海草床生态调查用水下无人机的制作方法

本发明涉及水下无人机，具体为海草床生态调查用水下无人机。

背景技术：

1、海洋自然资源生态系统涉及的海草床是由单种或多种海草植物主导的海草生态系统，和红树林、珊瑚礁并称为地球上三大典型的近海海洋生态系统，具有极高的生态服务功能，被誉为“海洋之肺”“海底草原”“海底森林”，海草床赋存区是重要的海洋渔场，可为各种海洋生物提供栖息地、育幼场所、庇护场所，也可为儒艮、绿海龟及水禽等生物提供重要的食物来源；而海草床生态调查用水下无人机是一种能够在水下进行自主航行的设备，其应用范围广泛，通常采用防水材料制造，能够承受水下的高压和腐蚀环境。

2、经检索，公开号为cn107914845b的发明专利公开了一种固定翼水下无人机，采用固定翼设计利用翼面上下水流流速不同获得压力差进而产生下潜力。本发明中采用了无线遥控的方法，配备水下防水摄像机，通过遥控器无线遥控无人机的推进器及舵机，由前置推进器提供前进动力，在水面航行时可以调节尾翼实现无人机的转向动作。

3、海草床一般生长在浅水区，从潮间带到潮下带，在对海草床生态调查时，通常采用工人携带便携设备或者水下无人机进入海草床进行取样工作，携带便携设备的进入方式比较原始，容易发生识别不精准，海草床生存面积也不好精准测量，需要反复进出，工作效率低下，而采用水下无人机测量时易发生海草缠绕勾住机身的现象，影响无人机的前进或后退运动，调查测量受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了海草床生态调查用水下无人机，通过电动推杆一推动贴合块在置留凹腔一内滑动，在这个状态下，电动推杆二离开空缺槽的内部，并由旋转电机以及翻转电机的驱动实现电动推杆二的旋转以及翻转动作，适应机身上不同位置被海草缠绕的切割情况，提高适用性，而在切割过程中，由切割组件对缠绕的海草割断，保证机身对整个海草床区域的顺利测量，探查结束后，空缺槽用于电动推杆二以及切割组件的收纳进入，以解决上述背景技术中提到的问题。

2、本发明可以通过以下技术方案实现：海草床生态调查用水下无人机，包括机身，所述机身的底面中部设有置留凹腔一，所述置留凹腔一的内腔底面上安装有电动推杆一，所述电动推杆一的推动端固定有在置留凹腔一内滑动的贴合块，所述贴合块的底面上固定有旋转电机，所述旋转电机的输出端固接有安装座，所述安装座的下方设置有电动推杆二，所述电动推杆二与安装座的端部设置有翻转电机，且电动推杆二的伸长端表面上安装有阶梯立板，所述阶梯立板的表面安装有用于对不同方位海草切断的切割组件，所述机身的底面设有与置留凹腔一相通的空缺槽，所述空缺槽用于电动推杆二以及切割组件的收纳进入。

3、本发明的进一步技术改进在于：切割组件包括两个支撑架，两个所述支撑架的内壁面上均通过刀座安装有用于对海草切割的刀片，且两个支撑架的端部均铰接在阶梯立板的侧面上，所述阶梯立板的表面上安装有电动推杆四，所述电动推杆四的推动端端部铰接有两个连接杆，每个所述连接杆的端部分别与支撑架的内壁面铰接。

4、本发明的进一步技术改进在于：所述阶梯立板的顶部表面上安装有用于识别出海草相关物种的深感摄像头。

5、本发明的进一步技术改进在于：所述机身的底面并位于空缺槽的一侧设有置留凹腔二，所述置留凹腔二的一侧内壁面上安装有直线导轨，且置留凹腔二的另一侧内壁面上安装有导轨，所述直线导轨和导轨上分别滑动安装有滑座和滑块，所述滑座和滑块的端部连接有用于采集海底水质的采集框，所述采集框收纳在置留凹腔二内。

6、本发明的进一步技术改进在于：所述采集框包括多个储液腔以及一个驱动腔室，所述采集框的外壁面上设置有多个与储液腔相通的采集通道，所述采集通道的内腔底面上设有渗透口，且采集通道的内部滑动安装有活塞块。

7、本发明的进一步技术改进在于：驱动腔室的内壁面上安装有电动推杆三，所述电动推杆三的推动端固接有推板，所述推板的一侧表面上设置有多个伸入至储液腔内的同步推杆，所述同步推杆与活塞块固定连接，所述同步推杆与储液腔内壁的连接处设置有密封垫，所述推板的另一侧表面设置有弹簧，所述弹簧的端部与驱动腔室的内壁面固定。

8、本发明的进一步技术改进在于：所述机身后表面的两端均安装有推进器二，且机身的四个表面上均安装有推进器一，前侧的两个推进器一的表面上安装有探照灯，所述机身的前表面设置有用于扫描海草床种植生存面积的云台摄像头，所述云台摄像头的外部设置有潜水罩，所述潜水罩与机身密封连接。

9、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

10、1、该水下无人机用于海草植被种类识别、扫描测量其面积和分布情况，记录海洋自然资源，当不发生海草缠绕时，电动推杆二以及切割组件的收纳进入空缺槽内，尽可能的保证海草床原始的生态环境，在探查中机身发生缠绕时，由电动推杆一推动贴合块在置留凹腔一内滑动，在这个状态下，电动推杆二离开空缺槽的内部，并由旋转电机以及翻转电机的驱动实现电动推杆二的旋转以及翻转动作，适应机身上不同位置被海草缠绕的切割情况，提高适用性，而在切割过程中，由切割组件对缠绕的海草割断，保证机身对整个海草床区域的顺利测量，降低对海草床生态的破坏；

