CN107839860A - 一种搭载水下超声波测距的水下机器设备 - Google Patents

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章和盛
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    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/52—Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
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    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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Abstract

本发明涉及一种搭载水下超声波测距的水下机器设备。本发明的技术方案是：该水下机器设备包括设备本体、水下探头、主控板和升压电路换能器，所述水下探头设置在设备本体上，所述主控板和升压电路换能器设置在设备本体内，所述水下探头、升压电路换能器、主控板依次作电连接。本发明目的在于提供一种在设备本体上设置水下探头，分别探测上、下、左、右、前、后六个方位的距离，保证设备本体正常工作的搭载水下超声波测距的水下机器设备。

Description

一种搭载水下超声波测距的水下机器设备
技术领域
本发明涉及一种水下机器设备，特别涉及一种搭载水下超声波测距的机器设备。
背景技术
目前的水下机器设备大部分是根据设备自带的摄像头观察环境，再通过上位机来控制设备在水下的运行，但是这种操作方式存在很大的延迟，而且很难全面的了解水下各个方面的状况，因此，如果在比较狭窄的（例如管道，下水道等）环境中，则很容易发生事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在设备本体上设置水下探头，分别探测上、下、左、右、前、后六个方位的距离，保证设备本体正常工作的搭载水下超声波测距的水下机器设备。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种搭载水下超声波测距的水下机器设备，所述水下机器设备包括设备本体、水下探头、主控板和升压电路换能器，所述水下探头设置在设备本体上，所述主控板和升压电路换能器设置在设备本体内，所述水下探头、升压电路换能器、主控板依次作电连接，所述水下探头为收发一体的超声波探头。
水下机器设备的主控板的主控芯片提供200kHz的波形，再通过升压电路换能器，供给水下探头使用，水下探头使用收发一体探头，主控板发出波形后启动计时器，当水下探头收到返回信号时停止计时，可算出水下探头与阻碍物之间的距离，测距公式为：超声波发出检测波到接收到返回波这段时间，乘以声速，再乘1/2，即可得出距离，如果距离低于安全距离，则触发制动，减速甚至停止水下机器设备的运动。
作为本发明的水下探头改进技术方案：
所述水下探头至少包括六个，所述水下探头分别位于设备本体的上、下、左、右、前、后六个面上。
在水下机器设备的六个面上安装六个水下探头，可以全方位保证设备本体处于安全位置。
作为本发明的水下探头改进技术方案：
所述水下探头中的两个对称分布且其连线与x轴平行，用于探测前后方向的距离；所述水下探头中的两个对称分布且其连线与y轴平行，用于探测左右方向的距离；所述水下探头中的两个对称分布且其连线与z轴平行，用于探测上下方向的距离。
将水下机器设备的六个水下探头固定在水下机器设备的六个面上，再将信号线连接到设备本体的主控板上，同时水下机器设备的主控板可以设置安全距离，当检测到探头所测距离小于安全距离时，则触发制动，减速甚至停止水下机器设备的运动。
作为本发明的改进技术方案：
所述水下机器设备还包括螺旋桨，所述螺旋桨设置在设备本体上且与主控板作电连接。
当检测到水下探头所测距离小于安全距离时，主控板命令设备本体上的螺旋桨停止运动或者反向旋转，以保证设备处于安全距离。
作为本发明的螺旋桨改进技术方案：
所述螺旋桨为可活动螺旋桨，所述螺旋桨可指向x、y、z轴三轴方向。
当检测到探头所测距离小于安全距离时，主控板命令设备本体上的螺旋桨停止运动或者反向旋转，由于螺旋桨为可活动螺旋桨，且螺旋桨可指向x、y、z轴三轴方向，因此当x、y、z轴三轴任何一个方向距离小于安全距离时，可以通过螺旋桨来触发制动，减速甚至停止水下机器设备的运动，以保证设备处于安全距离。
采用上述结构后，本发明有益效果为：
采用该技术的水下机器设备操作简单，可以灵活设定安全距离，适用于各种水环境，特别是应用于狭窄水管。水下超声波探头防水性好，工作稳定，反应敏捷。
附图说明
图1是本发明水下机器设备的俯视示意图；
图2是本发明水下机器设备的仰视示意图；
图3是本发明水下机器设备的使用状态示意图；
图4是本发明水下机器设备的剖视图。
附图标号：1，设备本体；2，水下探头；21，上水下探头； 22，下水下探头；23，左水下探头；24，右水下探头；25，前水下探头；26，后水下探头；3，主控板；4，升压电路换能器；5，螺旋桨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3和图4所示，一种搭载水下超声波测距的水下机器设备，所述水下机器设备包括设备本体1、水下探头2、主控板3和升压电路换能器4，所述水下探头2设置在设备本体1上，所述主控板3和升压电路换能器4设置在设备本体1内，所述水下探头2、升压电路换能器4、主控板3依次作电连接。
上述水下探头2为收发一体的超声波探头。
上述水下探头2至少包括六个，所述水下探头2分别位于设备本体1的上、下、左、右、前、后六个面上。
上述水下探头中的前水下探头25和后水下探头26对称分布且其连线与x轴平行，用于探测前后方向的距离；所述水下探头中的左水下探头23和右水下探头24对称分布且其连线与y轴平行，用于探测左右方向的距离；所述水下探头中的上水下探头21和下水下探头22对称分布且其连线与z轴平行，用于探测上下方向的距离。
上述水下机器设备还包括螺旋桨5，所述螺旋桨5设置在设备本体1上且与主控板3作电连接。
上述螺旋桨5为可活动螺旋桨，所述螺旋桨5可指向x、y、z轴三轴方向。
水下机器设备的主控板3的主控芯片提供200kHz的波形，再通过升压电路换能器4，供给水下探头2使用，水下探头2使用收发一体探头，主控板3发出波形后启动计时器，当水下探头2收到返回信号时停止计时，可算出水下探头2与阻碍物之间的距离，测距公式为：超声波发出检测波到接收到返回波这段时间，乘以声速，再乘1/2，即可得出距离，如果距离低于安全距离，则触发制动，减速甚至停止水下机器设备的运动。
在水下机器设备的六个面上安装六个水下探头2，可以全方位保证设备本体1处于安全位置。
将水下机器设备的六个水下探头2固定在水下机器设备的六个面上，再将信号线连接到设备本体1的主控板3上，同时水下机器设备的主控板3可以设置安全距离，当检测到探头所测距离小于安全距离时，则触发制动，减速甚至停止水下机器设备的运动。
当检测到水下探头2所测距离小于安全距离时，主控板3命令设备本体1上的螺旋桨5停止运动或者反向旋转，由于螺旋桨5为可活动螺旋桨，且螺旋桨5可指向x、y、z轴三轴方向，因此当x、y、z轴三轴任何一个方向距离小于安全距离时，可以通过螺旋桨5来触发制动，减速甚至停止水下机器设备的运动，以保证设备处于安全距离。
采用该技术的水下机器设备操作简单，可以灵活设定安全距离，适用于各种水环境，特别是应用于狭窄水管。水下超声波探头防水性好，工作稳定，反应敏捷。
以上具体实施方式的内容仅为本发明的优选实施例，上述优选实施例并非用来限定本发明的实施范围；凡是依照本发明其权利要求的保护范围所做出的各种等同变换，均被本发明其权利要求的保护范围所覆盖。

