一种水下巡检机器人及巡检系统技术方案

本发明专利技术涉及水下作业设备技术领域，具体是指一种水下巡检机器人及巡检系统。所述水下巡检机器人包括壳体，所述壳体的一端处镶嵌设有上位机和下位机，所述巡检系统包括分别设置在上位机和下位机内的上位机模块和下位机模块、设置在壳体内的传感信息采集模块与水下探测模块、智能信息处理模块；该发明专利技术提供一种能通过一个驱动件同时驱动多个螺旋桨转动，并采用嵌入式和单片机集成计算技术进行控制系统开发，基于嵌入式技术的水下机器人海底电缆巡检控制器由上、下机位2部分组成，这2部分通过水下传感器和水声换能器装置进行数据互换，采用无线传感组网技术进行机器人的信息识别和远程探测控制的水下巡检机器人及巡检系统。程探测控制的水下巡检机器人及巡检系统。程探测控制的水下巡检机器人及巡检系统。

【技术实现步骤摘要】
一种水下巡检机器人及巡检系统


[0001]本专利技术涉及水下作业设备
，具体是指一种水下巡检机器人及巡检系统。

技术介绍

[0002]由于早年水下工程设备的限制，早期敷设的海底电缆几乎都是以明敷的方式布置的海床上，未施加相应的保护措施，极易遭受自然环境和人类活动的破坏。海底电力电缆在投运后需要定时维护，由于人体机能与潜水设备的限制，海缆运维作业人员很难下潜到40m以下水底对海底电缆的运行工作情况进行检查维修。因此会借助水下巡检机器人进行观测水下情况，常见的水下巡检机器人只在水中行走的动力比较小，若安装了多个螺旋桨，还需要多个驱动件进行控制，比较麻烦，并且在进行海底电缆巡检过程中机器人通过三维建模方式进行海底电缆的特征分析，结合机器人的探测识别、图像分析和激光扫描等技术实现电缆的异常判断。可见，海底电缆巡检对机器人的控制性要求极高，需要对水下机器人进行稳定优化控制，提高机器人操控的准确性，因此提出了一种水下巡检机器人及巡检系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能通过一个驱动件同时驱动多个螺旋桨转动，并采用嵌入式和单片机集成计算技术进行控制系统开发，基于嵌入式技术的水下机器人海底电缆巡检控制器由上、下机位2部分组成，这2部分通过水下传感器和水声换能器装置进行数据互换，采用无线传感组网技术进行机器人的信息识别和远程探测控制的水下巡检机器人及巡检系统。
[0004]本专利技术所采用的技术方案为：一种水下巡检机器人及巡检系统，其特征在于：所述水下巡检机器人包括壳体，所述壳体的一端处镶嵌设有上位机和下位机，所述壳体的一端转动设有转杆一，所述转杆一的一端固定设有螺旋桨一，所述转杆一的另一端固定设有电机，所述壳体的两侧均贯通设有穿管，所述穿管上固定套设有保护环，所述穿管上位于保护环内通过转杆二固定连接有螺旋桨二，所述转杆二与转杆一之间通过连接带连接，电机能控制转杆一旋转，同时连接带连接转杆二与转杆一，从而能同时调动螺旋桨一和两个螺旋桨二转动；
[0005]所述巡检系统包括分别设置在上位机和下位机内的上位机模块和下位机模块、设置在壳体内的传感信息采集模块与水下探测模块、智能信息处理模块；
[0006]所述上位机模块使用RS
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232串口指令控制方法进行水下机器人进行海底电缆巡检过程中的远程控制，给出上位机通信模块的控制结指令的结构；CAN通信程序执行初始化操作后，上位机模块的串口通过DSP进行程序烧写，并执行时钟频率初始化、存储器初始化；
[0007]所述下位机模块采用三端复位芯片STM809S设计，通信数据为多字节
[0008]所述传感信息采集模块采用发光二极管串接电阻后进行海底电缆的信息采集和融合处理，所述水下探测模块采用RC复位电路发射信号脉冲串，进行海底电缆巡检探测；
[0009]所述智能信息处理模块是整个控制系统的核心，将照明传感器和压力传感器置于
机器人控制系统的下位机部分，进行图像和环境数据采集，并将采集的数据输入到智能信息处理模块中实现信息加工，使用功率场效应管Q1和Q2交替工作进行信息集成控制。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述电机的输出轴一端固定连接转杆一的另一端，所述电机与壳体之间通过两块架板固定连接。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述CAN收到数据后，使DSP工作到600MHz，当水下机器人的内核电压到达PLL_LOCKCNT设定的周期后，通过数字控制振荡器进行时钟控制。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述下位机的直接控制器控制位移设定为[0,10000]，在下位机模块中，随时收集水下机器人海底电缆巡检的状态和环境数据，可将数据传输给中央控制单元。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述中央控制单元放入开发采用MSP430F149嵌入式控制芯片。
