本發(fā)明是涉及一種智能水下工作平臺(tái)及實(shí)施方法，具體地說是涉及一種可以為水下或海洋工程提供工作端掛載的智能平臺(tái)，適應(yīng)多變水下環(huán)境和復(fù)雜地形，水下機(jī)器人可以準(zhǔn)確地到達(dá)水下指定位置，航程大、受天氣影響小，可以通過在執(zhí)行裝置上搭載不同的工作端，完成多種水下任務(wù)。

背景技術(shù)：

21世紀(jì)是人類向海洋進(jìn)軍的世紀(jì)。深海作為人類開發(fā)的寶地和高技術(shù)領(lǐng)域之一，已經(jīng)成為各國的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，也是近幾年國際上競爭的焦點(diǎn)之一。無人遙控潛水器（Remote Operated Vehicles, ROV），也稱水下機(jī)器人。一種工作于水下的極限作業(yè)機(jī)器人，能潛入水中代替人完成某些操作，又稱潛水器。水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水深度有限，所以水下機(jī)器人已成為開發(fā)海洋的重要工具。其功能多種多樣，不同類型的ROV用于執(zhí)行不同的任務(wù)，被廣泛應(yīng)用于軍隊(duì)、海岸警衛(wèi)、海事、海關(guān)、核電、水電、海洋石油、漁業(yè)、海上救助、管線探測和海洋科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供了一種可以為水下或海洋工程提供工作端掛載的智能平臺(tái)，適應(yīng)多變水下環(huán)境和復(fù)雜地形，水下機(jī)器人可以準(zhǔn)確地到達(dá)水下指定位置，航程大、受天氣影響小，可以通過在執(zhí)行裝置上搭載不同的工作端，完成多種水下任務(wù)，完成人所不能及的工作任務(wù)的智能水下工作平臺(tái)及實(shí)施方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種智能水下工作平臺(tái)及實(shí)施方法，其系統(tǒng)組成包括外部遙控裝置和水下機(jī)器人兩部分；所述的外部遙控裝置包括主控計(jì)算機(jī)、控制手柄、顯示系統(tǒng)和水下通信接口及臍帶纜、纜繩收放設(shè)備、電源系統(tǒng)；所述的水下機(jī)器人采用框架式模塊化結(jié)構(gòu)，包括艇身、照明裝置、水下密封推進(jìn)器、探測傳感裝置、電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙、航姿監(jiān)控模塊、執(zhí)行裝置。

所述的水下機(jī)器人部分中的艇身框架采用聚丙烯復(fù)合材料，其他部分配裝高強(qiáng)度浮力材料。

所述的水下機(jī)器人部分中的照明裝置是由2個(gè)防水照明燈組成。

所述的水下機(jī)器人部分中的水下密封推進(jìn)器是由外殼、電機(jī)、減速器、密封蓋、螺旋槳、擋流圈組成，其中電機(jī)和減速器相連，固定在外殼內(nèi)，外殼與密封蓋之間用O型圈密封，外殼內(nèi)其它空間用變壓器油密封，減速器軸末端裝有螺旋槳。

所述的水下機(jī)器人部分中的探測傳感裝置包括：廣角攝像頭1個(gè)，位于執(zhí)行裝置底部；聲納避碰裝置2部，位于水下機(jī)器人頂部。

所述的水下機(jī)器人部分中的電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙是由方艙蓋、方艙身、電源板、驅(qū)動(dòng)板、主板、控制板、航姿監(jiān)控模塊和光端交換機(jī)組成，方艙蓋與方艙身之間采用螺栓連接方式，方艙身四周用O型圈密封，艙內(nèi)空間注滿變壓器油。

所述的電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙方艙蓋上有防水信號(hào)線插槽。

所述的電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙內(nèi)部裝有航姿監(jiān)控模塊，航姿監(jiān)控模塊由MEMS陀螺儀、電子羅盤以及深度傳感器組成。

所述的水下機(jī)器人部分中的執(zhí)行裝置為外部工作端掛載平臺(tái)，位于水下機(jī)器人底部。

本發(fā)明克服了水下機(jī)器人的關(guān)鍵部位防水問題，能夠長時(shí)間水下工作，不僅能在各種環(huán)境的水中作業(yè)，也可以在地形復(fù)雜的水底工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的智能水下工作平臺(tái)的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明提供的水下機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖（電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙1、艇身2、執(zhí)行裝置3、下密封推進(jìn)器4、照明裝置5、探測傳感裝置6）；

