CN113163274B - 一种水下机器人通信*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种水下机器人通信***，包括：浮漂部，浮漂部携带有通信交换机，通信交换机用于传输网络信号，浮漂部通过浮材包裹后浮于水面；机器人本体，机器人本体通过第一线缆与浮漂部连接，第一线缆随机器人本体浸没于水中，第一线缆用于传输机器人本体和浮漂部之间的网络信号、传输机器人本体向通信交换机供给的电能，机器人本体与浮漂部的水平距离在预设距离阈值内，浮漂部用于指示机器人本体的位置；控制部，控制部通过第二线缆与浮漂部连接，第二线缆的浮力大于第一线缆的浮力并漂浮于水面，第二线缆用于传输控制部和浮漂部之间的网络信号。本申请解决了水下机器人通信距离短的技术问题。

Description

一种水下机器人通信***

技术领域

本申请涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种水下机器人通信***。

背景技术

ROV（Remote Operated Vehicle）作为水下遥控机器人，需要线缆和岸上操作者手中的遥控器通信，通过遥控器来控制。然而，受现有技术限制，水下线缆的长度受限，通信距离较短，且水下线缆极其容易与杂草缠绕或自身缠绕，更是限制了通信距离。

目前，相关技术中，可以采用网线传输，岸上加一个网络中继器如路由器、交换机，但水中传输距离不会超过100米，中继器需要额外供电；可以在网线连接一个浮漂，浮漂上面是wifi，通过wifi与手柄连接。浮漂的供电需要额外引出两根电源线，水下舱体出线端口增加两个，加大了漏水的风险，且wifi的传输受环境因素影响比较大；可以采用载波、EOC、DVSL传输，在本体和ROV手柄上分别要加一个转换的模块。在本体里面通过转换模块把网络信号转换成其他协议传输，传输到岸上后再通过手柄中的转换模块把信号转成网络协议，但是该方案成本昂贵，转换模块体积大，占用仓体里面的空间。同时增加了***的组装生产难度；可以采用光纤通信，同样本体和ROV手柄分别增加转换模块，把网络信号转换成光信号通过光纤传输，但是该方案成本昂贵，转换模块体积大，占用仓体里面的空间，同时光纤的弯曲半径受限，不如电子线缆柔软易弯曲。光纤在水下接口处的密封处理难度比较大。

针对ROV水中通信距离短的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供了一种水下机器人通信***，以解决ROV水中通信距离短的技术问题。

本申请提供了一种水下机器人通信***，包括：

浮漂部，浮漂部携带有通信交换机，通信交换机用于传输网络信号，浮漂部通过浮材包裹后浮于水面；

机器人本体，机器人本体通过第一线缆与浮漂部连接，第一线缆随机器人本体浸没于水中，第一线缆用于传输机器人本体和浮漂部之间的网络信号、传输机器人本体向通信交换机供给的电能，机器人本体与浮漂部的水平距离在预设距离阈值内，浮漂部用于指示机器人本体的位置；

控制部，控制部通过第二线缆与浮漂部连接，控制部设置于地面，控制部用于控制机器人本体执行目标动作，第二线缆的浮力大于第一线缆的浮力并漂浮于水面，第二线缆用于传输控制部和浮漂部之间的网络信号。

可选地，浮漂部还包括第一连接器、第一网络变压器、第一滤波电路、第一电源转换电路、第二连接器以及第二网络变压器；

第一连接器与第一线缆相连，用于接入第一线缆传输的网络信号和电源信号；第一网络变压器与第一连接器相连，用于网络信号的隔离和电源信号的隔离；通信交换机与第一网络变压器相连，用于传输网络信号；第一滤波电路与第一网络变压器相连，用于对电源信号进行滤波；第一电源转换电路分别与第一滤波电路和通信交换机相连，用于对滤波后的电源信号进行转换，并使用转换后的电源信号对通信交换机提供电能；第二网络变压器与通信交换机相连，用于隔离网络信号；第二连接器分别连接第二网络变压器和第二线缆，用于接入第二线缆传输的网络信号。

