CN210822698U - 一种水面水下通用型水质水利监测机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种LakeRovers01巡湖者，实质上是一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，属于水下机器人领域。包括浮力材料与保护罩、低光相机与云台、主框架、水平推进器、垂直推进器、电子舱、电池舱、水下射灯。所述主框架的侧板与主框架的底板将机器人本体固定于内部，并通过螺钉连接在一起。所述低光相机与云台安装与透明保护罩内部，用于对水下情况进行实时监测。所述水下射灯安装于机身左右两侧，并且可根据需要扩展数量，用于辅助所述低光相机对水底环境的实时监测。所述水平推进器与所述垂直推进器共同作用，用于本实用新型在水面/水下灵活运动。本实用新型的有益效果是体积小巧，布置合理，水平推进器与垂直推进器的联合运用极大的提高了监测机器人在水下作业时的灵活性能，数据传输稳定，结构紧凑，并且可以根据需求通过搭载不同的传感器吊舱及抓取机械臂可适用于多种任务场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种水面水下通用型水质水利监测机器人。
背景技术
在我国，水下作业主要是依赖人和简单的潜水器，复杂、危险的海洋环境对人的生命安全造成很大的威胁，而国家对海洋资源的开发力度又不断加大，这就必须需要一种新的智能化的机器设备来代替人去执行海下作业任务，水下机器人就此产生。
水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。
现有的潜航式机器人，上升和下潜大多通过改变本体在水中的浮力来实现，而且通常只有一到两个动力推进器，反应时间慢，不够机动灵活，虽然机器人能实现一定角度的旋转，但控制繁琐，稳定性差。
一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，运用物联网传感器技术、自动控制技术、计算机应用技术、物联网通讯技术及相关分析软件平台组成的一个综合性的在线自动监测机器人。通过搭载不同的传感器吊舱及抓取机械臂可适用于多种任务场景，搭配水质监测舱根据监测的水中DO、pH、ORP、SS、EC、NH4 +等多个参数的数据实现水质监测，搭载水利监测舱通过多波束成像声纳等方式实现水利监测，不仅体积小巧、操作灵活，并且操作简单无需专业人员即可完成操作实用，为相关部门管理提供参考依据。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，提供一种体积小巧、操作灵活、易于扩展、操作简单的水下监测机器人。
本实用新型提供了如下的技术方案：
一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，包括浮力材料与保护罩、低光相机与云台、主框架、水平推进器、垂直推进器、电子舱、电池舱、水下射灯。
所述主框架的侧板与主框架的底板将机器人本体固定于内部，并通过螺钉连接在一起；
所述低光相机与云台安装与透明保护罩内部，用于对水下情况进行实时监测；
所述水下射灯安装于机身左右两侧，并且可根据需要扩展数量，用于辅助所述低光相机对水底环境的实时监测；
所述的水平推进器与所述垂直推进器内部通道通过PU管相连，用于本实用新型在水面/水下灵活运动。
优选的，所述主框架的侧板与主框架的底板通过螺钉连接在一起，侧板凸台内部安装有钢丝螺帽，底板凸台部分开有与侧板螺纹匹配的螺钉配合螺孔，安装螺钉隐藏于侧板上。
优选的，所述低光相机与云台安装与透明保护罩内部，摄像头固定在云台上，在所述水下射灯的配合下实现对水底环境的实时监测，监测数据可通过标配的零浮力缆实时传输至地面。
优选的，所述水下射灯采用3000流明的水下LED光源，固定在机身的左右两侧，并且可根据需要扩展。
优选的，所述水平推进器共有四个，安装于机身的四个角，用于控制机器人的进退和转弯，当左右两侧的水平推进器以相同转速同向转动时，机器人可实现直线前进或后退；当左右两侧的水平推进器以相同转速按不同方向转动时，可实现原地转动，以差速转动时，机器人可实现任意半径转弯。所述垂直推进器共有两个，设置于主体框架的中间位置，可以轻松控制机器人的沉浮。
优选的，所述实用新型可通过搭载不同的传感器吊舱及抓取机械臂可适用于多种任务场景。
