运用于高危水域的智能水下机器人的制作方法

本发明是涉及一种机器人技术，具体地说是涉及一种可以到达高危水域进行有关于水体环境、水质情况、水下地貌、考古探究等相关活动的机器人。

背景技术：

随着科技的进步与文明的发展，水体环境的污染日益严重。近年来，水体环境污染已造成了严重的生态灾难，直接危害了人们的身体健康，严重制约了我国经济的可持续性发展。水体约占地球领土的70%，但仍然有近八成水域属于高危水域，这些水域或狭窄、或深远、或污染严重，这些都是人类所无法到达的极限。这就需要我们开拓思维，去探求一种能够解开这些高危水域奥秘的方法。

因此水下机器人应运而生，水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业，水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，能提供实时视频、声呐图像，机械臂能抓起重物，水下机器人在石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到广泛应用。然而水下机器人自主进行水质检测，实时提供水质信息的应用还有待开发。

目前，水环境的实时检测技术已经提上了环境保护科学的日程安排，人们迫切需要一种能够实时自动检测湖泊或河流水质污染的技术，以省去繁琐的人力物力，并同时增强智能型与可靠性。因此利用水下机器人进行水体水质监测是对智能化机器人应用领域的探索和创新。以机器人为载体，将水下机器人与水质监测有机结合起来，可以使水下机器人研究在其应用领域得到发展，并且使水体水质监测技术更加智能化，使其朝着自主化监测、智能化监测又迈进了一步。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种可以运用于高危水域水体探测的智能水下机器人，该水下机器人利用螺旋桨进行推进，并通过改变自身的重量，实现三维运动。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明由以下部分组成：雷达磁感装置（1）、红外卫星高清摄像头（2）、应急太阳能电池板（3）、螺旋推进器（4）、应急方向调节装置（5）、gps导航系统（6）、升潜系统（7）、nrf2401无线接收与传播装备（8）、水质溶氧量检测仪（9）、化学传感器（10）。

智能水下机器人在水中的游动主要由其尾部的螺旋推进器（4）提供动力，在推进器（4）的推动下，利用重力作用通过改变自身的重量，实现机器人的浮潜与俯仰运动。在智能水下机器人的头部上方装有雷达磁感装置（1），可以进行高危水域水下地貌地形的探测。头部两侧装有电子眼，内置红外卫星高清摄像头（2），可以随时捕捉到水下画面。在智能水下机器人的头骨内部，装置有gps导航系统（6）可以在远程遥控下到达指定的高危水域。在智能水下机器人的腹腔内，配有升潜系统（7）和化学传感器（10），升潜系统（7）可以实现机器人的上升和下潜，化学传感器（10）可以检测水域中的化学元素的含量。在腹腔下侧装有水质溶氧量检测仪（9），能够方便的监测水体的含氧量。在尾仓内装有nrf2401无线接收与传播装备（8），能够进行数据图片的传输。智能机器人的应急太阳能电池板（3）和应急方向调整装置（5），用于应对机器人的突发情况；当机器人的电量过低不能进行工作或有遗失的危险时，智能机器人浮到水面上，利用应急太阳能电池板（3）为电池充电；应急方向调整装置（5）用于机器人被障碍物卡住无法脱离的情况，此时应急转向装置（5）带动推进器（4）转过一定的角度，改变机器人运动的方向从而使机器人脱离障碍物。

运用于高危水域的智能机器人的工作原理如下：数据终端输入指定高位水域地理坐标的经纬度及其水域深度，智能机器人在gps导航系统的指引下游动至指定水域，根据相关指令进行拍照、摄像、化学元素检测、水溶氧量测定，并进行水下地貌的测定，最后将所获得的有关图片与数据经由无线电接收与传播设备传送至水面数据库。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：体积小，重量轻，结构简单，系统结构优化；动力能源利用率高，运动能力强，机动性能、流体性能优良；可工作时间长，工作范围广，可以在难以到达的复杂、狭窄、高危水域进行监测工作；适用范围广泛，可以为环保、水文、地质、考古等相关部门使用。

附图说明

图1是本发明运用于高危水域的智能水下机器人的俯视图

图2是本发明运用于高危水域的智能水下机器人的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1和图2所示，运用于高危水域的智能水下机器人，它主要包括：雷达磁感装置（1）、红外卫星高清摄像头（2）、应急太阳能电池板（3）、螺旋推进器（4）、应急方向调节装置（5）、gps导航系统（6）、升潜系统（7）、nrf2401无线接收与传播装备（8）、水质溶氧量检测仪（9）、化学传感器（10）。

运用于高危水域的智能水下机器人，它的工作原理主要如下：

（1）数据终端输入指定高位水域地理位置的经纬度以及水域深度，智能水下机器人通过gps定位导航系统（6）到达该指定水域；

（2）智能水下机器人在其推进器（4）和升潜系统（7）的作用下，进行俯仰、潜浮、旋转等三维运动，并利用头部两侧处的红外卫星高清摄像头（2）拍摄水下360°全景图片；

（3）腹腔处的水质溶氧量检测仪（9）和化学传感器（10）利用微型涡轮机产生漩涡，进行水体样本的采集，并将水体样本输送至水质溶氧量检测仪（9）和化学传感器（10）中以检测出该高危水域水质溶氧量和所含的化学元素；

（4）头部的雷达磁感装置（1）进行工作，通过雷达作用，探测得出水下地貌的相关数据；

（5）水质溶氧量检测仪（9）、化学传感器（10）以及雷达磁感装置（1）检测得出的数据进行汇总，并通过无线接收与传播设备将汇总得到的数据以及拍摄所得的图片传送至水面数据库，以供环保、水文、地质、考古等相关部门使用。

本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

技术特征：

技术总结
本发明一种适用于运用于高危水域的智能水下机器人，包括：雷达磁感装置（1）、红外卫星高清摄像头（2）、应急太阳能电池板（3）、螺旋推进器（4）、应急方向调节装置（5）、GPS导航系统（6）、升潜系统（7）、nRF2401无线接收与传播装备（8）、水质溶氧量检测仪（9）、化学传感器（10）。通过GPS导航系统（6）到达数据终端指定的高危水域；在指定的高危水域进行三维运动以拍摄该水域全景图片；腹腔处的水质溶氧量检测仪（9）和化学传感器（10）对水体样本进行检测；头部的雷达磁感装置（1）对水下地貌进行探测；无线接收与传播设备（8）数据以及拍摄得到图片传送至水面数据库，供环保、水文、地质部门使用。

技术研发人员：娄保东
受保护的技术使用者：南京乐朋电子科技有限公司
技术研发日：2016.08.24
技术公布日：2018.03.09