可选地，第一滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻以及第三电容；

第一电容的一端与第一网络变压器的第一引脚相连，第一电容的另一端与第一电阻相连，第一引脚与***电源相连，***电源用于提供电源信号；第二电容与第一网络变压器的第二引脚相连，第二电容的另一端与第二电阻相连，第二引脚与***地相连；第一电阻和第二电阻并联后与第三电容的一端相连，第三电容的另一端接本体地。

可选地，第一网络变压器的第一引脚与第一静电保护器件的阴极相连，第一网络变压器的第二引脚与第二静电保护器件的阴极相连，第一静电保护器件的阳极接本体地，第二静电保护器件的阳极接本体地。

可选地，***电源与共模电感相连，共模电感用于过滤电源信号中的共模干扰信号。

可选地，浮漂部还包括第二滤波电路，第二滤波电路包括第四电容、第五电容以及第一电感磁珠；

第四电容的一端与第一电感磁珠的一端相连，第四电容的另一端接本体地，第五电容的一端与第一电感磁珠的另一端相连，第五电容的另一端接本体地，第一电感磁珠用于对电源信号进行差模滤波，得到供通信交换机使用的电源，第四电容用于对差模滤波前的电源信号滤波，第五电容用于对差模滤波后的电源信号滤波。

可选地，机器人本体包括第三连接器、第三网络变压器、第三滤波电路、第二电源转换电路、微控制器以及本体电源；

第二电源转换电路与本体电源相连，用于对本体电源的电源信号进行转换；第三滤波电路与第二电源转换电路相连，用于对转换后的电源信号进行滤波；第三网络变压器分别与第三滤波电路、微控制器以及第三连接器相连，第三网络变压器用于隔离滤波之后的电源信号，电源信号用于给微控制器和通信交换机提供电能；第三连接器与第一线缆相连，用于将网络信号和电源信号接入第一线缆。

可选地，第三滤波电路包括第六电容、第七电容、第三电阻、第四电阻以及第八电容；

第六电容的一端与第三网络变压器的第一目标引脚相连，第六电容的另一端与第三电阻相连，第一目标引脚与***电源相连；第七电容与第三网络变压器的第二目标引脚相连，第七电容的另一端与第四电阻相连，第二目标引脚与***地相连；第三电阻和第四电阻并联后与第八电容的一端相连，第八电容的另一端接本体地。

可选地，第三网络变压器的第一目标引脚与第三静电保护器件的阴极相连，第三网络变压器的第二目标引脚与第四静电保护器件的阴极相连，第三静电保护器件的阳极接本体地，第四静电保护器件的阳极接本体地；第三网络变压器的第三引脚与第五电阻相连，第三网络变压器的第四引脚与第六电阻相连，第三网络变压器的第五引脚与第七电阻相连，第三网络变压器的第六引脚与第八电阻相连，第三引脚、第四引脚、第五引脚以及第六引脚用于向微控制器传递本体电源提供的电源信号，第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻用于进行差分信号匹配，以稳定电路。

可选地，机器人本体还包括第四滤波电路，第四滤波电路包括第九电容、第十电容、第九电阻以及第二电感磁珠；

第九电容的一端与第二电感磁珠的一端相连，第九电容的另一端接本体地，第十电容的一端与第二电感磁珠的另一端相连，第十电容的另一端接本体地，第二电感磁珠用于对本体电源进行差模滤波，得到***电源，第九电容用于对本体电源的电源信号进行滤波，第十电容用于对***电源的电源信号进行滤波，第九电阻连接在***地与本体地之间，用于隔离***地与本体地。

