纳机构的底端设有支撑架。
[0005]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述多项机构包括机构外筒，所述机构外筒的外侧底部固定安装有环形阵列分布的八个第一转动座，所述第一转动座中均转动安装有异形杆，多个所述异形杆的相对侧均固定安装有转动架，所述机构外筒的内上壁中部固定安装有伸降杆，所述伸降杆的驱动端固定安装有驱动盘，所述驱动盘的外侧固定安装有和第一转动座位置对应的第二转动座，所述第二转动座中均转动安装有安装套座，多个所述转动架的相对侧中部均固定安装有第三转动座，所述第三转动座中均转动安装有安装卡座，所述安装套座的底部均固定卡设有伸缩杆，所述伸缩杆的驱动端固定卡接在对应的安装卡座顶部。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述转动架呈倾斜的L型状结构，所述回声定位
件设有和转动架、驱动盘对应的多个，所述回声定位件包括相互配合使用的声波发射器和声波接收器。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述回声定位件通过声波发射器和声波接收器固定卡接在对应转动架的底部，所述回声定位件通过声波发射器和声波接收器固定安装在驱动盘的底端。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述收纳机构包括收纳外筒，所述收纳外筒设有上下开通结构，所述收纳外筒固定安装在水下机器人的中部，所述收纳外筒的内壁固定安装有环形阵列分布的四个纵滑框，四个所述纵滑框的相对侧均滑动卡设有内齿条，所述机构外筒活动卡接在收纳外筒的中部，多个所述内齿条的相对侧和机构外筒的外壁固定安装，四个所述纵滑框的相背侧均滑动卡设有外齿条，多个所述外齿条的相背侧滑动卡接在收纳外筒的内侧，所述纵滑框的顶部和底部均设有驱动齿轮，所述驱动齿轮啮合连接在内齿条、外齿条之间，所述驱动齿轮的中部固定安装有驱动轴，所述驱动轴转动卡接在纵滑框上，两个所述驱动齿轮同侧的驱动轴端部设有皮带轮传动组。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述皮带轮传动组包括两个皮带轮和活动套接在两个皮带轮的传动皮带，两个所述皮带轮固定套接在对应驱动轴的端部。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述支撑架设有和外齿条位置对应的多个，多个所述支撑架呈环形阵列分布，所述支撑架固定安装在外齿条的底端。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，其中一个所述纵滑框的底部固定卡设有驱动电机，所述驱动电机的驱动端和底部位置驱动轴的端部同轴固定安装。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，相邻两个所述纵滑框的顶部固定安装有弧形框，所述弧形框中转动安装有传动软轴，所述传动软轴的两端部分别和对应顶部位置驱动轴的端部同轴固定安装。
[0013]一种基于水下声回声定位的方法，包括如下步骤：步骤一、将整个装置置于水上，水下机器人潜水作业，回声定位件潜水，随后，控制并开启驱动电机，配合使用皮带轮传动组的传动，驱动其中一个纵滑框中底部、顶部的驱动轴进行同步转动，配合弧形框中转动安装的传动软轴，同步带动多个纵滑框中底部、顶部的驱动轴进行转动，同步驱动内齿条下移、外齿条上移，同步带动机构外筒、回声定位件下移、支撑架上移，多个回声定位件进行使用，支撑架收纳，不影响水下机器人在水中携带多个回声定位件进行潜水移动；步骤二、控制并开启伸降杆，带动驱动盘在机构外筒中进行升降，通过控制驱动盘在机构外筒中下降，配合安装套座、第三转动座的转动以及伸缩杆的连接，同步驱动八个转动架背向外扩展开，相反的，控制驱动盘在机构外筒中上升，配合安装套座、第三转动座的转动以及伸缩杆的连接，同步驱动八个转动架相向内紧收缩，通过八个转动架的往复来回背向外扩展开和相向内紧收缩，驱动对应八个回声定位件进行往复来回背向外扩展开和相向内紧收缩，以及当多个驱动盘在机构外筒中下降，同步驱动八个转动架、对应回声定位件背向外扩展开时，驱动盘底端的回声定位件下移，对水下区域中水下机器人正下方进行定位物回声定位，从而通过多个回声定位件对水下区域进行大面域的定位物回声定位，减少定位物的大致区域定位时间，当定位出定位物的大致区域时，驱动和定位物方向对应的转动架进行单独外扩展开或内紧收缩，带动对应回声定位件进行单独转动，从而对大致区域
