无人船水下机器人协同释放装置

本申请涉及无人船投放rov技术领域，具体涉及一种无人船水下机器人协同释放装置。

背景技术：

水下机器人包括观察级和作业级。本实用新型调整和优化了无人船的结构，并采取模块化组装，能够根据使用者需求进行功能调整，选择水下推进器、传感器、水下机械手等工具使得该无人船水下机器人的协同释放装置能够实现全水深、多功能的作业，最大化减少无人船负荷以及成本造价。

rov在现实应用中存在大小尺寸重量难以统一的问题，本申请针对无人船与水下机器人协同工作困难，全水深数据传输难以实现的问题，设计了一种无人船搭载水下机器人的技术。水下机器人rov具有主控制器、摄像头、水下推进器、传感器等装置，能够进行水下数据采集和传输等功能。由此，此实用新型将无人船与水下机器人的功能集为一体，实现了全水深的工作，并通过光伏发电供给携带电源的模式实现了资源的充分利用。

技术实现要素：

本申请提供了一种无人船水下机器人协同释放装置，利用无人船搭载水下机器人，到达指定地点后释放水下机器人展开协同作业，水下机器人具有自主作业功能，能够实现水下的自主巡航和自动避障。该设计具有较高的实用价值。

本申请是通过以下技术方案实现的：

一种无人船水下机器人协同释放装置，其特征在于，包括无人船、水下机器人，所述无人船为半截船体形状，包括船头、船尾、船底、甲板、船舱，所述船头为尖头形状，所述船尾为一平面结构，所述船头设有摄像头，所述船舱的侧壁上靠近船尾设有光电传感器，所述船尾连接有螺旋桨，所述船舱内放置有电路板、电机、电路连接线、gps卫星定位模块、主控制器，所述船舱内设有一单独夹层，该单独夹层设有水下机器人舱，该水下机器人舱内设置水下机器人，所述甲板上设有线缆孔，水下机器人通过rov线缆与无人船相连，实现定点释放和协同作业，所述船底设计成一分差式结构，该分差式结构内放置电机，该电机带动所述螺旋桨转动。

进一步，所述船底设计成一分差式结构，该分差结构内放置电机，该电机带动所述螺旋桨转动。

进一步，所述电机、螺旋桨均设置两个，一个电机控制一个螺旋桨转动。

进一步，所述甲板后方设有一由四片太阳能电池板组成的四棱锥结构，该四棱锥结构可随时打开、合并。

进一步，所述rov线缆位于四棱锥结构的中部。

进一步，所述摄像头采用三棱锥形状的激光摄像头，具有避障功能。

进一步，所述无人船采用直流电机推进方式工作。

进一步，所述水下机器人呈胶囊状，由两层防水外壳和一个连接层组成，连接层实现水下机器人与无人船的连接，水下机器人的连接层有两个线缆连接口，无人船上的rov线缆插入连接口，连接口处有螺纹结构，插入后拧紧即可实现固定和连接，在水下机器人运动过程中实现数据的传输和水下通信。

进一步，所述水下机器人到达巡航终点并返航，在此过程中，所述水下机器人发送信号通过rov线缆传送给所述无人船上的主控制器，所述无人船上的主控制器发送命令传递给rov线缆的缠绕筒，所述rov线缆回收，回收速度略慢于所述水下机器人的航速，水下机器人行进至无人船正下方时停止并开始上浮，接近水面时停止上浮，由所述rov线缆拉动水下机器人至船舱中，底部舱门闭合，无人船返航。

进一步，所述无人船搭载gps卫星定位模块，通过给无人船设定终点实现自主巡航功能，当接触水面时，无人船能够感知并发送信号给主控制器，主控制器发送信号给电机启动工作，此时无人船将自动调整方向向设定终点目的地方向航行。

进一步，当无人船到达指定地点时，主控制器将发送信号给rov线缆的缠绕筒，rov线缆释放，穿过甲板上的线缆孔与水下机器人连通，水下机器人与无人船依靠电磁铁相连，当无人船到达指定位置时，电磁铁消磁，船底舱门打开，水下机器人可进入水下，并自行选择深度下潜。