本申请实施例提供的上述技术方案与相关技术相比具有如下优点：

本申请提供了一种水下机器人通信***，包括：浮漂部，浮漂部携带有通信交换机，通信交换机用于传输网络信号，浮漂部通过浮材包裹后浮于水面；机器人本体，机器人本体通过第一线缆与浮漂部连接，第一线缆随机器人本体浸没于水中，第一线缆用于传输机器人本体和浮漂部之间的网络信号、传输机器人本体向通信交换机供给的电能，机器人本体与浮漂部的水平距离在预设距离阈值内，浮漂部用于指示机器人本体的位置；控制部，控制部通过第二线缆与浮漂部连接，控制部设置于地面，控制部用于控制机器人本体执行目标动作，第二线缆的浮力大于第一线缆的浮力并漂浮于水面，第二线缆用于传输控制部和浮漂部之间的网络信号。本申请通过将交换机设于浮漂部漂浮于水面，随水下机器人移动，使得岸上控制部与水下机器人之间的通信距离大大增加，在浮漂部与水下机器人之间使用第一线缆连接，第一线缆随机器人本体浸没于水中，在浮漂部与岸上的控制部之间使用第二线缆线缆连接，第二线缆漂浮在水面，两种线缆浮力不同，所处位置不同，使得两条线缆各自处在相对远离的位置，不会发生缠绕，提升通信距离的同时还保障了水下机器人的安全，且浮漂部可以作为机器人本体的位置标识，岸上人员通过浮漂部的位置可以初步确定水下机器人的大致位置。本申请解决了水下机器人水中通信距离短的技术问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例提供的一种可选的水下机器人通信***示意图；

图2为根据本申请实施例提供的一种可选的第一滤波电路和第一网络变压器示意图；

图3为根据本申请实施例提供的一种可选的第一连接器示意图；

图4为根据本申请实施例提供的一种可选的共模电感连接示意图；

图5为根据本申请实施例提供的一种可选的第二滤波电路示意图；

图6为根据本申请实施例提供的一种可选的第三滤波电路和第三网络变压器示意图；

图7为根据本申请实施例提供的一种可选的第三连接器示意图；

图8为根据本申请实施例提供的一种可选的第四滤波电路示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

相关技术中，为了解决水下遥控机器人水下通信距离受限的问题，可以采用网线传输，岸上加一个网络中继器如路由器、交换机，但水中的传输距离不会超过100米，中继器需要额外供电；可以在网线连接一个浮漂，浮漂上面是wifi，通过wifi与手柄连接。浮漂的供电需要额外引出两根电源线，水下舱体出线端口增加两个，加大了漏水的风险，且wifi的传输受环境因素影响比较大；可以采用载波、EOC、DVSL传输，在本体和ROV手柄上分别要加一个转换的模块。在本体里面通过转换模块把网络信号转换成其他协议传输，传输到岸上后再通过手柄中的转换模块把信号转成网络协议，但是该方案成本昂贵，转换模块体积大，占用仓体里面的空间。同时增加了***的组装生产难度；可以采用光纤通信，同样本体和ROV手柄分别增加转换模块，把网络信号转换成光信号通过光纤传输，但是该方案成本昂贵，转换模块体积大，占用仓体里面的空间，同时光纤的弯曲半径受限，不如电子线缆柔软易弯曲。光纤在水下接口处的密封处理难度比较大。

为了解决背景技术中提及的问题，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细说明：

如图1所示，本申请提供了一种水下机器人通信***，包括：

浮漂部1，浮漂部1携带有通信交换机101，通信交换机101用于传输网络信号，浮漂部1通过浮材包裹后浮于水面；

机器人本体2，机器人本体2通过第一线缆4与浮漂部1连接，第一线缆4随机器人本体2浸没于水中，第一线缆4用于传输机器人本体2和浮漂部1之间的网络信号、传输机器人本体2向通信交换机101供给的电能，机器人本体2与浮漂部1的水平距离在预设距离阈值内，浮漂部用于指示机器人本体的位置；

控制部3，控制部3通过第二线缆5与浮漂部1连接，控制部3设置于地面，控制部3用于控制机器人本体2执行目标动作，第二线缆5的浮力大于第一线缆4的浮力并漂浮于水面，第二线缆5用于传输控制部3和浮漂部1之间的网络信号。

本申请实施例中，通过图1可以看出该水下机器人通信***的分布示意，浮漂部1与机器人本体2通过第一线缆4相连，机器人本体2在水下移动工作，如水下运动摄像勘探等。浮漂部1采用浮材包裹漂浮于水面，因此可以搭载通信交换机101随机器人本体移动，通信交换机101可以采用IP175G芯片。可以通过控制第一线缆4的长度，从而控制机器人本体2与浮漂部1之间的水平距离在预设距离阈值内，由此岸上工作人员可以根据水面上漂浮的浮漂部的位置来大致估算机器人本体在水下的位置，即可以将浮漂部作为机器人本体的位置标识。该预设距离阈值可以根据第一线缆的长度设置。

