一种水下机器人应急回收装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于水下机器人领域，涉及一种应急回收装置，特别涉及一种水下机器人应急回收装置。


背景技术：

[0002]
水下机器人在完成水下观察或作业任务后，会按照程序上浮到水面，向操控人员发送位置坐标，由操控人员进行回收处理。但在实际使用过程中，会由于水下机器人主控程序故障、电源故障、驱动系统故障等原因，使得水下机器人在使用过程中，发生不能上浮、沉入水底、丢失的危险状况。
[0003]
因此，需要一种应急回收装置，用于保护水下机器人出现上述故障现象后，仍然可以浮出水面，向操控人员发出定位信息，等待救援。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种水下机器人应急回收装置。
[0005]
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种水下机器人应急回收装置，包括上浮装置，所述上浮装置包括阀门、高压储气装置和耐压气囊，当水下机器人失控时，阀门开启，高压储气装置中的气体逸向耐压气囊，耐压气囊充气后体积变大、浮力变大，带动水下机器人上浮至水面。
[0006]
本实用新型的工作原理：水下机器人在工作时是零浮力或微正浮力(浮力略大于重力)的状态，深度传感装置可实时检测水下机器人的深度，当水下机器人的深度值超出误差允许的范围后，水下机器人与应急保护装置之间进行信息的传递和反馈，若确认水下机器人出现故障，无法自行浮出水面，应急回收装置会开启应急保护，上浮装置开启使水下机器人上浮直至浮出水面，定位装置定位水下机器人的位置，等待操控人员救援。
[0007]
作为优选，所述耐压气囊包括内层气囊和外层气囊。
[0008]
作为优选，所述阀门与内层气囊相连通，所述内层气囊充气后与外层气囊相贴合，所述内层气囊膨胀后形成腔室。
[0009]
作为优选，所述耐压气囊内设有压力传感器。当耐压气囊在充气的状态下压力骤降时，发送耐压气囊已被破坏的信息至操作台，便于操作人员即使关注该水下机器人的动向。
[0010]
作为优选，所述内层气囊由弹性材料制成。
[0011]
作为优选，所述上浮装置可多次使用。
[0012]
作为优选，所述高压储气装置在使用前，可根据预估的水下机器人的工作水域的水深预先充入相应压强的气体，使储气压强对应的水深大于水下机器人工作水域的水深。
[0013]
作为优选，所述上浮装置中还设有定位装置，所述定位装置包括深度传感装置，所述深度传感装置用于实时检测水下机器人的深度；所述定位装置还包括北斗定位装置，所
述北斗定位装置用于水下机器人浮出水面后，定位水下机器人当前的位置。
[0014]
作为优选，所述供电装置完全独立于水下机器人。
[0015]
作为优选，所述上浮装置内设有供电装置、开关装置，所述供电装置、开关装置完全独立于水下机器人。
[0016]
作为优选，所述上浮装置防水。
[0017]
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0018]
1、抛弃重块减小水下机器人重量的方式，使用场合收到一定的限制，首先被抛弃的重块很难回收，即使能够回收，也将付出较大的经济代价，如果不回收重块可能会造成一定的生态影响。此外，在一些场合，比如应用水下机器人进行海底管道检测或其让设备维修时，如果丢弃重块，存在一定的概率砸坏水底设备的情况，因此有必要采用其他的方式进行水下机器人应急处理。
[0019]
本实用新型具有装置可重复使用、上浮速度更快的特点，因为随着深度的减小，水给耐压气囊施加的外压降低，耐压气囊的体积会增大，因此深度越小，耐压气囊体积越大，提供的浮力越大，上浮速度越快。因此特别适合于需要快速上浮的场合使用。
[0020]
2、本实用新型完全独立于水下机器人的控制系统，供电装置、开关装置上浮装置均不使用水下机器人的设备，最大限度地减少与水下机器人系统的联系，以保证应急回收装置的运行。
[0021]
3、本实用新型中还设有压力传感器，当耐压气囊在充气的状态下压力骤降时，发送耐压气囊已被破坏的信息至操作台，便于操作人员即时关注该水下机器人的动向。
[0022]
4、本实用新型中还设有定位装置，定位装置中，深度传感器用于实时地检测水下机器人的深度信息，深度作为评估水下机器应急状态的重压信息；北斗定位装置用于水下机器人启动应急回收装置，浮出水面后向操控台发送水下机器人当前位置信息，以及当前处于应急模式的信息。
[0023]
5、本实用新型结构简单、功耗低、运行可靠，能够提升水下机器人系统运行的安全性。
[0024]
6、高压储气装置是核心部件，在使用时需要保证储气的压强对应的水深大于水下机器人工作水域的水深，在工程实践中，近似任务1mpa压力，对应10m水深。因此在不同的应用深度，可以预先给高压储气装置充入不同压强的气体，在使用上具有很好的灵活性。
[0025]
7、耐压气囊在初始状态下处于压缩状态，体积小，不影响水下机器人的正常工作，而当阀门打开充入气体后，体积开始膨胀，提供浮力，操作方便，具有较好的可靠性。
[0026]
8、双层气囊的设计可实现不同的功能，内层气囊弹性大，未充气时体积小所占空间小，方便收拢储存及与阀门对接，可随外层气囊的形状而改变形状；外层气囊可根据水下机器人的不同工作事先设计好形状及体积大小，仅有微弹力，操作人员可控制上浮装置启动后水下机器人的总体体积；并且外层气囊材质较厚，有效防止气囊被水下尖锐物体划破或刺破，即使外层气囊被划破，内层气囊也可作为应急气囊使用，双重保障上浮装置完成水下机器人的上浮任务，保证了水下机器人的回收。