Claims (6)

1.一种搭载水下超声波测距的水下机器设备，其特征在于：所述水下机器设备包括设备本体、水下探头、主控板和升压电路换能器，所述水下探头设置在设备本体上，所述主控板和升压电路换能器设置在设备本体内，所述水下探头、升压电路换能器、主控板依次作电连接。
2.根据权利要求1所述的水下机器设备，其特征在于：所述水下探头为收发一体的超声波探头。
3.根据权利要求2所述的水下机器设备，其特征在于：所述水下探头至少包括六个，所述水下探头分别位于设备本体的上、下、左、右、前、后六个面上。
4.根据权利要求3所述的水下机器设备，其特征在于：所述水下探头中的两个对称分布且其连线与x轴平行，用于探测前后方向的距离；所述水下探头中的两个对称分布且其连线与y轴平行，用于探测左右方向的距离；所述水下探头中的两个对称分布且其连线与z轴平行，用于探测上下方向的距离。
5.根据权利要求1所述的水下机器设备，其特征在于：所述水下机器设备还包括螺旋桨，所述螺旋桨设置在设备本体上且与主控板作电连接。
6.根据权利要求5所述的水下机器设备，其特征在于：所述螺旋桨为可活动螺旋桨，所述螺旋桨可指向x、y、z轴三轴方向。
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