优选的，传感器吊舱可选取水质监测吊舱和水利监测吊舱。所述水质监测吊舱可应用于分层行水质污染及成因分析；所述水利监测吊舱，应用于病险水利工程检测及水利水电厂分析。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型作为一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，具备水下六自由度潜航运动能力，体积小巧，操作灵活，最大潜深300米，通过搭载不同的传感器吊舱及抓取臂可适用于多种任务场景，易于拓展。
2、本实用新型由潜航器、地面中继器、零浮力缆、遥控手柄、地面站构成。机身标配水下低光摄像机与3000流明的水下LED光源，监测数据可通过标配的零浮力缆实时传输至地面。潜航器支持自动定向、自动定深、水下路径规划等操作模式，操作简单无需专业人员即可完成操作实用。
3、本实用新型为实现水质/水利监测，可搭载水质/水利监测吊舱。水质监测吊舱可应用于分层型水质污染及成因分析；水利监测吊舱可应用于病险水利工程检测及水利水电水下检测。监测到的数据传输到平台，为相关部门提供信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图或的其他的附图。附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型结构俯视图；
图3是本实用新型结构仰视图；
图4是本实用新型结构***图；
图中标记为：1.主框架：1a.主框架底板；1b.主框架侧板；2.水平推进器；3.垂直推进器；4.低光相机与云台；5.水下射灯；6.水质监测舱；7.电池舱；8.配重铅块；9.浮力材料及保护罩。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
请参阅图1-4，图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型结构俯视图；图3是本实用新型结构仰视图；图4是本实用新型结构***图；本实用新型提供一种技术方案：
本实用新型提供的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，包括主框架1、水平推进器2、垂直推进器3、低光相机与云台4、水下射灯5、水质监测舱6、电池舱7、配重铅块8、和浮力材料及保护罩9。
其中，主框架1为水面/水下通用型水质/水利监测机器人的骨架和支撑部件，主框架底板1a与主框架侧板1b通过螺钉连接在一起，主框架1b侧板凸台内部安装有钢丝螺帽，主框架底板1a凸台部分开有与侧板1b螺纹匹配的螺钉配合螺孔，安装螺钉隐藏于侧板1b上。
水平推进器2水平推进器共有四个，安装于机身的四个角，用于控制机器人的进退和转弯.设置四个水平推进器2且分别设置于主框架1的左右两侧能保持机器人的平衡。当左右两侧的水平推进器2以相同转速同向转动时，机器人可实现直线前进或后退；当左右两侧的水平推进器2以相同转速按不同方向转动时，可实现原地转动，以差速转动时，机器人可实现任意半径转弯。所谓水平推进器2应当理解为水平布置，即推进方向为垂直方向的推进器。
垂直推进器3共有两个，设置于主体框架的中间位置，可以轻松控制机器人的沉浮。相应地，所谓垂直推进器3应当理解为垂直布置，即推进方向为垂直方向的推进器。并且水平推进器2与垂直推进器通过支撑板安装在主框架1上，主框架1上分布有相应位置布置的调节螺孔，安装螺栓穿过水平推进器2和垂直推进器3上的支撑板与调节螺孔螺纹配合，用于本实用新型在水面/水下灵活运动。
为了避免在上升时，浮力材料9的阻力，在本实施例中，浮力材料9的顶部保护测为弧面，减少在水中运动的阻力。同理，为了防止在机器人下潜时，机体重量达不到下潜标准，故在主框架底板1a下方安装合适数量的配重铅块8，来达到机器人下潜时的重力要求。
低光相机与云台4通过固定支架安装在抗压壳体内，安装位于抗压壳体的前部，抗压壳体的前端设有透明保护罩，透明保护罩为PC透明保护罩，PC透明保护罩空间利用率高，透光性好，透明保护罩下方左右两侧安装有水下射灯5，可以帮助低光相机4及时记录近距离地环境，及时采相和记录，了解周围的环境。
低光相机4为CMOS摄像机，摄像机内配置A20双核处理器，A20处理器上搭载Linux操作***，与CMOS摄像机的***相连，实现数据的快速传输和处理，监测数据可通过标配的零浮力缆实时传输至地面。抗压壳体的后端安装水密接头，所述水密接头通过螺纹和密封圈密封在抗压壳体后端的电子舱，所述水密接头内插装连接到摄像机的电源线和传输电线，所述抗压壳体的下方设有电池舱7，为低光相机4供电。
