一种水下机器人与无人船协同区域侦察系统

1.本实用新型涉及信息与自动控制类领域，具体涉及一种水下机器人与无人船协同区域侦察系统。


背景技术：

2.无人船与水下机器人是目前应用前景非常广泛的工具，在水域侦察中有很大的应用，二者编队也可以被用来进行检测和巡逻等。
3.当前的水下侦察方式主要有水下机器人侦察和无人船侦察，水下机器人侦察往往需要由载人母舰搭载并释放，较为耗费人力，而且水下机器人在水下工作时难以接收来自地面站的信号；而无人船侦察往往只能观察水面以上的区域，对水下区域的侦察效果不甚喜人。因此，提出一种水下机器人与无人船协同区域侦察系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种水下机器人与无人船协同区域侦察系统。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种水下机器人与无人船协同区域侦察系统，包括：无人船、线缆与水下机器人；
7.所述无人船设置主机仓；所述主机仓的内部设置有线缆释放机构和主机；所述线缆释放机构设置有可旋转的绞盘；所述绞盘用于收卷线缆；所述线缆的一端与所述主机连接，所述线缆的另一端与所述水下机器人连接；所述无人船安装有支架；所述支架固定安装有电动推杆；所述电动推杆固定安装有机械手；所述无人船在所述机械手的下端设置有登载孔。
8.进一步地，所述主机和所述水下机器人的内部均设置有导航模块、控制模块、通信模块、gps模块和锂电池。
9.进一步地，所述水下机器人的内部设置有导航模块、避障模块、控制模块和通信模块。
10.进一步地，所述水下机器人设置有摄像头一；所述主机仓的顶部固定安装有摄像头二。
11.进一步地，所述水下机器人固定安装有四个螺旋桨。
12.进一步地，所述线缆释放机构包括固定座、转轴和导电滑环；所述主机仓的内部固定安装有所述固定座；所述固定座转动连接有所述转轴；所述转轴固定安装有所述绞盘；所述转轴的内部设置有内孔；所述线缆缠绕在所述绞盘上；所述固定座固定安装有限位架；所述限位架固定安装有所述导电滑环；所述线缆穿过所述内孔与所述导电滑环连接；所述导电滑环又与所述主机连接。
13.进一步地，所述主机仓转动连接有旋转门；所述旋转门滑动连接有移动座；所述旋转门靠近所述移动座的一侧对称设置有两个凹槽；所述移动座设置有放入槽；所述放入槽
与所述水下机器人适配；所述移动座对称转动连接限位轴；所述限位轴在所述放入槽的上端固定安装有限位杆；所述限位轴在所述凹槽的内部均固定安装有齿轮；所述凹槽固定安装有齿条；所述齿轮与所述齿条啮合；所述主机仓固定安装有伸缩气缸；所述伸缩气缸固定安装有磁铁一；所述移动座安装有磁铁二；所述磁铁一与所述磁铁二相吸。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型通过无人船与水下机器人结合的技术进行水域侦察，减少了水下机器人不必要的航行时间，且无人船可接收来自地面站的无线信号传给水下机器人，这大大增加了水下机器人的侦察范围；延长侦察时间，减少人力成本，从而减少单次水域观察成本，达到提高质量降低成本的目的。
附图说明
16.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
17.图1为本技术的立体结构示意图；
18.图2为本技术的侧向示意图；
19.图3为本技术的正向示意图；
20.图4为本技术的局部放大示意图。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅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出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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实用新型的限制。
23.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
24.一种水下机器人与无人船协同区域侦察系统，包括：无人船、线缆4与水下机器人5；无人船设置主机仓3；主机仓3的内部设置有线缆释放机构和主机；线缆释放机构设置有可旋转的绞盘12；绞盘12用于收卷线缆4；线缆4的一端与主机连接，线缆4的另一端与水下机器人5连接；无人船安装有支架1；支架1固定安装有电动推杆8；电动推杆8固定安装有机械手7。机械手7可以为气动抓手、液压抓手、电动抓手等；无人船在机械手7的下端设置有登载孔9。
