[发明专利]智能水下机器人

说明书

本发明涉及水下机器人或水下航行器的姿态校准和数据传输技术，特别是智能水下机器人。一般情况下，水下机器人(ROV)的姿态需根据不同的工况(如风浪、暗流等)随时进行调整和控制，不管是调整俯仰舵还是方向舵，在调整水下机器人(ROV)姿态的过程中都需要专业的操作人员到现场进行手动调控操作，即操作人员观察水下摄像机，通过手动操作手柄改变舵的角度和叶轮方向实现。由于水下环境的复杂多变，监控环境的恶劣，这种调控方法存在以下缺陷：1、操作复杂，操作人员需要长时间培训，才能掌握；2、凭摄像机，无法正确判断水下机器人(ROV)姿态(如水下浑浊、无参照物等)。由此造成水下机器人(ROV)姿态调整工作的效率低下。

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种由三轴陀螺仪和远程终端控制装置(RTU)构成的能为水下机器人或航行器提供稳定的姿态和航向的水下机器人姿态自动调整装置。

本发明采用了下列技术方案解决了其技术问题：智能水下机器人，包括控制水下机器人俯、仰姿态的俯仰舵伺服电机，控制水下机器人左、右航行方向的方向舵伺服电机，以及控制水下机器人横滚姿态的横滚舵伺服电机，其特征在于：该水下机器人中固定置有一三轴陀螺仪，该三轴陀螺仪的信号输出端通过RS485端口与远程终端控制装置信号输入端相连接，该远程终端控制装置的俯仰信号控制端、方向信号控制端、横滚信号控制端分别与俯仰舵伺服电机、方向舵伺服电机、横滚舵伺服电机相连接。

本发明采用了下列技术方案解决了其技术问题：智能水下机器人，包括控制水下机器人俯、仰姿态的俯仰舵伺服电机，控制水下机器人左、右航行方向的方向舵伺服电机，以及控制水下机器人横滚姿态的横滚舵伺服电机，其特征在于：该水下机器人中固定置有一三轴陀螺仪，该三轴陀螺仪的信号输出端通过RS485端口与远程终端控制装置信号输入端相连接，该远程终端控制装置的俯仰信号控制端、方向信号控制端、横滚信号控制端分别与俯仰舵伺服电机、方向舵伺服电机、横滚舵伺服电机相连接。

本发明有益技术效果在于提高了工作效率，在需要对水下机器人(ROV)进行姿态调整时，无需操作人员手动操作调整，系统能自动调整稳定，大大提高了工作效率，节省了人力，避免了操作人员注意力分散而引起的差错。另外，本发明还可以大大提高水下机器人(ROV)姿态监控、记录的方便性。

图1为本发明结构示意图。

图中各序号分别表示为：1-三轴陀螺仪；2-远程终端控制装置(RTU)；3-横滚舵；3.1-横滚舵伺服电机；4-方向舵；4.1-方向舵伺服电机；5-俯仰舵；5.1-俯仰舵伺服电机。

以下结合实施例以及附图对本发明作进一步的描述。

参照图1，本发明包括控制水下机器人俯、仰姿态的俯仰舵伺服电机5.1，控制水下机器人左、右航行方向的方向舵伺服电机4.1，以及控制水下机器人横滚姿态的横滚舵伺服电机3.1。

该水下机器人中固定置有一三轴陀螺仪1，该三轴陀螺仪1的信号输出端通过RS485端口与远程终端控制装置(RTU)2信号输入端相连接，本发明所述的远程终端控制装置2(Remote Terminal Unit，缩写RTU)是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。该远程终端控制装置(RTU)2的俯仰信号控制端、方向信号控制端、横滚信号控制端分别与俯仰舵伺服电机5.1、方向舵伺服电机4.1、横滚舵伺服电机3.1相连接。工作时，三轴陀螺仪1可以确定水下机器人(ROV)在水中的姿态。当水下机器人(ROV)在水中姿态平衡、稳定时，三轴陀螺仪1指示的轴线方向保持不变。当因风浪、暗流等影响，出现倾斜等改变时，三轴陀螺仪1的纵轴与定向指示之间就出现了偏差，并将该信号输入到远程终端控制装置(RTU)2，通过在姿态计算控制系统预先设定程序自动控制俯仰舵伺服电机5.1、方向舵伺服电机4.1、横滚舵伺服电机3.1，使横滚舵3、方向舵4、俯仰舵5及时修正相关角度或方向，从而使水下机器人(ROV)恢复原来平衡稳定的姿态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。