CN215402763U - 一种水下清洁机器人脐带缆定位控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，包括水上部分和水下部分，所述水上部分包括控制器、编码器、电机和绞车，所述水下部分包括水下机器人，所述水上部分和水下部分之间通过脐带缆相连接。本实用新型通过控制器可以接收深度传感器信号、姿态传感器姿态信号和编码器信号，控制器根据接收到的编码器信号和深度信息控制电机转动从而控制脐带缆的收放，并且依据编码器信号、深度信息、姿态信息进行水下机器人的定位，综上所述，使得不需要增加定位装置仅通过传感器信息和基本的控制算法以实现机器人的水下定位，结构简单且相较于同类型的清洁机器人经济成本低、实用性强。

Description

一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***

技术领域

本实用新型涉及机器人通信技术领域，特别涉及一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***。

背景技术

水下电磁信号衰减快、实际应用中基本无法使用无线通讯，目前，大多水下机器人采用有线通讯方式，通过拖拽脐带缆实现水上控制器与水下机器人的通讯，水下清洁机器人会在需要清洁的舱壁内循环运动以实现舱壁的清洁，脐带缆过长时会造成缠绕问题，脐带缆过短会对机器人造成额外的负载，准确的控制脐带缆长度是关键技术问题；除此之外，水下机器人定位技术也是水下机器人关键技术之一，目前典型的水下定位方法包括水声定位、基于GPS的水下定位等，但这些定位方法不仅需要在机器人本体和水面控制站上增加定位装置，还都具有较大的应用局限性，考虑到水下机器人的应用场景、经济成本和实用性，目前大多已应用的水下清洁机器人不会采用上述定位技术，无法实现定位，因此，本专利提出一种通过控制器控制电机参数来控制脐带缆长度，利用传感器获得的参数确定机器人水下位置的水下清洁机器人脐带缆定位控制***及控制方法。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，以解决上述背景技术中提出的目前水下机器人定位经济成本较高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，包括水上部分和水下部分，所述水上部分包括控制器、编码器、电机和绞车，所述水下部分包括水下机器人，所述水上部分和水下部分之间通过脐带缆相连接。

优选的，所述脐带缆的一端连接在水下机器人上，所述脐带缆的另一端连接在绞车上。

优选的，所述水下部分还包括姿态传感器，所述姿态传感器用于安装在水下机器人上，以检测水下机器人的姿态改变，并将所检测到的姿态信息传输至控制器，所述控制器根据姿态传感器和编码器的长度信息改变电机的控制参数，以保证脐带缆张紧。

优选的，所述水下部分还包括深度传感器，所述深度传感器用于安装在水下机器人上，以检测水下机器人的深度信息，并将所检测到的深度信息传输至控制器，以实现水下机器人在水下的深度定位，进一步实现水下机器人定位。

优选的，所述水下机器人的控制方法具体如下：

步骤S1：控制器根据接收到的深度传感器的深度信息和编码器的长度信息来确定绞车的收放，也就是控制电机的正反转；

步骤S2：控制器根据接收到的深度传感器的深度信息、编码器的长度信息以及姿态传感器的姿态信息进行水下机器人的水下定位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该水下清洁机器人脐带缆定位控制***及控制方法实现了低成本高实用的功能，通过将水下机器人脐带缆定位控制***分为水上部分和水下部分，水上部分包括控制器、绞车、编码器、电机等，水下部分包括水下机器人本体以及安装在机器人上的深度传感器、姿态传感器，脐带缆连接水上和水下部分，一端连接在水下机器人本体上，一端连接在绞车上，控制器可以接收深度传感器信号、姿态传感器姿态信号和编码器信号，控制器根据接收到的编码器信号和深度信息控制电机转动从而控制脐带缆的收放，并且依据编码器信号、深度信息、姿态信息进行水下机器人的定位，综上所述，使得不需要增加定位装置仅通过传感器信息和基本的控制算法以实现机器人的水下定位，结构简单且相较于同类型的清洁机器人经济成本低、实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型的组成示意图；

图2为本实用新型的水下机器人作业方式的流程示意图。

图中的附图标记说明：1、水上部分；2、控制器；3、编码器；4、脐带缆；5、水下部分；6、水下机器人；7、姿态传感器；8、深度传感器；9、电机；10、绞车。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供的一种实施例：一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，包括水上部分1和水下部分5；