机器人本体2可以通过第一线缆4向漂浮部中的通信交换机101供电，搭载通信交换机101的浮漂部又通过第二线缆连接岸上的控制部，从而延长通信距离。控制部3设置于地面，由工作人员在岸上操作机器人本体2执行动作。控制部3通过第二线缆5与漂浮部相连，从而使得网络信号能够由第二线缆5传递到通信交换机101，经过通信交换机101，再由第一线缆4传递到机器人本体2，并且接收机器人本体2反馈的信号。

第一线缆4与第二线缆5的浮力不同，从而两条线缆不会缠绕到一起，且保持相对远离。第一线缆4可以采用4芯5类的零浮力线缆，第二线缆5可以采用4芯5类的正浮力线缆，相比现有常用的6芯线缆，采用4芯线缆即可传输网络信号和电源，减少线缆芯数，即可减少线缆与机器人本体2、浮漂部1连接处的接头数量，进而减少漏水的风险。

采用本申请技术方案，通过将交换机设于浮漂部漂浮于水面，随水下机器人移动，使得岸上控制部与水下机器人之间的通信距离大大增加，并在浮漂部与水下机器人之间使用第一线缆连接，第一线缆随机器人本体浸没于水中，在浮漂部与岸上的控制部之间使用第二线缆线缆连接，第二线缆漂浮在水面，两种线缆浮力不同，所处位置不同，使得两条线缆各自处在相对远离的位置，不会发生缠绕，提升通信距离的同时还保障了水下机器人的安全，且浮漂部可以作为机器人本体的位置标识，岸上人员通过浮漂部的位置可以初步确定水下机器人的大致位置，解决了水下机器人水中通信距离短的技术问题。

可选地，浮漂部1还包括第一连接器（图1中未示出）、第一网络变压器102、第一滤波电路103、第一电源转换电路104、第二连接器（图1中未示出）以及第二网络变压器105；

第一连接器与第一线缆4相连，用于接入第一线缆4传输的网络信号和电源信号；第一网络变压器102与第一连接器相连，用于网络信号的隔离和电源信号的隔离；通信交换机101与第一网络变压器102相连，用于传输网络信号；第一滤波电路103与第一网络变压器102相连，用于对电源信号进行滤波；第一电源转换电路104分别与第一滤波电路103和通信交换机101相连，用于对滤波后的电源信号进行转换，并使用转换后的电源信号对通信交换机101提供电能；第二网络变压器105与通信交换机101相连，用于隔离网络信号；第二连接器分别连接第二网络变压器105和第二线缆5，用于接入第二线缆传输的网络信号。

本申请实施例中，机器人本体2发送过来的网络信号和电源信号经第一线缆4传输，通过第一连接器进入浮漂部1，浮漂部1内第一网络变压器102对网络信号进行隔离（即将传输线路与工作线路隔离，使二者互不干扰），并将网络信号传递给通信交换机101，再由通信交换机101处理后传递至第二网络变压器105，最后发送至控制部3。第一网络变压器102还对电源信号进行隔离，并由第一滤波电路103对电源信号进行滤波，滤波后由第一电源转换电路104转换处理后给通信交换机101供电。

可选地，如图2所示，第一滤波电路103包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R5、第二电阻R6以及第三电容C4；

第一电容C1的一端与第一网络变压器102的第一引脚T15相连，第一电容C1的另一端与第一电阻R5相连，第一引脚T15与***电源POE_PWR相连，***电源POE_PWR用于提供电源信号；第二电容C2与第一网络变压器102的第二引脚T10相连，第二电容C2的另一端与第二电阻R6相连，第二引脚T10与***地POE_GND相连；第一电阻R5和第二电阻R6并联后与第三电容C4的一端相连，第三电容C4的另一端接本体地GND。

本申请实施例中，***电源POE_PWR为机器人本体提供的电源，***地POE_GND为与***电源POE_PWR相应匹配的地。第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C4用于对电源信号进行滤波。

