水下机器人的自动上浮装置及其控制方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于海洋技术装备领域，具体涉及到水下机器人的自动上浮装置及其控制方法。
【背景技术】
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[0002]由于海洋资源开发的需要以及海洋环境监测的迫切需要，世界上很多发达国家不断更新本国管辖海域的海洋环境监测系统，强化世界共有海域的海洋环境和资源调查监测手段，故水下机器人作为海洋环境和资源调查监测的重要手段越来越受到各国的重视。水下机器人是一种可以由舰艇、潜艇、飞机等平台搭载且自身也可作为其他水下测量传感器的搭载平台。
[0003]由于海洋环境的复杂多变，水下机器人在水下工作时有出现故障的可能，比如漏水、电源耗尽等故障，在这种紧急情况下，螺旋桨、尾翼、电源和总电路板等中的一个或几个会失去工作能力。为防止水下机器人在水下工作时，突发意外失去工作能力后，水下机器人及其携带的数据丢失，保护数据和水下机器人里面的设备装置，这时需要让水下航行器尽快浮到海洋表面上，以便工作人员及时有效的回收相应的设备回收、维修和数据收集。
[0004]针对上述问题，本发明提出水下机器人的自动上浮装置及其控制方法，便于水下机器人在漏水，螺旋桨和尾舵等动力源失效的情况下，凭借气囊能够自动快速的的浮出水面，极大地提高了水下机器人应对特殊情况的能力。
【发明内容】
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[0005]本发明之目的是:提出水下机器人的自动上浮装置及其控制方法，便于水下机器人在漏水，螺旋桨和尾舵等动力源失效等的情况下，可以及时浮出水面进行设备回收、维修和数据收集。
[0006]为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案:
[0007]该装置由漏水传感器、中央控制器、点火器、GPS定位器、气囊舱、气囊盖、过滤器、叠氮化钠和气囊组成。所述漏水传感器安装在密封舱体容易漏水的舱体连接处的内壁，集负责采集和传输漏水信号，该信号经其传输线缆传送至水下密封舱内部中央控制器检测电路的输入端，中央控制器根据检测到的信号来判断水下密封环境是否漏水。若判断结果是漏水时，中央控制器向点火器发送信号，激活点火器，点火器点火引发化学反应瞬间产生气体，气体经过滤器过滤后进入气囊，气囊迅速膨胀后将气囊盖弹开，随后气囊在水下机器人正上方展开后，展开后增大了水下机器人的体积，使其浮力大于重力，最后水下机器人在净浮力的作用下浮出水面，工作人员就可以在GPS定位器的辅助作用下及时发现并将其回收。
[0008]本发明的优点与积极效果是:
[0009]1、本发明采用气囊充气的方式来增大水下机器人的体积，从而增大它的浮力使其上浮，结构简单，操作方便，成本低。
[0010]2、本发明采用的气囊一旦接受到有效信号后即开启膨胀模式，即使舱体内进入大量水都能保证水下机器人能自动浮出水面。
【附图说明】
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[0011]图1为水下机器人自动上浮装置总的工作流程图；
[0012]图2为水下机器人工作状态图；
[0013]图3为水下机器气囊舱的剖视图；
[0014]图4为水下机器俯视图。
[0015]其中I为漏水传感器、2为中央控制器、3为点火器、4为GPS定位器，5为气囊舱、6为气囊盖、7为过滤器、8为叠氮化钠和9为气囊。
【具体实施方式】
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[0016]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0017]如图2-4所示，本发明由由包括由漏水传感器1、中央控制器2、点火器3、GPS定位器4、气囊舱5、气囊盖6、过滤器7、叠氮化钠8和气囊9组成，其中漏水传感器I的检测头安装在容易漏水的舱体连接处的内壁，中央控制器2耦合到整体的CPU上，点火器3嵌在舱体壁上，头部置于舱体外的气囊舱5里，同时GPS定位器4、过滤器7、叠氮化钠8和气囊9也都置于气囊舱5里，且被气囊盖6封闭，而气囊盖6通过化学粘合剂粘合在舱体壁上，GPS定位器4使用化学粘合剂粘合在气囊舱5的底部，且放置于靠近过滤器7的位置，气囊9下端也使用化学粘合剂粘合在气囊舱5的槽孔里。
[0018]所述漏水传感器I安装在密封舱体容易漏水的舱体连接处的内壁，集负责采集和传输漏水信号，该信号经其传输线缆传送至水下密封舱内部中央控制器2检测电路的输入端，中央控制器2根据检测到的信号来判断水下密封环境是否漏水。若判断结果是漏水时，中央控制器2向点火器发送信号，激活点火器3，点火器3点火引发叠氮化钠8发生化学反应瞬间产生气体，气体经过滤器7过滤后进入气囊9，气囊9迅速膨胀后将气囊盖6弹开，随后气囊9在水下机器人正上方展开后，展开后增大了水下机器人的体积，使其浮力大于重力，最后水下机器人在净浮力的作用下浮出水面，工作人员就可以在GPS定位器4的辅助作用下及时发现并将其回收。
【主权项】
1.水下机器人的自动上浮装置及其控制方法，其特征在于:包括由漏水传感器(1)、中央控制器(2)、点火器(3)、GPS定位器(4)、气囊舱(5)、气囊盖(6)、过滤器(7)、叠氮化钠(8)和气囊(9)组成，其中漏水传感器(I)的检测头安装在容易漏水的舱体连接处的内壁，中央控制器(2)耦合到整体的CPU上，点火器(3)嵌在舱体壁上，头部置于舱体外的气囊舱(5)里，同时GPS定位器(4)、过滤器(7)、叠氮化钠(8)和气囊(9)也都置于气囊舱(5)里，且被气囊盖(6)封闭，而气囊盖(6)通过化学粘合剂粘合在舱体壁上，GPS定位器(4)使用化学粘合剂粘合在气囊舱(5)的底部，且放置于靠近过滤器(7)的位置，气囊(9)下端也使用化学粘合剂粘合在气囊舱(5)的槽孔里。
【专利摘要】本发明属于海洋技术装备领域，具体涉及水下机器人的自动上浮装置及其控制方法。由于水下机器人工作环境的复杂性，可能会出现漏水等故障急需浮出水面的情况，这时其内部的漏水传感器就能检测到漏水信号，并将该信号传送至中央控制器，中央控制器处理判断后向点火器发送信号，激活点火器，点火器点火引发化学反应会瞬间产生大量气体，气体经过滤器过滤后进入气囊，气囊迅速膨胀后将气囊盖弹开，气囊随即在水下机器人正上方展开，展开后增大了水下机器人的体积和浮力，最后水下机器人在净浮力的作用下浮出水面，工作人员就可以在GPS定位器的辅助作用下及时发现并将其回收。本发明结构简单，工作可靠，极大地提高了水下机器人应对特殊情况的能力。
【IPC分类】B63C11/52
【公开号】CN105083506
【申请号】CN201510534423
【发明人】严天宏, 马德飞, 陈夏琨, 薛侠峰, 王旭东, 王广耀
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月25日