[实用新型]水下机器人系缆长度及运动方向检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水下机器人，具体地说是一种利用磁力开关、  永磁铁和计算机实现水下机器人系缆长度及运动方向检测装置。

背景技术

遥控水下机器人的水下部分一般由中继器和潜水器构成，中继器用于将潜水器施放到水下某个作业深度，施放作业时控制中继器上的绞车旋转，将绞车上的系缆放出，潜水器才能以放出系缆长度为半径的区域内作业。由于中继器和潜水器上所有设备都处于水下，因此对于中继器绞车上的系缆放出的长度和方向的检测就成为一个需要解决的问题。常规的陆上用于检测长度和方向的传感器如光电编码器等都不能使用，因为这些传感器都没有水密结构，而且也难于进行水密结构改进。传统的方法是用系缆带动一个从动轮，在从动轮的圆周上布置一个圆柱形永磁铁，再在永磁铁轴线上固定一个磁力开关，磁力开关和永磁铁留有一定的距离，一般在10mm范围内，磁力开关静止，系缆带动从动轮旋转，永磁铁将对磁力开关的触点周期性的吸合。利用这一原理来采集系缆的长度脉冲，从而计算出系缆放出的长度，但这一方法，存在一定的缺陷，就是检测不出来系缆的运动方向，系缆的长度的计数脉冲的加、减，只能靠收、放缆的命令来配合，即收缆减计数，放缆时加计数，这种长度计算方式适合于系缆严格按照收、放命令来进行运动时有效，但是实际情况会有这种情况发生，也就是在收缆的过程中，为了保护系缆，当系缆的张力大于某个设定值时，即使执行收缆操作，而实际系缆的运动方向是放出方向，这就导致原有的计数方法失灵，水面显示的系缆放出长度失真，给操作人员造成误判断，这是非常危险的。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种简单实用的水下机器人系缆长度及运动方向检测装置，可判断出准确的系缆运动方向，根据实际的运动方向计算系缆的放出长度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型水下机器人系缆长度及运动方向检测装置安装于水下机器人的中继器中，具有：从动轮，从动于系缆收/放机构中的大从动轮，通过绕设于大从动轮上的系缆的摩擦力转动；两块永磁铁，分别嵌设于从动轮的同心圆周上；两个磁力开关，与水下机器人的水下计算机相连，通过支架以非接触式分别设于从动轮同心圆周上方，两磁力开关通过永磁铁时产生脉冲的上升沿具有相位差，且两脉冲具有同时为高电平的时间段。

所述磁力开关为通过水密结构封装的干簧管；所述磁力开关的端头具有螺纹段，通过螺母固定于支架的上、下两面。

本实用新型采用的检测方法包括以下步骤：

水下机器人的水下计算机根据采集到的两磁力开关产生的脉冲信号得到两脉冲的状态；

对两脉冲的状态进行分析判断，得出两脉冲状态从正转到反转和从反转到正转的两个不同的变化状态；

根据上述变化状态判定系缆的实际运动方向；

根据上述系缆的实际运动方向，得出系缆长度脉冲的累加结果，进而得出系缆的长度；

通过水面计算机读取系缆的实际运动方向及长度数据并显示。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.结构简单、继承性好。本实用新型设有两对永磁体和磁力开关，无须其它辅助装置，利用永磁铁对磁力开关吸合作用，使两磁力开关的触点闭合与断开产生脉冲，通过运行检测方法中的软件处理程序进行逻辑判断及相关处理，便可方便地实现水下机器人系缆长度及运动方向的检测。

2.定向可靠，计算准确。本实用新型利用两对永磁铁及两磁力开关在空间上的位置关系，采用水下计算机对脉冲信号进行采集，而获得了两采集脉冲信号的相位差，为确定系缆的方向提供了可靠依据；同时对脉冲信号进行分析处理，根据系缆的运动方向计算出系缆的长度脉冲和，并算出系缆的放出长度。

3.安装简单，使用寿命长。本实用新型采用的永磁铁和磁力开关为非接触方式，没有摩损，使用寿命非常长，而且永磁铁和磁力开关之间有一定的调整距离，无须高精度的安装要求，安装简单，方便实用。

4.应用范围广。本实用新型不但可以应用于水下机器人，还可以应用于其它水下相关设备长度的测量，可适合于全海深检测。

附图说明

图1为水下机器人组成示意图；

图2为本实用新型中磁力开关的工作原理图；

图3A为水下机器人系缆长度检测装置布置主视图；

图3B为图3A的俯视图；

图3C为水下机器人系缆长度检测装置永磁铁与磁力开关位置示意图；

图4A为从动轮正转时脉冲时序图；

图4B为从动轮反转时脉冲时序图；