[实用新型]一种可自由倾转的水下文物探测装置

说明书

本实用涉及水下文物探测领域，具体涉及一种可自由倾转的水下文物探测装置，包括水下电子舱，水下电子舱两侧分别通过机翼连接倾转装置，倾转装置与推进器相连接；所述倾转装置包括壳体、从动件以及壳体内设置的连杆、圆盘、圆盘驱动电机和支撑台；支撑台用来限制圆盘的自由度，圆盘上铰连接有连杆，连杆伸出壳体外并与从动件铰连接，从动件与推进器相连接；从动件铰连接在壳体一侧的凸起上；所述水下电子舱尾部设有螺旋桨；水下电子舱头部内设有照明设备和防水摄像机。本装置驱动灵活，功能齐全，既实现了在水中的多自由度运动和平稳工作，又可获得水下文物的位置和图像信息，从而提高了探测作业的可靠性和探测的准确度。

技术领域

本实用涉及机械装备技术领域和水下文物探测领域，具体涉及一种可进行水下考古研究、能满足无人考察需求的可自由倾转的水下文物探测装置。

背景技术

中国拥有近300万平方公里的辽阔海疆、18000多公里的海岸线和丰富的内陆水域，其中蕴含着种类多样、数量巨大的水下文物。随着计算机处理技术的发展，水下探测技术不断完善，人类已经从简单的人工潜水拍摄发展到水下机器人自动拍摄。在海洋考古和探索方面，2000年Dwight F. Coleman等人在Design and implementation of advancedunderwater imaging systems for deep sea marine archaeological surveys（Oceans.IEEE, 2000:661-665 vol.1.）一文中提出了一种深水机器人系统，该系统用绳索与母船连接，水下部分携带防水高清摄像机拍摄水下状况，并通过光纤把视频、图像信息实时上传到母船的控制室。我国深海科考潜水器“蛟龙号”的技术发展现在也很成熟，但这些大型水下探测装置结构庞大复杂，多为潜艇形结构，且设备成本和检测成本很高。

国内研究水下探测装置这方面内容的主要单位有哈尔滨工程大学、沈阳自动化研究所等高校和一些科研院所，一般在实验室环境下搭建水下机器视觉系统对特定的水下目标进行识别检测。在水下机器视觉的研究方面，2009年哈尔滨工程大学的刘和祥博士在“面向AUV回收控制的水下机器视觉研究”(博士学位论文，哈尔滨工程大学，2009.)一文中设计了一个基于投影矩阵的标定模型，并对水下机器人的双目视觉系统进行标定，经过水下三维测量试验，绝对误差控制在正负5毫米以内。为进一步消除视觉标定的误差问题，2010年公丕亮等在“基于视觉的 UVMS单路标定位误差分析”（计算机仿真, 2010, 27(10):144-147.）一文中建立了一个基于双目视觉三角校正的误差模型，通过比较随机粒子分布和误差椭圆，该误差模型具有较高的可信度。在水下探测装置的具体应用方面，2015年福州大学的姚立纲等人发明了“一种浅水桥墩水下检测机器人”（专利授权号：CN 204489154U），其机架上设置浮体，内部设置有推进装置，前端设有由电机组件驱动的清洗刷具，既可以近距离观察浅水桥墩表面，还可以对浅水桥墩表面异物进行清洗，但该机器人仅适合在浅水区域工作，其应用具有局限性。2015年昆明理工大学的潘楠等人发明了“一种水下物证搜索装置”（专利授权号：CN 204681508U），其利用水下拖拉绳控制密封水囊，并借助微型摄像头对水底物证进行搜索，但该装置无法回收证物。2015年中国人民解放军工程兵学院的段子扬等人发明了“一种新型水下检测平台”（专利授权号：CN204313868U），其包括了潜入水中作业的平台装置主机和在水面外控制平台水下运动的遥控器，平台装置主机通过数据线与遥控器连接，但是该装置的照相机设置在螺旋桨的上方，会导致其传输图像的质量容易受螺旋桨的影响。

现有的水下探测装置，具备的功能不完整，并不适用于水下文物的探测。有的装置通过改变在水中的浮力来实现上升和下潜，反应时间慢，不够机动灵活；有的装置能实现一定角度的旋转，但控制困难，稳定性差。因此，需要一种适用于水下文物探测的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的：在水下文物探测领域，针对现有的水下探测装置不适用于水下文物的视觉检测和实时探测，提供一种可自由倾转的水下文物探测装置，通过融合机器视觉技术，能够满足无人考察和水下环境探测等需求，在水下考古研究方面很有应用前景。