一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置及搭载方法与流程

技术特征：
1.一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，包括设置在海床(25)上的沉底金属目标(26)、设置在水面(27)上的水面拖船(24)和设置在水面(27)下的水下机器人(23)，其特征在于：所述水下机器人(23)内固定设置有定高仪(15)，所述水下机器人(23)顶部固定设置有声应答信标(16)，所述水下机器人(23)后端固定装配有连接支架(14)，所述连接支架(14)上固定连接有第一带护套拖曳绳(7)，所述第一带护套拖曳绳(7)上均匀固定设置有浮体材料球(8)，所述第一带护套拖曳绳(7)的底端固定装配有拖曳杆(5)，所述拖曳杆(5)上固定装配有第二浮体材料(6)，所述拖曳杆(5)的底端固定连接有设置在海床(25)上的高度控制杆(11)，所述高度控制杆(11)和拖曳杆(5)的装配处以及拖曳杆(5)上均固定设置有倾角传感器(12)，所述倾角传感器(12)处通过柔性连接结构(9)固定连接有连接杆(3)，所述连接杆(3)的另一端固定连接装配有电磁探测器(1)，所述电磁探测器(1)上通过非金属固定结构(13)固定装配有第一浮体材料(2)，所述水下机器人(23)和倾角传感器(12)上均固定设置有摄像机及照明灯组(4)，所述电磁探测器(1)上固定有应答式声信标(10)，所述水面拖船(24)底部固定设置有usbl声呐基阵(17)，所述水面拖船(24)顶部右侧固定设置有收放滑轮组结构(18)，所述水面拖船(24)上固定设置有数据处理显示终端(19)，且所述收放滑轮组结构(18)上缠绕装配有第二带护套拖曳绳(21)，所述第二带护套拖曳绳(21)上部均匀固定装配有第三浮体材料(20)，且所述第二带护套拖曳绳(21)下部均匀固定装配有拖曳定位重物(22)。2.根据权利要求1所述的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，其特征在于：所述电磁探测器(1)通过第一浮体材料(2)及非金属固定结构(13)、拖曳定位重物(22)等调整姿态为水平状，并为微正浮力，要求重心与浮心间隔尽量大，同时，其结构外形具有光滑流线形及对称性结构，使其航行时受力平衡，航行中不会产生摇摆，所述电磁探测器(1)和第一浮体材料(2)组合形成的拖曳体在姿态调整好后，要经过试拖曳，保证拖曳体在不同速度下航行时不会产生摇摆，调整受力平衡，结构件不产生不对称的舵效应。3.根据权利要求2所述的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，其特征在于：所述电磁探测器(1)的高度受到水下机器人(23)航行速度影响，所述拖曳杆(5)上的倾角传感器(12)为姿态传感器(12b)，所述高度控制杆(11)和拖曳杆(5)的装配处的倾角传感器(12)为姿态传感器(12a)，根据倾角传感器(12)的角度及高度控制杆(11)的长度精确计算水下机器人(23)的高度，从而实施电磁探测器(1)高度控制，满足光学观察装备及电磁探测器(1)的近距离探测要求，同时水下机器人(23)上安装声学探测装备满足声学装备较远距离安装及探测要求。4.根据权利要求3所述的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，其特征在于：所述高度控制杆(11)为刚性结构，且所述高度控制杆(11)为绝缘无磁性棒，姿态传感器(12a)通过控制高度控制杆(11)的倾斜姿态角，水下机器人(23)调整前行速度或是高度，实现电磁探测器(1)高度的控制。5.根据权利要求1所述的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，其特征在于：所述拖曳杆(5)为绝缘无磁性重型杆，所述第二浮体材料(6)在拖曳杆(5)一端包敷，使其在第二浮体材料(6)一端为上浮状态，另一端沉底，静态时在水中具有固定的倾角姿态，所述拖曳杆(5)与高度控制杆(11)有一个方向可转动且限范围的活动连接，所述拖曳杆(5)另一端与第一带护套拖曳绳(7)连接，防止缠绕，所述第一带护套拖曳绳(7)的另一端与水下机