11、2、缠绕海草的切断为剪切结构设计，直接对缠绕的海草部位作用切断，避免滚切式对海草的破坏，避免海草床区域内出现海草残渣，解决了生态调查进行延缓的问题；

12、3、在探查自然资源时同时采集海水，由电动推杆三收缩拉动着推板运动，在拉动的过程中弹簧收缩并带动推板连接的同步推杆一同运动，同步推杆拉动对应的活塞块在采集通道内滑动至渗透口的一侧，此时海水顺着采集口进入到采集通道中，并经由渗透口进入到储液腔内收集，实现海水的流通，能够一次对海水的不同深度进行同时抽取取样保存，提高探查效率，当电动推杆三断电，弹簧产生的弹性形变使得电动推杆三保持伸长状态，活塞块在采集通道内的初始位置，拦截海水的进入。

技术特征：

1.海草床生态调查用水下无人机，包括机身(1)，其特征在于：所述机身(1)的底面中部设有置留凹腔一(7)，所述置留凹腔一(7)的内腔底面上安装有电动推杆一(8)，所述电动推杆一(8)的推动端固定有在置留凹腔一(7)内滑动的贴合块(9)，所述贴合块(9)的底面上固定有旋转电机(10)，所述旋转电机(10)的输出端固接有安装座(11)，所述安装座(11)的下方设置有电动推杆二(13)，所述电动推杆二(13)与安装座(11)的端部设置有翻转电机(12)，且电动推杆二(13)的伸长端表面上安装有阶梯立板(14)，所述阶梯立板(14)的表面安装有用于对不同方位海草切断的切割组件，所述机身(1)的底面设有与置留凹腔一(7)相通的空缺槽(18)，所述空缺槽(18)用于电动推杆二(13)以及切割组件的收纳进入。

2.根据权利要求1所述的海草床生态调查用水下无人机，其特征在于，切割组件包括两个支撑架(16)，两个所述支撑架(16)的内壁面上均通过刀座(25)安装有用于对海草切割的刀片(24)，且两个支撑架(16)的端部均铰接在阶梯立板(14)的侧面上，所述阶梯立板(14)的表面上安装有电动推杆四(22)，所述电动推杆四(22)的推动端端部铰接有两个连接杆(23)，每个所述连接杆(23)的端部分别与支撑架(16)的内壁面铰接。

3.根据权利要求1所述的海草床生态调查用水下无人机，其特征在于，所述阶梯立板(14)的顶部表面上安装有用于识别出海草相关物种的深感摄像头(15)。

4.根据权利要求1所述的海草床生态调查用水下无人机，其特征在于，所述机身(1)的底面并位于空缺槽(18)的一侧设有置留凹腔二(17)，所述置留凹腔二(17)的一侧内壁面上安装有直线导轨(20)，且置留凹腔二(17)的另一侧内壁面上安装有导轨，所述直线导轨(20)和导轨上分别滑动安装有滑座(21)和滑块，所述滑座(21)和滑块的端部连接有用于采集海底水质的采集框(19)，所述采集框(19)收纳在置留凹腔二(17)内。

5.根据权利要求4所述的海草床生态调查用水下无人机，其特征在于，所述采集框(19)包括多个储液腔(26)以及一个驱动腔室，所述采集框(19)的外壁面上设置有多个与储液腔(26)相通的采集通道(31)，所述采集通道(31)的内腔底面上设有渗透口(34)，且采集通道(31)的内部滑动安装有活塞块(32)，所述采集通道(31)的末端为封闭结构，且采集通道(31)的顶面上设有采集口(35)，所述活塞块(32)位于采集口(35)以及渗透口(34)之间。

6.根据权利要求5所述的海草床生态调查用水下无人机，其特征在于，驱动腔室的内壁面上安装有电动推杆三(27)，所述电动推杆三(27)的推动端固接有推板(28)，所述推板(28)的一侧表面上设置有多个伸入至储液腔(26)内的同步推杆(33)，所述同步推杆(33)与活塞块(32)固定连接，所述同步推杆(33)与储液腔(26)内壁的连接处设置有密封垫(30)，所述推板(28)的另一侧表面设置有弹簧(29)，所述弹簧(29)的端部与驱动腔室的内壁面固定。

7.根据权利要求1所述的海草床生态调查用水下无人机，其特征在于，所述机身(1)后表面的两端均安装有推进器二(6)，且机身(1)的四个表面上均安装有推进器一(4)，前侧的两个推进器一(4)的表面上安装有探照灯(5)，所述机身(1)的前表面设置有用于扫描海草床种植生存面积的云台摄像头(2)，所述云台摄像头(2)的外部设置有潜水罩(3)，所述潜水罩(3)与机身(1)密封连接。

技术总结
本发明公开了海草床生态调查用水下无人机，用于海草植被种类识别、扫描测量其面积和分布情况，具体涉及水下无人机技术领域，包括机身，所述机身的底面中部设有置留凹腔一，所述置留凹腔一的内腔底面上安装有电动推杆一。本发明由电动推杆一推动贴合块在置留凹腔一内滑动，在这个状态下，电动推杆二离开空缺槽的内部，并由旋转电机以及翻转电机的驱动实现电动推杆二的旋转以及翻转动作，适应机身上不同位置被海草缠绕的切割情况，提高适用性，而在切割过程中，由切割组件对缠绕的海草割断，保证机身对整个海草床区域的顺利测量，探查结束后，空缺槽用于电动推杆二以及切割组件的收纳进入。

技术研发人员：王瑞,王洋,程伟,王万虎,王言强,刘晓阳,王洪江
受保护的技术使用者：中国地质调查局海口海洋地质调查中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17