一体化全方位全天候海天监控系统的制作方法

本发明属于海洋环境监测设备，尤其涉及一种以水面浮台为中心、联合水上无人机和水下机器人的海洋整体环境监控系统。

背景技术：

传统的海洋环境监测系统主要有浮标、潜标、调查船、大型水下机器人等，这些海洋检测系统难以满足海洋环境监测多样化的需要。比如：(1)浮标、潜标能长时间工作，使用便捷，可实时监测，但是其位置固定，不能灵活移动；(2)调查船可以机动监测水域，但需要大量人员支持，作业费用昂贵；(3)大型水下作业机器人结构及使用复杂，不仅受电源限制，不能长时间工作，而且在水下工作，通讯受限，数据不能远距离传输。因此，传统的海洋环境监测系统不能满足现阶段国家安全、海洋环境研究、水产养殖等各个领域的需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种以水面浮台为中心、联合水上无人机和水下机器人的一体化全方位全天候海天监测系统，达到解决现有海洋环境监测系统操作复杂、通讯困难、不能灵活移动、不能长时间工作问题的目的。

本发明的目的是这样实现的：一体化全方位全天候海天监控系统包括水面浮台、四悬翼水上无人机、水下机器人和地面控制端，所述水面浮台的结构是：在壳体内部安装太阳能电池板和蓄电池，在壳体上端外部上配装电磁波发射天线，固定锚链与壳体连接；所述四悬翼水上无人机由无人机骨架、电机悬浆叶总成和密封舱式控制器构成，其中四个电机悬浆叶总成配装在无人机骨架四角端上，密封舱式控制器固装在无人机骨架中心下侧部位上；所述水下机器人包括机器人骨架、垂直推进器、密封式机器人控制舱、机械臂和水平推进器，其中垂直推进器和水平推进器分别呈立向和卧向安装在机器人骨架上，相互呈垂直配置，密封式机器人控制舱固装在机器人骨架中间部位上，在机器人骨架一侧端部上配装机械臂；带有光纤和缆线的零浮力线将水面浮台分别与四悬翼水上无人机和水下机器人连通，作为信号中转和为系统供电及监测水上、水下信息的水面浮台通过零浮力线向四悬翼水上无人机和水下机器人传输电能及光信号，所述水面浮台通过无线数据传输方式与地面控制端连通。

本发明的有益效果是：

1、水面浮台使用太阳能电池板和蓄电池组成的电源系统，可以实现在任意海域实现长时间工作，解决了整个系统长航时的能源供应问题。

2、使用水面浮台的中，转使水下机器人与地面控制端的信息互换。水下机器人与水面浮台通过零浮力线连接，降低了水下信号传输成本，提高了图像传输质量；水面浮台与地面控制端的无线数据传输，操作人员可远距离控制检测系统，操作方便，节约成本；同时水面浮台可以通过四悬翼水上无人机实时监控水上信息。

3、可实现大范围水上、下水一体监测作业。该系统能同时监测水下、水面、水上信息，同时可以根据需要转移至指定位置，当需要转移监测海域时，浮台锚泊系统收回锚链，水下机器人和四悬翼水上无人机拖动浮台移动，到达指定位置后浮台重新放下锚链。

附图说明

图1是一体化全方位全天候海天监控系统总体配置结构示意图；

图2是图水面浮台结构示意图；

图3是水下机器人结构示意图；

图4是四悬翼水上无人机结构示意图。

图中件号说明：

1、水面浮台、2、四悬翼水上无人机、3、水下机器人、4、地面控制端、5、电磁波发射天线、6、太阳能电池板、7、壳体、8、蓄电池、9、固定锚链、10、机器人骨架、11、垂直推进器、12、密封式机器人控制舱、13、机械臂、14、水平推进器、15、无人机骨架、16、电机悬浆叶总成、17、密封舱式控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。一种一体化全方位全天候海天监控系统包括水面浮台1、四悬翼水上无人机2、水下机器人3和地面控制端4，所述水面浮台1的结构是：在壳体7内部安装太阳能电池板6和蓄电池8，在壳体7上端外部上配装电磁波发射天线5，固定锚链9与壳体7连接；所述四悬翼水上无人机2由无人机骨架15、电机悬浆叶总成16和密封舱式控制器17构成，其中四个电机悬浆叶总成16配装在无人机骨架15四角端上，密封舱式控制器17固装在无人机骨架15中心下侧部位上；所述水下机器人3包括机器人骨架10、垂直推进器11、密封式机器人控制舱12、机械臂13和水平推进器14，其中垂直推进器11和水平推进器14分别呈立向和卧向安装在机器人骨架10上，相互呈垂直配置，密封式机器人控制舱12固装在机器人骨架10中间部位上，在机器人骨架10一侧端部上配装机械臂13；带有光纤和缆线的零浮力线将水面浮台1分别与四悬翼水上无人机2和水下机器人3连通，作为信号中转和为系统供电及监测水上、水下信息的水面浮台1通过零浮力线向四悬翼水上无人机2和水下机器人3传输电能及光信号，所述水面浮台1通过无线数据传输方式与地面控制端4连通。所述水下机器人3上的垂直推进器11和水平推进器14分别为4个和2个。所述四悬翼水上无人机2上的四个电机悬浆叶总成16的电机为防水电机。

监控作业时，水面浮台1用于地面控制端4与水下机器人3、四悬翼水上无人机2的信号中转，并为整个系统提供电能，同时采集水面信息。水下机器人3将采集到的水下图像信息、温度、深度、姿态等测得的信息传回水面浮台1；2个水平推进器14和4个垂直推进器11分别完成水下机器人3的前进、后退、左、右转向和上下、横摇、纵摇运动、姿态控制，机械臂13完成水下作业。四悬翼水上无人机2将采集到的海空图像信息、空间温度、风速风向、姿态等测得的信息发给水面浮台1；电机悬浆叶总成16负责四悬翼水上无人机2的上下方向及横向运动，密封舱式控制器17在承担四悬翼水上无人机2飞行控制的同时，当四悬翼水上无人机2静止在水面上时成为浮力舱。地面控制端4显示和储存水面浮台1传回的图像、信息，并控制水面浮台1及水下机器人3、四悬翼水上无人机2的运动、作业。