附图说明
[0027]
图1是水下机器人及应急回收装置的结构示意图；
[0028]
图2是图1中a部的局部放大图；
[0029]
图中，0、水下机器人；1、耐压气囊；2、阀门；3、高压储气装置；4、上浮装置；5、内层气囊；6、外层气囊；7、压力传感器。
具体实施方式
[0030]
以下是本实用新型的具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0031]
如图所示，一种水下机器人应急回收装置，包括上浮装置4，上浮装置4包括阀门、高压储气装置3和耐压气囊1，当水下机器人0失控时，阀门开启，高压储气装置3中的气体逸向耐压气囊1，耐压气囊1充气后体积变大、浮力变大，带动水下机器人0上浮至水面。
[0032]
水下机器人0在工作时是零浮力或微正浮力(浮力略大于重力)的状态，深度传感装置可实时检测水下机器人0的深度，当水下机器人0的深度值超出误差允许的范围后，水下机器人0与应急保护装置之间进行信息的传递和反馈，若确认水下机器人0出现故障，无法自行浮出水面，应急回收装置会开启应急保护，上浮装置4开启使水下机器人0上浮直至浮出水面，定位装置定位水下机器人0的位置，等待操控人员救援。
[0033]
耐压气囊包括内层气囊5和外层气囊6。阀门2与内层气囊5相连通，内层气囊5充气后与外层气囊6相贴合，内层气囊5膨胀后形成腔室。耐压气囊内设有压力传感器7。当耐压气囊在充气的状态下压力骤降时，发送耐压气囊已被破坏的信息至操作台，便于操作人员即使关注该水下机器人的动向。内层气囊5由弹性材料制成，高压储气装置3中储存的气体为惰性气体，防止高压储气装置3内部的气体发生生化反应，危害水下机器人或其他水下装置的安全。
[0034]
上浮装置4可多次使用。高压储气装置3在使用前，可根据预估的水下机器人0的工作水域的水深预先充入相应压强的气体，使储气压强对应的水深大于水下机器人0工作水域的水深。
[0035]
上浮装置4中还设有定位装置，定位装置包括深度传感装置，深度传感装置用于实时检测水下机器人0的深度；定位装置还包括北斗定位装置，北斗定位装置用于水下机器人0浮出水面后，定位水下机器人0当前的位置。
[0036]
内层气囊5由弹性材料制成，外层气囊6由微弹材料制成，内层气囊5可膨胀体积远远大于外层气囊6的体积，外层气囊6充气后形状基本固定，是可预先设计好的，方便控制，当高压储气装置3向内层气囊5内充气时，内层气囊5快速膨胀，贴紧外层气囊6，并将外层气囊6撑至最大体积，增加水下机器人0所受的浮力，水下机器人0浮出水面。
[0037]
供电装置完全独立于水下机器人0。上浮装置4内设有供电装置、开关装置，供电装置、开关装置完全独立于水下机器人0。上浮装置4防水。
[0038]
抛弃重块减小水下机器人0重量的方式，使用场合收到一定的限制，首先被抛弃的重块很难回收，即使能够回收，也将付出较大的经济代价，如果不回收重块可能会造成一定的生态影响。此外，在一些场合，比如应用水下机器人0进行海底管道检测或其让设备维修时，如果丢弃重块，存在一定的概率砸坏水底设备的情况，因此有必要采用其他的方式进行水下机器人0应急处理。
[0039]
本实用新型具有装置可重复使用、上浮速度更快的特点，因为随着深度的减小，水
给耐压气囊1施加的外压降低，耐压气囊1的体积会增大，因此深度越小，耐压气囊1体积越大，提供的浮力越大，上浮速度越快。因此特别适合于需要快速上浮的场合使用。
[0040]
本实用新型完全独立于水下机器人0的控制系统，供电装置、开关装置上浮装置4均不使用水下机器人0的设备，最大限度地减少与水下机器人0系统的联系，以保证应急回收装置的运行。
[0041]
本实用新型中还设有压力传感器7，当耐压气囊在充气的状态下压力骤降时，发送耐压气囊已破坏的信息至操作台，便于操作人员即使关注该水下机器人0的动向。
[0042]
本实用新型中还设有定位装置，定位装置中，深度传感器用于实时地检测水下机器人0的深度信息，深度作为评估水下机器应急状态的重压信息；北斗定位装置用于水下机器人0启动应急回收装置，浮出水面后向操控台发送水下机器人0当前位置信息，以及当前处于应急模式的信息。
[0043]
本实用新型结构简单、功耗低、运行可靠，能够提升水下机器人0系统运行的安全性。
[0044]
高压储气装置3是核心部件，在使用时需要保证储气的压强对应的水深大于水下机器人0工作水域的水深，在工程实践中，近似任务1mpa压力，对应10m水深。因此在不同的应用深度，可以预先给高压储气装置3充入不同压强的气体，在使用上具有很好的灵活性。
[0045]
耐压气囊1在初始状态下处于压缩状态，体积小，不影响水下机器人0的正常工作，而当阀门打开充入气体后，体积开始膨胀，提供浮力，操作方便，具有较好的可靠性。
[0046]
双层气囊的设计可实现不同的功能，内层气囊弹性大，未充气时体积小所占空间小，方便收拢储存及与阀门对接，可随外层气囊的形状而改变形状；外层气囊可根据水下机器人的不同工作事先设计好形状及体积大小，仅有微弹力，操作人员可控制上浮装置启动后水下机器人的总体体积；并且外层气囊材质较厚，有效防止气囊被水下尖锐物体划破或刺破，即使外层气囊被划破，内层气囊也可作为应急气囊使用，双重保障上浮装置完成水下机器人的上浮任务，保证了水下机器人的回收。
[0047]
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。