[发明专利]一种链式多体自主水下机器人

说明书

本发明属于水下机器人技术领域，特别涉及一种链式多体自主水下机器人。包括多个依次首尾铰接的单体AUV；单体AUV包括依次连接的艏部扩展舱段、舯部采样舱段、舯部垂推舱段、舯部控制舱段及艉部扩展舱段，其中舯部采样舱段用于采样；舯部垂推舱段用于提供沿竖直方向运动的推力；艉部扩展舱段用于提供前后运动及俯仰运动的动力。本发明具备动力分布式的特点,具有高效率、高机动航行的优势，能满足水下复杂环境任务需求，能够为执行深远海任务以及水下考古、管道运维等复杂环境作业提供潜在解决方案。

技术领域

本发明属于水下机器人技术领域，特别涉及一种链式多体自主水下机器人。

背景技术

海洋占地球面积70.8％，蕴藏着丰富的海洋生物资源、矿产资源和能源。为了开发、利用和保护海洋，能够代替或部分代替人类去了解、观测和考察海洋的水下机器人应运而生。水下机器人通常可分为：自主水下机器人(AUV)、有缆遥控水下机器人(ROV)和自主/遥控水下机器人(ARV)。其中，AUV利用自身携带的能源，借助所搭载的传感器和执行机构，可自主地进行分析、决策和协作，具有智能化程度高、航行速度快，探测范围广等诸多优点，因而被广泛应用于水下探测任务中。

由于单体水下机器人作业能力有限，集群智能化的新型作业方式涌现出来。然而，水下机器人携带能源有限，各单体AUV独立航行时克服所受阻力将消耗大量能源。此外，各单体AUV使用传感器感知环境信息，从而进行群体间信息交互同样会对能源造成大量的消耗。能源的大量消耗限制了各单体AUV的作业时间，对其执行深远海任务造成困难。不仅如此，单体AUV在面对管道、沉船等复杂水下结构环境时操纵性不足，机动性难以满足任务需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种链式多体自主水下机器人，该链式多体自主水下机器人具备动力分布式的特点,具有高效率、高机动航行的优势，能满足水下复杂环境任务需求，能够为执行深远海任务以及水下考古、管道运维等复杂环境作业提供潜在解决方案。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种链式多体自主水下机器人，包括多个依次首尾铰接的单体AUV；单体AUV包括依次连接的艏部扩展舱段、舯部采样舱段、舯部垂推舱段、舯部控制舱段及艉部扩展舱段，其中舯部采样舱段用于采样；舯部垂推舱段用于提供沿竖直方向运动的推力；艉部扩展舱段用于提供前后运动及俯仰运动的动力。

所述单体AUV的相邻两个舱段之间均通过连接法兰连接，各连接法兰上均设有穿线螺钉，穿线螺钉用于信号线缆的走线。

所述舯部垂推舱段的前端与所述艏部扩展舱段的后端之间及所述舯部垂推舱段的后端与所述艉部扩展舱段的前端之间均连接有连接拉杆。

所述艏部扩展舱段包括艏部导流罩和艏部端盖，其中艏部端盖的一侧通过连接环与所述舯部采样舱段的一端的所述连接法兰连接，艏部导流罩罩设于艏部端盖的外侧且通过艏部连接螺柱与艏部端盖连接。

所述舯部采样舱段包括舯部采样舱壳体及设置于舯部采样舱壳体内的蠕动泵和储水水囊，其中舯部采样舱壳体内设有蠕动泵支撑板，蠕动泵设置于蠕动泵支撑板上，蠕动泵通过单向采样管路与储水水囊连接。

所述舯部垂推舱段包括垂推固定舱体、垂向驱动电机支架、垂向驱动电机及垂推螺旋桨，其中垂向驱动电机支架设置于垂推固定舱体内，垂向驱动电机设置于垂向驱动电机支架上，且输出轴与垂推螺旋桨连接，垂向驱动电机驱动垂推螺旋桨绕竖直轴转动。

所述舯部控制舱段包括舯部控制舱壳体及设置于舯部控制舱壳体内的电控元件固定板、GPS无线电蓝牙集成模块、电源支撑板和电源，其中电控元件固定板设置于电源支撑板上，且位于舯部控制舱壳体的前端；电源设置于电源支撑板上。