一种海下机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种海下机器人。

背景技术：

海下机器人也称无人海下潜水器，它是一种可以在海下代替人完成某种任务的装置，在外形上更像一艘微小型潜艇，海下机器人的自身形态是依据海下工作要求来设计的，海下机器人是将人工智能、探测识别信息融合、智能控制、系统集成等多方面的技术集中应用于同一海下载体上，在没有人工控制，或者人工进行半自动控制下，完成地质、地形等的探测。目前的海下机器人能够实现海下航拍和地形、地质的探测等，民用方面的应用还很有限，传统的海下机器人使用声纳进行定位，利用水中声波对海下目标进行探测、定位和通信，这不仅加重了工作任务，而且不能保证定位信息的准确。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种设计合理、结构简单的海下机器人，通过图像获取模块观察海下环境，通过北斗通信模块保证定位信息的准确。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种海下机器人，包括控制器、抓取模块、驱动模块、北斗通信模块、姿态获取模块和图像获取模块，所述驱动模块、北斗通信模块、抓取模块和姿态获取模块均与所述控制器相连，所述控制器根据北斗通信模块接收到的航行命令和/或姿态获取模块获取的姿态信息，利用驱动模块调整海下机器人的航行姿态，所述图像获取模块与所述北斗通信模块相连，所述北斗通信模块将图像获取模块获取的图形信息转发至水上基站；

所述北斗通信模块包括北斗接收天线、北斗信号处理模块、传感器模块、外接天线和sim卡组成，所述北斗信号处理模块接收来自北斗卫星的报文信息，并计算出海下自主吸附机器人的位置信息，通过标准串口传输给所述控制器；通过水上基站向所述北斗通信模块发送相应控制指令，利用控制器对所述抓取模块进行调控来完成抓取过程，通过图像获取模块获取的图形信息来观察海下的环境，通过水上基站有线或无线将所述图像获取模块获取的图形信息发送到相应的图像显示屏上。

优选的，所述姿态获取模块包括检测海下机器人的平衡数据的陀螺仪、检测海下机器人的加速度数据的加速度计和检测方位数据的磁强计。

在本发明优选实施例中，所述驱动模块包括安装在海下机器人两侧的左推进器和右推进器；安装在海下机器人的中部垂直上方的垂直推进器，各推进器由封装在内部的直流电机和螺旋桨组成。

在本发明优选实施例中，所述海下机器人上还设有为所述图像获取模块提供照明的照明灯。

优选地，所述控制器包括模数转换电路、串口通信电路、信号差分变换电路和驱动电路。

在本发明优选实施例中，所述抓取模块为抓取机械手，其包括机械臂、与机械臂连接的机械手；所述机械臂包括大臂、与大臂相连的小臂、设置在大臂内部的第一舵机、设置在小臂内部的第二舵机；所述机械手包括第三舵机和与第三舵机相连的夹持爪，所述第一舵机、第二舵机和第三舵机的控制端分别与所述控制器相连接。

本发明的海下机器人能够根据姿态获取模块获取的姿态信息控制海下机器人的航行姿态，海下机器人利用控制器根据该航行姿态进行姿态的自动调整和纠正，图像获取模块将获取的海下图像信息直接通过北斗通信模块发送至水上基站，通过水上基站有线或无线发送到相应的图像显示屏上，这样用户就能够看到通过海下机器人拍摄的图像或视频信息，另外，可以通过水上基站向控制器发送相应控制指令，利用控制器控制驱动模块来完成海下机器人的垂直、前进、后退和转弯，并且还能通过图像获取模块获取的图像信息来观察海下的环境，供人员观察分析，并且配置的抓取机械手可以进行轻量级的抓取作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的海下机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体地，如图1所示，本发明的海下机器人包括控制器10、抓取模块20、驱动模块30、北斗通信模块40、姿态获取模块50和图像获取模块60，所述驱动模块30、北斗通信模块40、抓取模块20和姿态获取模块50均与所述控制器10相连，所述控制器10根据北斗通信模块40接收到的航行命令和/或姿态获取模块50获取的姿态信息，所述姿态获取模块50包括检测海下机器人的平衡数据的陀螺仪、检测海下机器人的加速度数据的加速度计和检测方位数据的磁强计，所述驱动模块30包括安装在海下机器人两侧的左推进器和右推进器，安装在海下机器人的中部垂直上方的垂直推进器，各推进器由封装在内部的直流电机和螺旋桨组成，其中，垂直推进器调整海下机器人的垂直方向的运动，两个水平推进器控制海下机器人的前进、后退和转弯。本发明利用驱动模块30调整海下机器人的航行姿态，所述图像获取模块60与所述北斗通信模块40相连，所述北斗通信模块40将图像获取模块60获取的图形信息转发至水上基站；所述海下机器人上还设有为所述图像获取模块60提供照明的照明灯，以给图像获取模块60提供必要的照明条件，由于光在海下散失比较快，一般海下10米以上的深度光照强度都不会很好，另外如果是晚上作业的话，如果没有照明灯摄像头也不能正常工作，为了保证图像获取模块60的正常工作，为图像获取模块60设置照明灯，利用该照明灯为图像获取模块60进行补光，这样能够保证海下机器人能够在10米以下的区域进行作业。

所述北斗通信模块40包括北斗接收天线、北斗信号处理模块、传感器模块、外接天线和sim卡组成，所述北斗信号处理模块接收来自北斗卫星的报文信息，并计算出海下自主吸附机器人的位置信息，通过标准串口传输给所述控制器10，所述北斗接收天线是用来辅助接收北斗卫星的信号，通过水上基站向所述北斗通信模块40发送相应控制指令，利用控制器10对所述抓取模块20进行控制来完成抓取过程，通过图像获取模块60获取的图形信息来观察海下的环境，通过水上基站有线或无线将所述图像获取模块获取的图形信息发送到相应的图像显示屏上，这样用户就能够看到通过海下机器人拍摄的图像或视频信息。

另外，本发明的所述控制器10包括模数转换电路、串口通信电路、信号差分变换电路和驱动电路，所述抓取模块为抓取机械手，其包括机械臂、与机械臂连接的机械手；所述机械臂包括大臂、与大臂相连的小臂、设置在大臂内部的第一舵机、设置在小臂内部的第二舵机；所述机械手包括第三舵机和与第三舵机相连的夹持爪，所述第一舵机、第二舵机和第三舵机的控制端分别与所述控制器10相连接。水上基站将控制信号及方向信号经串口通信电路，再经信号差分变换电路，经电缆传输与信号差分变换电路变换，传至串口通信电路，将控制信号给驱动电路，驱动电路输出至所述第一舵机、第二舵机和第三舵机，以对抓取机械手进行操控。

由上述实施例可以看出，本发明的海下机器人能够根据姿态获取模块50获取的姿态信息控制海下机器人的航行姿态，海下机器人利用控制器10根据该航行姿态进行姿态的自动调整和纠正，图像获取模块60将获取的海下图像信息直接通过北斗通信模块40发送至水上基站，通过水上基站有线或无线发送到相应的图像显示屏上，这样用户就能够看到通过海下机器人拍摄的图像或视频信息，另外，可以通过水上基站向控制器10发送相应控制指令，利用控制器10控制驱动模块30来完成海下机器人的垂直、前进、后退和转弯，并且还能通过图像获取模块60获取的图像信息来观察海下的环境，供人员观察分析，并且配置的抓取机械手可以进行轻量级的抓取作业。

以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。