可选地，第一网络变压器102的第一引脚T15与第一静电保护器件D1的阴极相连，第一网络变压器102的第二引脚T10与第二静电保护器件D2的阴极相连，第一静电保护器件D1的阳极接本体地GND，第二静电保护器件D2的阳极接本体地GND。

第一网络变压器102的PO_RX-、PO_RX+、PO_TX-、PO_TX+连接至通信交换机101的对应端口上。

本申请实施例中，为了稳定电源，防止静电干扰，可以设置静电保护器件对电路进行保护。静电保护器件可以是静电保护二极管。当电路正常工作时，静电保护二极管处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，静电保护二极管迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护电路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。

本申请实施例中，如图3所示为第一连接器J1的电路示意图，第一网络变压器102的MD1-、MD1+、MD2-、MD2+分别与第一连接器的MD1-、MD1+、MD2-、MD2+对应连接，用于传输网络信号，***电源POE_PWR、***地POE_GND与电源接口连接。

可选地，如图4所示，***电源POE_PWR与共模电感L7相连，共模电感L7用于过滤电源信号中的共模干扰信号。

可选地，如图5所示，浮漂部1还包括第二滤波电路，第二滤波电路包括第四电容C25、第五电容C24以及第一电感磁珠FB1；

第四电容C25的一端与第一电感磁珠FB1的一端相连，第四电容C25的另一端接本体地GND，第五电容C24的一端与第一电感磁珠FB1的另一端相连，第五电容C24的另一端接本体地GND，第一电感磁珠FB1用于对电源信号进行差模滤波，得到供通信交换机101使用的电源，第四电容C25用于对差模滤波前的电源信号滤波，第五电容C24用于对差模滤波后的电源信号滤波。

本申请实施例中，***电源POE_PWR实际上是第一线缆4上的电源信号，该电源信号经过共模电感的滤波后得到LVIN_12V，此时需要经过第一电感磁珠FB1能量转换以及第四电容C25、第五电容C24的滤波处理得到VIN_12V。

可选地，如图1所示，机器人本体2包括第三连接器（图1中未示出）、第三网络变压器201、第三滤波电路202、第二电源转换电路203、微控制器204以及本体电源（图1中未示出）；

第二电源转换电路203与本体电源相连，用于对本体电源的电源信号进行转换；第三滤波电路202与第二电源转换电路203相连，用于对转换后的电源信号进行滤波；第三网络变压器201分别与第三滤波电路202、微控制器204以及第三连接器相连，第三网络变压器201用于隔离滤波之后的电源信号，电源信号用于给微控制器204和通信交换机101提供电能；第三连接器与第一线缆4相连，用于将网络信号和电源信号接入第一线缆。

本申请实施例中，第三网络变压器201与微控制器204之间还可以设置端口物理层模块PHY，用于对网络信号进行编码和解码。本体电源不仅提供机器人本体所使用的电能，还提供浮漂部使用的电能。

可选地，如图6所示，第三滤波电路包括第六电容C97、第七电容C96、第三电阻R15、第四电阻R12以及第八电容C13；

第六电容C97的一端与第三网络变压器201的第一目标引脚T15a相连，第六电容C97的另一端与第三电阻R15相连，第一目标引脚T15a与***电源POE_PWR相连；第七电容C96与第三网络变压器201的第二目标引脚T10a相连，第七电容C96的另一端与第四电阻R12相连，第二目标引脚T10a与***地POE_GND相连；第三电阻R15和第四电阻R12并联后与第八电容C13的一端相连，第八电容C13的另一端接本体地GND。

本申请实施例中，第三滤波电路的作用是对电源信号进行滤波。

可选地，第三网络变压器201的第一目标引脚T15a与第三静电保护器件D4的阴极相连，第三网络变压器201的第二目标引脚T10a与第四静电保护器件D3的阴极相连，第三静电保护器件D4的阳极接本体地GND，第四静电保护器件D3的阳极接本体地GND。

第三网络变压器201的第三引脚T1a与第五电阻R13相连，第三网络变压器201的第四引脚T3a与第六电阻R14相连，第三网络变压器201的第五引脚T6a与第七电阻R16相连，第三网络变压器201的第六引脚T8a与第八电阻R17相连，第三引脚T1a、第四引脚T3a、第五引脚T6a以及第六引脚T8a用于向微控制器204传递本体电源提供的电源信号，第五电阻R13、第六电阻R14、第七电阻R16以及第八电阻R17用于进行差分信号匹配，以稳定电路。