一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人可搭载不同的传感器吊舱及抓取机械臂可适用于多种任务场景。传感器吊舱可选取水质监测吊舱6和水利监测吊舱。所述水质监测吊舱6可根据监测的水中DO、pH、ORP、SS、EC、NH4 +等多个参数的数据应用于分层行水质污染及成因分析；所述水利监测吊舱，通过多波束成像声纳等方式获取监测数据应用于病险水利工程检测及水利水电厂分析。在实际监测应用时，水质监测舱6和水利监测吊舱通过支撑架和相应配置的螺栓螺孔分别安装在本实用新型机器人的左右两侧，实现水质和水利监测。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，包括浮力材料与保护罩、低光相机与云台、主框架、水平推进器、垂直推进器、电子舱、电池舱、水下射灯，
所述主框架的侧板与主框架的底板将机器人本体固定于内部，并通过螺钉连接在一起；
所述低光相机与云台安装与透明保护罩内部，用于对水下情况进行实时监测；
所述水下射灯安装于机身左右两侧，并且可根据需要扩展数量，用于辅助所述低光相机对水底环境的实时监测；
所述的水平推进器与所述垂直推进器共同作用，用于本实用新型在水面/水下灵活运动。
2.根据权利要求1所述的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，所述主框架的侧板与主框架的底板通过螺钉连接在一起，侧板凸台内部安装有钢丝螺帽，底板凸台部分开有与侧板螺纹匹配的螺钉配合螺孔，安装螺钉隐藏于侧板上。
3.根据权利要求1所述的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，所述低光相机与云台安装与透明保护罩内部，摄像头固定在云台上，在所述水下射灯的配合下实现对水底环境的实时监测，监测数据可通过标配的零浮力缆实时传输至地面。
4.根据权利要求1所述的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，所述水下射灯采用3000流明的水下LED光源，固定在机身的左右两侧，并且可根据需要扩展。
5.根据权利要求1所述的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，所述水平推进器共有四个，安装于机身的四个角，用于控制机器人的进退和转弯，当左右两侧的水平推进器以相同转速同向转动时，机器人可实现直线前进或后退；当左右两侧的水平推进器以相同转速按不同方向转动时，可实现原地转动，以差速转动时，机器人可实现任意半径转弯，所述垂直推进器共有两个，设置于主体框架的中间位置，可以轻松控制机器人的沉浮。
6.根据权利要求1所述的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，所述实用新型可通过搭载不同的传感器吊舱及抓取机械臂可适用于多种任务场景。
7.根据权利要求6所述的一种水面/水下通用型水质/水利监测机器人，其特征在于，传感器吊舱可选取水质监测吊舱和水利监测吊舱，所述水质监测吊舱可应用于分层行水质污染及成因分析；所述水利监测吊舱，应用于病险水利工程检测及水利水电厂分析。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113561178A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 燕山大学 | 一种水下机器人智能抓取装置及其方法 |
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2019
- 2019-09-04 CN CN201921465909.9U patent/CN210822698U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113561178A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-29 | 燕山大学 | 一种水下机器人智能抓取装置及其方法 |
| CN113561178B (zh) * | 2021-07-30 | 2024-02-13 | 燕山大学 | 一种水下机器人智能抓取装置及其方法 |
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