中的定位物进行精准定位，从而快速通过水下声回声定位技术精准定位出定位物位置；步骤三、当定位结束后，控制并开启驱动电机，配合使用皮带轮传动组的传动，驱动其中一个纵滑框中底部、顶部的驱动轴进行同步反向转动，配合弧形框中转动安装的传动软轴，同步带动多个纵滑框中底部、顶部的驱动轴进行反向转动，同步驱动内齿条上移、外齿条下移，同步带动机构外筒、回声定位件上移、支撑架下移，机构外筒上移收纳于收纳框中、回声定位件上移收纳于收纳框中水下机器人的中部，支撑架下移，便于整个装置放置在地面，支撑架对整个装置进行架高支撑，防止对底部的多个回声定位件造成损坏。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.通过设置多项机构，配合使用多个回声定位件，对水下区域进行大面域的定位物回声定位，减少定位物的大致区域定位时间，当定位出定位物的大致区域时，驱动和定位物方向对应的转动架进行单独外扩展开或内紧收缩，带动对应回声定位件进行单独转动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水下声回声定位的系统，包括水下机器人（1），其特征在于：所述水下机器人（1）的中部固定插设有收纳机构（2），所述收纳机构（2）的中部设有多项机构（3），所述水下机器人（1）的顶端中部固定安装有和收纳机构（2）位置对应的收纳框（4），所述多项机构（3）上设有回声定位件（5），所述收纳机构（2）的底端设有支撑架（6）。2.根据权利要求1所述的一种基于水下声回声定位的系统，其特征在于：所述多项机构（3）包括机构外筒（31），所述机构外筒（31）的外侧底部固定安装有环形阵列分布的八个第一转动座（32），所述第一转动座（32）中均转动安装有异形杆（33），多个所述异形杆（33）的相对侧均固定安装有转动架（34），所述机构外筒（31）的内上壁中部固定安装有伸降杆（35），所述伸降杆（35）的驱动端固定安装有驱动盘（36），所述驱动盘（36）的外侧固定安装有和第一转动座（32）位置对应的第二转动座（37），所述第二转动座（37）中均转动安装有安装套座（371），多个所述转动架（34）的相对侧中部均固定安装有第三转动座（38），所述第三转动座（38）中均转动安装有安装卡座（381），所述安装套座（371）的底部均固定卡设有伸缩杆（39），所述伸缩杆（39）的驱动端固定卡接在对应的安装卡座（381）顶部。3.根据权利要求2所述的一种基于水下声回声定位的系统，其特征在于：所述转动架（34）呈倾斜的L型状结构，所述回声定位件（5）设有和转动架（34）、驱动盘（36）对应的多个，所述回声定位件（5）包括相互配合使用的声波发射器（51）和声波接收器（52）。4.根据权利要求3所述的一种基于水下声回声定位的系统，其特征在于：所述回声定位件（5）通过声波发射器（51）和声波接收器（52）固定卡接在对应转动架（34）的底部，所述回声定位件（5）通过声波发射器（51）和声波接收器（52）固定安装在驱动盘（36）的底端。5.根据权利要求2所述的一种基于水下声回声定位的系统，其特征在于：所述收纳机构（2）包括收纳外筒（21），所述收纳外筒（21）设有上下开通结构，所述收纳外筒（21）固定安装在水下机器人（1）的中部，所述收纳外筒（21）的内壁固定安装有环形阵列分布的四个纵滑框（22），四个所述纵滑框（22）的相对侧均滑动卡设有内齿条（23），所述机构外筒（31）活动卡接在收纳外筒（21）的中部，多个所述内齿条（23）的相对侧和机构外筒（31）的外壁固定安装，四个所述纵滑框（22）的相背侧均滑动卡设有外齿条（24），多个所述外齿条（24）的相背侧滑动卡接在收纳外筒（21）的内侧，所述纵滑框（22）的顶部和底部均设有驱动齿轮（25），所述驱动齿轮（25）啮合连接在内齿条（23）、外齿条（24）之间，所述驱动齿轮（25）的中部固定安装有驱动轴（251），所述驱动轴（251）转动卡接在纵滑框（22）上，两个所述驱动齿轮（25）同侧的驱动轴（251）端部设有皮带轮传动组（26）。6.根据权利要求5所述的一种基于水下声回声定位的系统，其特征在于：所述皮带轮传动组（26）包括两个皮带轮和活动套接在两个皮带轮的传动皮带，两个所述皮带轮固定套接在对应驱动轴（251）的端部。7.根据权利要求5所述的一种基于水下声回声定位的系统，其特征在于：所述支撑架（6）设有和外齿条（24）位置对应的多个，多个所述支撑架（6）呈环形阵列分布，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国庆，朱忠和，潘海华，李克祥，朱朝柯，
申请(专利权)人：浙江索思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：