本申请实施例中，为了稳定电源，防止静电干扰，可以设置静电保护器件对电路进行保护。静电保护器件可以是静电保护二极管。当电路正常工作时，静电保护二极管处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，静电保护二极管迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护电路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。

本申请实施例中，如图7所示为第三连接器J3的电路示意图，第三网络变压器201的MD1-、MD1+、MD2-、MD2+分别与第三连接器J3的MD1-、MD1+、MD2-、MD2+对应连接，用于传输网络信号，***电源POE_PWR、***地POE_GND与电源接口连接，用于向第一线缆4传输电源信号。

第三网络变压器201的MDIN0、MDIP0、MDIN1、MDIP1连接至机器人本体2的主控（微控制器204）对应的端口上。

可选地，如图8所示，机器人本体2还包括第四滤波电路，第四滤波电路包括第九电容C99、第十电容C98、第九电阻R18以及第二电感磁珠FB2；

第九电容C99的一端与第二电感磁珠FB2的一端相连，第九电容C99的另一端接本体地GND，第十电容C98的一端与第二电感磁珠FB2的另一端相连，第十电容C98的另一端接本体地GND，第二电感磁珠FB2用于对本体电源POE_12V进行差模滤波，得到***电源POE_PWR，第九电容C99用于对本体电源的电源信号进行滤波，第十电容C98用于对***电源POE_PWR的电源信号进行滤波，第九电阻R18连接在***地POE_GND与本体地GND之间，用于隔离***地POE_GND与本体地GND。

本申请实施例中，经过第四滤波电路，使得向浮漂部提供的电源与机器人本体隔离，避免***电源POE_PWR影响机器人本体的工作。

采用本申请技术方案，通过将交换机设于浮漂部漂浮于水面，随水下机器人移动，使得岸上控制部与水下机器人之间的通信距离大大增加，并在浮漂部与水下机器人之间使用第一线缆连接，第一线缆随机器人本体浸没于水中，在浮漂部与岸上的控制部之间使用第二线缆线缆连接，第二线缆漂浮在水面，两种线缆浮力不同，所处位置不同，使得两条线缆各自处在相对远离的位置，不会发生缠绕，提升通信距离的同时还保障了水下机器人的安全，且浮漂部可以作为机器人本体的位置标识，岸上人员通过浮漂部的位置可以初步确定水下机器人的大致位置，解决了水下机器人通信距离短的技术问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示重要性；词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何方向。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种水下机器人通信***，其特征在于，包括：

浮漂部，所述浮漂部携带有通信交换机，所述通信交换机用于传输网络信号，所述浮漂部通过浮材包裹后浮于水面；

机器人本体，所述机器人本体通过第一线缆与所述浮漂部连接，所述第一线缆随所述机器人本体浸没于水中，所述第一线缆用于传输所述机器人本体和所述浮漂部之间的网络信号、传输所述机器人本体向所述通信交换机供给的电能，所述机器人本体与所述浮漂部的水平距离在预设距离阈值内，所述浮漂部用于指示所述机器人本体的位置；

控制部，所述控制部通过第二线缆与所述浮漂部连接，所述控制部设置于地面，所述控制部用于控制所述机器人本体执行目标动作，所述第二线缆的浮力大于所述第一线缆的浮力并漂浮于水面，所述第二线缆用于传输所述控制部和所述浮漂部之间的网络信号；

所述浮漂部还包括第一连接器、第一网络变压器、第一滤波电路、第一电源转换电路、第二连接器以及第二网络变压器；

所述第一连接器与所述第一线缆相连，用于接入所述第一线缆传输的网络信号和电源信号；所述第一网络变压器与所述第一连接器相连，用于网络信号的隔离和电源信号的隔离；所述通信交换机与所述第一网络变压器相连，用于传输网络信号；所述第一滤波电路与所述第一网络变压器相连，用于对所述电源信号进行滤波；所述第一电源转换电路分别与所述第一滤波电路和所述通信交换机相连，用于对滤波后的所述电源信号进行转换，并使用转换后的电源信号对所述通信交换机提供电能；所述第二网络变压器与所述通信交换机相连，用于隔离网络信号；所述第二连接器分别连接所述第二网络变压器和所述第二线缆，用于接入所述第二线缆传输的网络信号。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻以及第三电容；