圖3為本發(fā)明提供的電子控制系統(tǒng)密封艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（圓艙身7、航姿監(jiān)控模塊8、控制板9、主板10、方艙蓋11、光端交換機(jī)12、驅(qū)動(dòng)板13、電源板14）。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1示出了本發(fā)明提供的智能水下工作平臺(tái)的系統(tǒng)框圖。為了便于說明，僅僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。

一種智能水下工作平臺(tái)及實(shí)施方法，其系統(tǒng)組成包括外部遙控裝置和水下機(jī)器人兩部分；所述的外部遙控裝置包括主控計(jì)算機(jī)、控制手柄、顯示系統(tǒng)和水下通信接口及臍帶纜、纜繩收放設(shè)備、電源系統(tǒng)；所述的水下機(jī)器人采用框架式模塊化結(jié)構(gòu)，包括艇身2、照明裝置5、水下密封推進(jìn)器4、探測傳感裝置6、電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙1、航姿監(jiān)控模塊8、執(zhí)行裝置3。

所述的水下機(jī)器人部分中的艇身2框架采用聚丙烯復(fù)合材料，其他部分配裝高強(qiáng)度浮力材料，配裝高強(qiáng)度浮力材料的目的是實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人部分的零浮力，使其在水下姿態(tài)更加穩(wěn)定。

所述的水下機(jī)器人部分中的照明裝置5是由2個(gè)防水照明燈組成，分別位于水下機(jī)器人的前側(cè)與下側(cè)，前側(cè)防水照明燈為了監(jiān)控工作環(huán)境提供光源，下側(cè)防水照明燈為了監(jiān)控工作端的具體操作提供光源。

所述的水下機(jī)器人部分中的水下密封推進(jìn)器4是由外殼、電機(jī)、減速器、密封蓋、螺旋槳、擋流圈組成，其中電機(jī)和減速器相連，固定在外殼內(nèi)，外殼與密封蓋之間用O型圈密封，外殼內(nèi)其它空間用變壓器油密封，減速器軸末端裝有螺旋槳。

所述的水下機(jī)器人部分中的探測傳感裝置6包括：廣角攝像頭1個(gè)，位于執(zhí)行裝置3底部；聲納避碰裝置2部，位于水下機(jī)器人頂部。

所述的水下機(jī)器人部分中的電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙1是由方艙蓋11、方艙身7、電源板14、驅(qū)動(dòng)板13、主板10、控制板9、航姿監(jiān)控模塊8和光端交換機(jī)12組成，方艙蓋11與方艙身7之間采用螺栓連接方式，方艙身7四周用O型圈密封，艙內(nèi)空間注滿變壓器油。

所述的電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙1方艙蓋11上有防水信號(hào)線插槽。

所述的電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙內(nèi)部裝有航姿監(jiān)控模塊8，航姿監(jiān)控模塊8由MEMS陀螺儀、電子羅盤以及深度傳感器組成。

所述的水下機(jī)器人部分中的執(zhí)行裝置3為外部工作端掛載平臺(tái)，位于水下機(jī)器人底部。

本發(fā)明克服了水下機(jī)器人的關(guān)鍵部位防水問題，能夠長時(shí)間水下工作，不僅能在各種環(huán)境的水中作業(yè)，也可以在地形復(fù)雜的水底工作。

進(jìn)一步具體的在進(jìn)行水下工作時(shí)，首先要把水下機(jī)器人吊放進(jìn)水中，然后水上的外部遙控裝置通過臍帶纜對(duì)水下機(jī)器人傳送指令，電子控制系統(tǒng)耐壓密封艙1內(nèi)的控制板9分析下達(dá)指令，驅(qū)動(dòng)板13驅(qū)動(dòng)水下密封推進(jìn)器4使機(jī)器人按照預(yù)定方向前行，與此同時(shí)照明裝置5和探測傳感裝置6也開始照明和攝像與探測，水上的顯示系統(tǒng)可顯示出其拍攝的視頻以及詳細(xì)的探測信息，并存儲(chǔ)下來。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作目標(biāo)后，利用航姿監(jiān)控模塊8所推導(dǎo)的工作端位置、姿態(tài)信息計(jì)算目標(biāo)位置，進(jìn)行具體工作。此智能平臺(tái)可以根據(jù)掛載不同的工作端，完成各種水下任務(wù)，例如：水下探測、水下搜救、水下焊接、水下救撈等。