1.本发明涉及水下机器人声磁光探测器综合搭载装置技术领域，具体为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。
背景技术：
2.水底或水底沉埋的金属目标探测涉及多个领域应用，如水下沉埋油气管道路由探测、水底金属物证目标探测、水底沉埋爆炸物探测、水底军事目标探测等，水下小型金属目标探测器一般采用电磁探测原理，由于电磁探测器的探测距离较小，所以电磁探测器水下应用时，要求与水底的空间间隔较小，如1m，如此小的空间间隔，使得水下电磁探测器难以在移动机器人平台上搭载使用，使搭载水下机器人存在较大安全隐患，如渔网钩挂、碰撞水底障碍等，另由于搭载平台与海床较近，使声探测器不能在机器人同时搭载使用，故水下机器人同时搭载声磁光探测器存在使用方式上不能兼容的问题，即水声探测装备要求与海床有较大的间隔距离，如10m以上，而电磁探测器探测目标距离较近，如1m，故声磁光探测器难以同时兼容搭载应用，需要多平台搭载探测，无法实现贴近海床电磁探测器的精确控制问题，为此，我们提出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。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供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，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下机器人的声磁光探测器综合搭载装置，包括设置在海床上的沉底金属目标、设置在水面上的水面拖船和设置在水面下的水下机器人，所述水下机器人内固定设置有定高仪，所述水下机器人顶部固定设置有声应答信标，所述水下机器人后端固定装配有连接支架，所述连接支架上固定连接有第一带护套拖曳绳，所述第一带护套拖曳绳上均匀固定设置有浮体材料球，所述第一带护套拖曳绳的底端固定装配有拖曳杆，所述拖曳杆上固定装配有第二浮体材料，所述拖曳杆的底端固定连接有设置在海床上的高度控制杆，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，所述倾角传感器处通过柔性连接结构固定连接有连接杆，所述连接杆的另一端固定连接装配有电磁探测器，所述电磁探测器上通过非金属固定结构固定装配有第一浮体材料，所述水下机器人和倾角传感器上均固定设置有摄像机及照明灯组，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，所述水面拖船顶部右侧固定设置有收放滑轮组结构，所述水面拖船上固定设置有数据处理显示终端，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。
5.优选的，所述电磁探测器通过第一浮体材料及非金属固定结构、拖曳定位重物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，所述电磁探测器和第一浮体材料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。
6.优选的，所述电磁探测器的高度受到水下机器人航行速度影响，所述拖曳杆上的倾角传感器为姿态传感器12b，所述高度控制杆和拖曳杆的装配处的倾角传感器为姿态传感器12a，根据倾角传感器的角度及高度控制杆的长度精确计算水下机器人的高度，从而实施电磁探测器高度控制，满足光学观察装备及电磁探测器的近距离探测要求，同时水下机器人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。
7.优选的，所述高度控制杆为刚性结构，且所述高度控制杆为绝缘无磁性棒，姿态传感器12a通过控制高度控制杆的倾斜姿态角，水下机器人调整前行速度或是高度，实现电磁探测器高度的控制。
8.优选的，所述拖曳杆为绝缘无磁性重型杆，所述第二浮体材料在拖曳杆一端包敷，使其在第二浮体材料一端为上浮状态，另一端沉底，静态时在水中具有固定的倾角姿态，所述拖曳杆与高度控制杆有一个方向可转动且限范围的活动连接，所述拖曳杆另一端与第一带护套拖曳绳连接，防止缠绕，所述第一带护套拖曳绳的另一端与水下机器人连接。
9.优选的，所述拖曳杆为刚性重物杆，可以安装光学图像观察装备，所述拖曳杆与高度控制杆转动连接位置有柔性连接结构及连接杆，具有防缠绕功能，且所述柔性连接结构与电磁探测器连接。
10.搭载方法为：针对电磁探测器使用的不同要求，利用水下机器人搭载方式及拖曳方式相结合，解决了水下机器人同时搭载声磁光探测器的使用问题，并解决了贴近海床的电磁探测器的精确控制问题，通过水下机器人以一定速度定高航行，使高度控制杆产生要求的角度范围，控制水下电磁探测器以较低的高度探测海床上的沉底金属目标，满足水下电磁探测器贴近海床探测的要求，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，拖曳杆为靠近海床刚性结构，可以在上面安装光学图像观察装备，实施水底目标观察，水下机器人搭载电磁探测器，电磁探测器通过第一浮体材料及非金属固定结构、拖曳定位重物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，所述电磁探测器和第一浮体材料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，使用时电磁探测器姿态较稳定，振动小，水下机器人以定高方式航行，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普及使用，水下机器人针对拖曳体的航行高度控制要求，自主控制水下机器人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的长度，且第一带护套拖曳绳不能太柔，可以用带护套的牵引绳，即要保证水下机器人航行安全，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供电及通讯、定位，控制水下机器人执行水下拖曳探测任务，水下机器人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。