[0014]与现有技术相比，本专利技术有益效果：
[0015]本专利技术通过电机能控制转杆一旋转，同时连接带连接转杆二与转杆一，从而能同时调动螺旋桨一和两个螺旋桨二转动。
[0016]本专利技术在嵌入式环境下进行海底电缆巡检水下机器人控制系统优化设计，主要对机器人的上位机模块、下位机模块、探测模块、传感信息采集模块、智能信息处理模块进行电路优化设计，研究表明，本专利技术设计的控制系统能实现海底电缆巡检水下机器人的稳定性控制，性能可靠稳定。
附图说明
[0017]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：
[0018]图1为本专利技术一种水下巡检机器人及巡检系统的整体结构示意图。
[0019]图2为本专利技术一种水下巡检机器人及巡检系统的剖视图。
[0020]附图中：
[0021]1、壳体；2、上位机；3、下位机；4、转杆一；5、螺旋桨一；6、电机；7、架板；8、穿管；9、保护环；10、螺旋桨二；11、连接带。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]请参阅图1
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2，本专利技术提供一种技术方案：
[0024]一种水下巡检机器人及巡检系统，其特征在于：所述水下巡检机器人包括壳体1，所述壳体1的一端处镶嵌设有上位机2和下位机3，所述壳体1的一端转动设有转杆一4，所述转杆一4的一端固定设有螺旋桨一5，所述转杆一4的另一端固定设有电机6，所述电机6的输出轴一端固定连接转杆一4的另一端，所述电机6与壳体1之间通过两块架板7固定连接，所述壳体1的两侧均贯通设有穿管8，所述穿管8上固定套设有保护环9，所述穿管8上位于保护
环9内通过转杆二固定连接有螺旋桨二10，所述转杆二与转杆一4之间通过连接带11连接；
[0025]所述巡检系统包括分别设置在上位机2和下位机3内的上位机模块和下位机模块、设置在壳体1内的传感信息采集模块与水下探测模块、智能信息处理模块；
[0026]所述上位机模块使用RS
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232串口指令控制方法进行水下机器人进行海底电缆巡检过程中的远程控制，给出上位机通信模块的控制结指令的结构；CAN通信程序执行初始化操作后，上位机模块的串口通过DSP进行程序烧写，并执行时钟频率初始化、存储器初始化；所述CAN收到数据后，使DSP工作到600MHz，当水下机器人的内核电压到达PLL_LOCKCNT设定的周期后，通过数字控制振荡器DCO进行时钟控制。
[0027]所述下位机模块采用三端复位芯片STM809S设计，通信数据为多字节，下位机3的直接控制器控制位移设定为[0,10000]，在下位机模块中，随时收集水下机器人海底电缆巡检的状态和环境数据，可将数据传输给中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下巡检机器人及巡检系统，其特征在于：所述水下巡检机器人包括壳体(1)，所述壳体(1)的一端处镶嵌设有上位机(2)和下位机(3)，所述壳体(1)的一端转动设有转杆一(4)，所述转杆一(4)的一端固定设有螺旋桨一(5)，所述转杆一(4)的另一端固定设有电机(6)，所述壳体(1)的两侧均贯通设有穿管(8)，所述穿管(8)上固定套设有保护环(9)，所述穿管(8)上位于保护环(9)内通过转杆二固定连接有螺旋桨二(10)，所述转杆二与转杆一(4)之间通过连接带(11)连接；所述巡检系统包括分别设置在上位机(2)和下位机(3)内的上位机模块和下位机模块、设置在壳体(1)内的传感信息采集模块与水下探测模块、智能信息处理模块；所述上位机模块使用RS
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232串口指令控制方法进行水下机器人进行海底电缆巡检过程中的远程控制，给出上位机通信模块的控制结指令的结构；CAN通信程序执行初始化操作后，上位机模块的串口通过DSP进行程序烧写，并执行时钟频率初始化、存储器初始化；所述下位机模块采用三端复位芯片STM809S设计，通信数据为多字节；所述传感信息采集模块采用发光二极管串接电阻后进行海底电缆的信息采集和融合处理，所述水下...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖泽铧，赵辉，陈卫东，
申请(专利权)人：江苏叶尼赛智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：