水下部分5还包括姿态传感器7，姿态传感器7用于安装在水下机器人6上，以检测水下机器人6的姿态改变，并将所检测到的姿态信息传输至控制器2，控制器2根据姿态传感器7和编码器3的长度信息改变电机9的控制参数，以保证脐带缆4张紧；

具体的，如图1所示，使用时，当水下机器人6运动到舱壁转角需要转动时，此时可以通过姿态传感器7的反馈信息得知水下机器人6的姿态改变，根据姿态信息和编码器3的长度信息改变电机9控制参数以保证脐带缆4张紧；

水下部分5还包括深度传感器8，深度传感器8用于安装在水下机器人6上，以检测水下机器人6的深度信息，并将所检测到的深度信息传输至控制器2，以实现水下机器人6在水下的深度定位，进一步实现水下机器人定位；

具体的，如图1所示，使用时，根据定义的起点和编码器3反馈的长度信息、深度传感器8反馈的深度信息可以唯一的确定水下机器人6在舱壁的位置，实现定位

水上部分1包括控制器2、编码器3、电机9和绞车10，水下部分5包括水下机器人6；

水上部分1和水下部分5之间通过脐带缆4相连接；

脐带缆4的一端连接在水下机器人6上，脐带缆4的另一端连接在绞车10上；

具体的，如图1所示，脐带缆4连接水上部分1和水下部分5，通过绞车10上电机9的正反转以实现脐带缆4的收放；

水下机器人6的控制方法具体如下：

步骤S1：控制器2根据接收到的深度传感器8的深度信息和编码器3的长度信息来确定绞车10的收放，也就是控制电机9的正反转；

步骤S2：控制器2根据接收到的深度传感器8的深度信息、编码器3的长度信息以及姿态传感器7的姿态信息进行水下机器人6的水下定位。

工作原理：本实用新型在使用时，首先提前定义好水下机器人6的工作起点，并将水下机器人6本体安放在起点位置，然后水下机器人6以安放位置为起点，深度不变，环绕舱壁内侧运动一周回到起点，并改变深度再次进行环绕舱壁运动，直到到达舱底部，完成舱壁的清洁作业；

其次，当水下机器人6在固定深度沿侧壁运动作业时，控制器2控制电机9转动放出脐带缆4，根据编码器3的长度信号进行电机9转速控制，以保证脐带缆4能够张紧，避免出现脐带缆4缠绕问题，此时根据定义的起点和编码器3反馈的长度信息、深度传感器8反馈的深度信息可以唯一的确定水下机器人6在舱壁的位置，实现定位；

最后，当水下机器人6运动到舱壁转角需要转动时，此时可以通过姿态传感器7的反馈信息得知水下机器人6的姿态改变，根据姿态信息和编码器3的长度信息改变电机9控制参数以保证脐带缆4张紧，此时可以根据舱壁的尺寸、深度传感器8信息、编码器3长度信息唯一确定水下机器人6在舱壁的位置，实现机器人水下定位。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，包括水上部分(1)和水下部分(5)，其特征在于：所述水上部分(1)包括控制器(2)、编码器(3)、电机(9)和绞车(10)，所述水下部分(5)包括水下机器人(6)，所述水上部分(1)和水下部分(5)之间通过脐带缆(4)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，其特征在于：所述脐带缆(4)的一端连接在水下机器人(6)上，所述脐带缆(4)的另一端连接在绞车(10)上。

3.根据权利要求1所述的一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，其特征在于：所述水下部分(5)还包括姿态传感器(7)，所述姿态传感器(7)用于安装在水下机器人(6)上，以检测水下机器人(6)的姿态改变，并将所检测到的姿态信息传输至控制器(2)，所述控制器(2)根据姿态传感器(7)和编码器(3)的长度信息改变电机(9)的控制参数，以保证脐带缆张紧。

4.根据权利要求1所述的一种水下清洁机器人脐带缆定位控制***，其特征在于：所述水下部分(5)还包括深度传感器(8)，所述深度传感器(8)用于安装在水下机器人(6)上，以检测水下机器人(6)的深度信息，并将所检测到的深度信息传输至控制器(2)，以实现水下机器人(6)在水下的定位。

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