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，针对电磁探测器使用的不同要求，利用水下机器人搭载方式及拖曳方式相结合，解决了水下机器人同时搭载声磁光探测器的使用问题，并解决了贴近海床的电磁探测器的精确控制问题，通过水下机器人以一定速度定高航行，使高度控制杆产生要求的角度范围，控制水下电磁探测器以较低的高度探测海床上的沉底金属目标，满足水下电磁探测器贴近海床探测的要求，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，拖曳杆为靠近海床刚性结构，可以在上面安装光学图像观察装备，实施水底目标观察，水下机器人搭载电磁探测器，电磁探测器通过第一浮体材料及非金属固定结构、拖曳定位重物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，所述电磁探测器和第一浮体材料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，使用时电磁探测器姿态较稳定，振动小，水下机器人以定高方式航行，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普及使用，水下机器人针对拖曳体的航行高度控制要求，自主控制水下机器人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的长度，且第一带护套拖曳绳不能太柔，可以用带护套的牵引绳，即要保证水下机器人航行安全，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供电及通讯、定位，控制水下机器人执行水下拖曳探测任务，水下机器人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。
附图说明
12.图1为本发明水下无人机器人声磁光探测器搭载方法示意图；图2为本发明水下无人机器人受水面拖船声控航行示意图；图3为本发明水下无人机器人受水面拖船拖曳航行示意图。
13.图中：1、电磁探测器；2、第一浮体材料；3、连接杆；4、摄像机及照明灯组；5、拖曳杆；6、第二浮体材料；7、第一带护套拖曳绳；8、浮体材料球；9、柔性连接结构；10、应答式声信标；11、高度控制杆；12、倾角传感器；13、非金属固定结构；14、连接支架；15、定高仪；16、声应答信标；17、usbl声呐基阵；18、收放滑轮组结构；19、数据处理显示终端；20、第三浮体材料；21、第二带护套拖曳绳；22、拖曳定位重物；23、水下机器人；24、水面拖船；25、海床；26、沉底金属目标；27、水面。
具体实施方式
14.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做出创造性劳动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。
15.请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：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，水下机器人23内固定设置有定高仪15，水下机器人23顶部固定设置有声应答信标16，水下机器人23后端固定装配有连接支架14，连接支架14上固定连接有第一带护套拖曳绳7，第一带护套拖曳绳7上均匀固定设置有浮体材料球8，第一带护套拖曳绳7的底端固定装配有拖曳杆5，拖曳杆5上固定装配有第二浮体材料6，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，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，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，连接杆3的另一端固定连接装配有电磁探测器1，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，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，电磁探测器1上固定有应答式声信标10，水面拖船24底部固定设置有usbl声呐基阵17，水面拖船24顶部右侧固定设置有收放滑轮组结构18，水面拖船24上固定设置有数据处理显示终端19，且收放滑轮组结构18上缠绕装配有第二带护套拖曳绳21，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。
16.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，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；电磁探测器1的高度受到水下机器人23航行速度影响，拖曳杆5上的倾角传感器12为姿态传感器12b，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；高度控制杆11为刚性结构，且高度控制杆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；拖曳杆5为绝缘无磁性重型杆，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，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，拖曳杆5另一端与第一带护套拖曳绳7连接，防止缠绕，第一带护套拖曳绳7的另一端与水下机器人23连接；拖曳杆5为刚性重物杆，可以安装光学图像观察装备，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，且柔性连接结构9与电磁探测器1连接。
17.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，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。
18.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。