[发明专利]漂流探测水下机器人装置及控制方法

摘要

本发明公开了一种漂流探测水下机器人装置及控制方法，属于探测水下机器人技术领域。机器人主体是鱼雷型结构，在机器人艏部搭载水文探测设备ADCP(声学多普勒剖面测速仪)、测距声呐、应急抛载；中间舱段为耐压舱，耐压舱内分为能源舱和控制舱两部分，能源舱内有两块高能量密度锂电池，分别用于动力和控制供电；尾段搭载保形天线(包含北斗定位与通讯、无线电和WiFi)、DVL、深度计、测距声呐。在机器人尾部左右两侧布置高效率推进器，在机器人前后各设置一个垂向槽道推进器。本发明根据机器人周围环境、任务指令，智能实现选择漂流模式的开启或关闭，从而实现低功耗、长航程，长时间的探测监控任务。

主权项

1.漂流探测水下机器人装置的控制方法，所述的漂流探测水下机器人装置包括艏部测距声呐(1)、声学多普勒剖面测速仪(2)、测距声呐一(3)、艏部垂向推进器一(4)、电池舱(5)、收放吊点(6)、控制舱(7)、艉部垂向推进器二(8)、保形天线(9)、总开关(10)、艉部稳定翼(11)、艉部测距声呐(12)、纵向推进器(13)、DVL(14)、测距声呐二(15)；/n声学多普勒剖面测速仪(2)、艏部垂向推进器一(4)、电池舱(5)、控制舱(7)、艉部垂向推进器二(8)、艉部测距声呐(12)依次连接；声学多普勒剖面测速仪(2)由圆柱体空腔和圆锥形机体组成，艏部测距声呐(1)安装在声学多普勒剖面测速仪(2)的侧面；艏部垂向推进器一(4)和艉部垂向推进器二(8)均为圆柱体，底面圆半径与声学多普勒剖面测速仪(2)的底面圆半径相等；电池舱(5)为三节圆柱体，底面圆半径与声学多普勒剖面测速仪(2)的底面圆半径相等，收放吊点(6)为中心带圆孔的方形片状物，安装在电池舱(5)的侧面；控制舱(7)为两节圆柱体，底面圆半径与声学多普勒剖面测速仪(2)的底面圆半径相等；艉部测距声呐(12)为曲面柱体，保形天线(9)和测距声呐二(15)安装在艉部测距声呐(12)的侧面，艉部稳定翼(11)由四片组成，均布在艉部测距声呐(12)的顶部，纵向推进器(13)和DVL(14)安装在艉部测距声呐(12)的内部腔体；/n其特征在于，漂流探测水下机器人装置的控制方法，包括以下步骤：/n(1)机器人在工作时，随着水流漂流，推进器仅是调整机器人姿态；/n(2)在定点悬停监测时，纵向推进器(13)控制机器人在纵向方向的位置和艏向角，艏部垂向推进器一(4)和艉部垂向推进器二(8)控制机器人在深度方向的位置和纵倾；/n(3)在机动动作时，纵向推进器(13)具有不同的转速产生差速实现机动；/n(4)水下机器人所搭载的测距声呐测得距离障碍物信息，进行机动躲避；/n(5)根据环境和自身的情况，判别当前适合的运动状态，智能改变运动状态和模式；/n在水中航行时，判断当前状态是否开启漂流模式，根据GPS或航位推算出水下机器人目前位置，与地图数据库进行对比，若此时该位置处于设定的漂流区域则开启漂流模式；若水下机器人未处于漂流区域，则根据测距声呐的数据N、自身系统状态条件进行安全评估，计算出安全度Q，/n安全度与声呐数据N