器人(23)连接。6.根据权利要求5所述的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，其特征在于：所述拖曳杆(5)为刚性重物杆，可以安装光学图像观察装备，所述拖曳杆(5)与高度控制杆(11)转动连接位置有柔性连接结构(9)及连接杆(3)，具有防缠绕功能，且所述柔性连接结构(9)与电磁探测器(1)连接。7.根据权利要求1
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6任意一项所述的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，其特征在于：搭载装置搭载方法为：针对电磁探测器(1)使用的不同要求，利用水下机器人(23)搭载方式及拖曳方式相结合，解决了水下机器人(23)同时搭载声磁光探测器的使用问题，并解决了贴近海床(25)的电磁探测器(1)的精确控制问题，通过水下机器人(23)以一定速度定高航行，使高度控制杆(11)产生要求的角度范围，控制水下电磁探测器(1)以较低的高度探测海床(25)上的沉底金属目标(26)，满足水下电磁探测器(1)贴近海床(25)探测的要求，通过调整拖曳体结构为流线型及对称形，使其受力平衡，保证拖曳体在航行中不会产生摇摆，且不会钩挂障碍物，拖曳杆(5)为靠近海床(25)刚性结构，可以在上面安装光学图像观察装备，实施水底目标观察，水下机器人(23)搭载电磁探测器(1)，电磁探测器(1)通过第一浮体材料(2)及非金属固定结构(13)、拖曳定位重物(22)等调整姿态为水平状，并为微正浮力，要求重心与浮心间隔尽量大，同时，其结构外形具有光滑流线形及对称性结构，使其航行时受力平衡，航行中不会产生摇摆，所述电磁探测器(1)和第一浮体材料(2)组合形成的拖曳体在姿态调整好后，要经过试拖曳，保证拖曳体在不同速度下航行时不会产生摇摆，调整受力平衡，结构件不产生不对称的舵效应，使用时电磁探测器(1)姿态较稳定，振动小，水下机器人(23)以定高方式航行，其上搭载声学探测器及光学观察装备，实施前方及水底目标的探测，满足声学探测器较远距离探测要求，不会产生水草钩挂，安全性好，并有利于水下机器人(23)普及使用，水下机器人(23)针对拖曳体的航行高度控制要求，自主控制水下机器人(23)航行速度或是航行高度(如10m)，其上安装有声光等探测、观察装备，设计时通过试航方式确定第一带护套拖曳绳(7)的长度，且第一带护套拖曳绳(7)不能太柔，可以用带护套的牵引绳，即要保证水下机器人(23)航行安全，也要适应及满足声学探测器的探测高度要求，为了航行安全，可以用水面船导引水下机器人(23)航行，如图2，在浅水情况下，也可以采用有缆方式为水下机器人(23)供电及通讯、定位，控制水下机器人(23)执行水下拖曳探测任务，水下机器人(23)采取自容式记录水下航向、航程、光学图像等数据，回收后再对数据进行回放分析。

技术总结
本发明公开了水下机器人声磁光探测器综合搭载装置技术领域的一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，所述水下机器人顶部固定设置有声应答信标，所述拖曳杆上固定装配有第二浮体材料，所述高度控制杆和拖曳杆的装配处以及拖曳杆上均固定设置有倾角传感器，所述电磁探测器上固定有应答式声信标，所述水面拖船底部固定设置有USBL声呐基阵，且所述收放滑轮组结构上缠绕装配有第二带护套拖曳绳，所述第二带护套拖曳绳上部均匀固定装配有第三浮体材料，且所述第二带护套拖曳绳下部均匀固定装配有拖曳定位重物，用于水下机器人同时搭载水下声磁光探测器，实现了水下声磁光探测器的同时应用问题，并可以精确计算电磁探测器的高度。度。度。


技术研发人员：朱荣 张文英 罗一夫
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/9/9