25.进一步地，主机和水下机器人5的内部均设置有导航模块、控制模块、通信模块、gps模块和锂电池，能够精确导航、避障和停靠，为水下机器人5提供位置信息辅助；同时与
地面站进行实时通信并将数据通过线缆4传输给水下机器人5。
26.进一步地，水下机器人5的内部设置有导航模块、避障模块、控制模块和通信模块，能够精确导航、避障和停靠，可以辅助水下机器人5高效率地完成对水下区域的侦察工作，。
27.进一步地，水下机器人5设置有摄像头一6，摄像头一6为防污摄像头，能够比较清晰地观测到水下的情况；主机仓3的顶部固定安装有摄像头二2，摄像头二2为固定式摄像头，能够清晰地观测水面上的情况。
28.进一步地，水下机器人5固定安装有四个螺旋桨。
29.当系统需要执行水域侦察任务时，无人船由gps导航系统先将水下机器人5带到指定地点，确认抵达目的地后，机械抓缓缓将水下机器人5从登载孔9放入水中，待将水下机器人5放到指定位置时，地面站由无线信号告知无人船水下机器人5需要下潜的米数或者事先将数据编入无人船，之后机械手76松开，水下机器人5脱离无人船，水下机器人5开始工作，无人船收到信号后通过缓缓释放线缆4，同时水下机器人5慢慢下潜以抵达目标点，在此过程中水下机器人5与无人船将进行实时信号交换，确保线缆4不会放的过快或过慢。水下机器人5配有gps模块、视觉模块、通信模块，能够精确导航、避障和停靠，可以高效率地完成对水下区域的侦察工作。
30.执行完侦察任务后水下机器人5向无人船发送登载请求，无人船收到信号后缓缓转动线缆4绞盘12，同时水下机器人5缓慢升起，此过程中涉及的信号反馈机制与前文水下机器人5下潜时的相同，无人船向水下机器人5发送定位信号，引导其驶向登载点，水下机器人5到达登载孔9后向无人船发送抵达信号，无人船收到信号后启动电动推杆8并开启机械手76抓取水下机器人5，机械手76成功抓取水下机器人5后，连接机械手76的电动推杆8缓缓升起，将水下机器人5带离水面，待水下机器人5升至一定高度时，关闭登载孔9，同时机械手76停止动作，将水下机器人5悬吊固定在无人船上。整个过程中，无人船可通过与水下机器人5相连的线缆4为其充电，还可以通过自身配备的导航模块、控制模块、通信模块及gps模块与地面站进行实时通信并将数据通过线缆4传输给水下机器人5。
31.进一步地，线缆释放机构包括固定座10、转轴13和导电滑环11；主机仓3的内部固定安装有固定座10；固定座10转动连接有转轴13；转轴13固定安装有绞盘12；转轴13的内部设置有内孔14；线缆4缠绕在绞盘12上；固定座10固定安装有限位架；限位架固定安装有导电滑环11；线缆4穿过内孔14与导电滑环11连接；导电滑环11又与主机连接；使用时通过电机驱动转轴13和绞盘12转动进行线缆4的释放，导电滑环11是通过刷丝与环体接触来实现360度旋转导电或传输信号的，从而避免绞盘12转动时线缆4扭断。
32.进一步地，主机仓3转动连接有旋转门15；旋转门15滑动连接有移动座16；旋转门15靠近移动座16的一侧对称设置有两个凹槽17；移动座16设置有放入槽18；放入槽18与水下机器人5适配；移动座16对称转动连接限位轴19；限位轴19在放入槽18的上端固定安装有限位杆20；限位轴19在凹槽17的内部均固定安装有齿轮21；凹槽17固定安装有齿条22；齿轮21与齿条22啮合；主机仓3固定安装有伸缩气缸23；伸缩气缸23固定安装有磁铁一；移动座16安装有磁铁二；磁铁一与磁铁二相吸；初始时，旋转门15呈竖直放置，水下机器人5放置在放入槽18中，限位杆20抵住水下机器人5的螺旋桨防止其脱落；在释放水下机器人5时，通过电机、气缸、马达等装置驱动旋转门15水平放置，然后伸缩气缸23推动移动座16移动，限位轴19上的齿轮21与齿条22啮合发生转动，从而驱使限位杆20从放入槽18上端移开；接着通
过机械手76抓住水下机器人5进行释放；在回收时，伸缩气缸23通过磁铁一吸附移动座16上的磁铁二进行移动，移动座16复位后，两个磁铁分离，伸缩气缸23复位；上述机构便于存放和释放水下机器人5。
33.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。