所述第一电容的一端与所述第一网络变压器的第一引脚相连，所述第一电容的另一端与所述第一电阻相连，所述第一引脚与***电源相连，所述***电源用于提供电源信号；所述第二电容与所述第一网络变压器的第二引脚相连，所述第二电容的另一端与所述第二电阻相连，所述第二引脚与***地相连；所述第一电阻和所述第二电阻并联后与所述第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端接本体地。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述第一网络变压器的第一引脚与第一静电保护器件的阴极相连，所述第一网络变压器的第二引脚与第二静电保护器件的阴极相连，所述第一静电保护器件的阳极接本体地，所述第二静电保护器件的阳极接本体地。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述***电源与共模电感相连，所述共模电感用于过滤电源信号中的共模干扰信号。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述浮漂部还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路包括第四电容、第五电容以及第一电感磁珠；

所述第四电容的一端与所述第一电感磁珠的一端相连，所述第四电容的另一端接本体地，所述第五电容的一端与所述第一电感磁珠的另一端相连，所述第五电容的另一端接本体地，所述第一电感磁珠用于对所述电源信号进行差模滤波，得到供所述通信交换机使用的电源，所述第四电容用于对差模滤波前的电源信号滤波，所述第五电容用于对差模滤波后的电源信号滤波。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述机器人本体包括第三连接器、第三网络变压器、第三滤波电路、第二电源转换电路、微控制器以及本体电源；

所述第二电源转换电路与所述本体电源相连，用于对所述本体电源的电源信号进行转换；所述第三滤波电路与所述第二电源转换电路相连，用于对转换后的电源信号进行滤波；所述第三网络变压器分别与所述第三滤波电路、所述微控制器以及所述第三连接器相连，所述第三网络变压器用于隔离滤波之后的电源信号，所述电源信号用于给所述微控制器和所述通信交换机提供电能；所述第三连接器与所述第一线缆相连，用于将网络信号和电源信号接入所述第一线缆。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述第三滤波电路包括第六电容、第七电容、第三电阻、第四电阻以及第八电容；

所述第六电容的一端与所述第三网络变压器的第一目标引脚相连，所述第六电容的另一端与所述第三电阻相连，所述第一目标引脚与所述***电源相连；所述第七电容与所述第三网络变压器的第二目标引脚相连，所述第七电容的另一端与所述第四电阻相连，所述第二目标引脚与***地相连；所述第三电阻和所述第四电阻并联后与所述第八电容的一端相连，所述第八电容的另一端接本体地。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述第三网络变压器的第一目标引脚与第三静电保护器件的阴极相连，所述第三网络变压器的第二目标引脚与第四静电保护器件的阴极相连，所述第三静电保护器件的阳极接本体地，所述第四静电保护器件的阳极接本体地；所述第三网络变压器的第三引脚与第五电阻相连，所述第三网络变压器的第四引脚与第六电阻相连，所述第三网络变压器的第五引脚与第七电阻相连，所述第三网络变压器的第六引脚与第八电阻相连，所述第三引脚、第四引脚、第五引脚以及第六引脚用于向所述微控制器传递所述本体电源提供的电源信号，所述第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻用于进行差分信号匹配，以稳定电路。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述机器人本体还包括第四滤波电路，所述第四滤波电路包括第九电容、第十电容、第九电阻以及第二电感磁珠；

所述第九电容的一端与所述第二电感磁珠的一端相连，所述第九电容的另一端接本体地，所述第十电容的一端与所述第二电感磁珠的另一端相连，所述第十电容的另一端接本体地，所述第二电感磁珠用于对所述本体电源进行差模滤波，得到所述***电源，所述第九电容用于对所述本体电源的电源信号进行滤波，所述第十电容用于对所述***电源的电源信号进行滤波，所述第九电阻连接在***地与本体地之间，用于隔离***地与本体地。

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