激光摄像头能够按照一定的频率拍摄，将拍摄所得画面传输给主控制器，并通过串口通信方式传送给上位机平台，具体通讯方式为4g传输，主控制器对传输画面进行灰度处理和识别后，判别有无水面障碍物。当检测到有障碍物时，主控制器将发送命令给两枚电机，两枚电机将调整转速使得船体偏转一个角度，直至障碍物不出现在拍摄画面中时继续沿设定路线航行。

太阳能充足时船载光电传感器将信号传递给主控制器，主控制器控制四棱锥舱四壁展开，四壁内层为太阳能电池板，太阳能电池板可将太阳能转变为电能补充电源动力支持无人船各部分工作。

由于水下机器人极有可能工作在较深水域，当工作深度达到2m及以上时，无线通讯手段失效，由此采用有线通信模式实现数据的传输和交互。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)解决水下无线通信能力差问题，采用rov线缆进行数据和信号的有线传输；

(2)通过搭载rov，实现全水深作业；

(3)无人船搭载水下机器人，能够集二者的功能于一体，协同作用简单高效；

(4)水下机器人具有自主巡航和自动避障功能；

(5)太阳能充足时采用太阳能板，通过光伏发电补充能源，减少环境污染；

(6)升级改造了无人船的结构，保证水下机器人的灵活释放与收回。

附图说明

图1为本申请无人船水下机器人协同释放装置的整体结构示意图。

图2为本申请无人船水下机器人协同释放装置的俯视图。

图3本申请无人船水下机器人协同释放装置中四棱锥结构的结构示意图。

图中各符号代表：无人船1；摄像头2；螺旋桨3；光电传感器4；四棱锥结构5；船舱6；船底7；水下机器人舱8；水下机器人9；线缆孔10；rov线缆11；太阳能电池板12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-3所示，包括无人船1、水下机器人9，无人船1为半截船体形状，包括船头、船尾、船底7、甲板、船舱6，船头为尖头形状，船尾为一平面结构，船头设有摄像头2，船舱6的侧壁上靠近船尾设有光电传感器4，船尾连接有螺旋桨3，船舱6内放置有电路板、电机、电路连接线、gps卫星定位模块、主控制器，船舱6内设有一单独夹层，该单独夹层设有水下机器人舱8，该水下机器人舱8内设置水下机器人9，甲板上设有线缆孔10，水下机器人9通过rov线缆11与无人船1相连，实现定点释放和协同作业，船底设计成一分差式结构，该分差结构内放置电机，该电机带动螺旋桨3转动。电机、螺旋桨转3动均设置两个，一个电机控制一个螺旋桨转动。

甲板后方设有一由四片太阳能电池板组成的四棱锥结构5，该四棱锥结构5可随时打开、合并。rov线缆11位于四棱锥结构5的中部。摄像头2采用三棱锥的形状激光摄像头，具有避障功能。无人船1采用直流电机推进方式工作。

水下机器人9呈胶囊状，由两层防水外壳和一个连接层组成，连接层实现水下机器人9与无人船1的连接，水下机器人9的连接层有两个线缆连接口，无人船上的rov线缆11插入连接口，连接口处有螺纹结构，插入后拧紧即可实现固定和连接，在水下机器人9运动过程中实现数据的传输和水下通信。

水下机器人9到达巡航终点并返航，在此过程中，水下机器人9发送信号通过rov线缆11传送给所述无人船上的主控制器，无人船1上的主控制器发送命令传递给rov线缆11缠绕筒，rov线缆11回收，回收速度略慢于水下机器人9的航速，水下机器人9行进至无人船1正下方时停止并开始上浮，接近水面时停止上浮，由rov线缆11拉动水下机器人9至船舱6中，底部舱门闭合，无人船1返航。

无人船1搭载gps卫星定位模块，通过给无人船1设定终点实现自主巡航功能，当接触水面时，无人船1能够感知并发送信号给主控制器，主控制器发送信号给电机启动工作，此时无人船1将自动调整方向向设定终点目的地方向航行。

当无人船1到达指定地点时，主控制器将发送信号给rov线缆11的缠绕筒，rov线缆11释放，穿过甲板上的线缆孔10与水下机器人9连通。水下机器人9与无人船1依靠电磁铁相连，当无人船1到达指定位置时，电磁铁消磁，船底舱门打开，水下机器人9可进入水下，并自行选择深度下潜。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。