用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，包括：底座；与底座相连的耐压仓，耐压仓内部安装有可视化设备；设置在耐压仓上的浮性材料外壳；第一和第二水平推进装置，第一和第二水平推进装置分别水平设置在耐压仓的两侧；第一和第二垂直推进装置，第一和第二垂直推进装置并排垂直设置在耐压仓的上部；控制器，控制器分别与第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置相连，控制器向水下自主航行装置供电，并分别对第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置的旋转方向和转速进行控制。本实用新型能够使可视化设备在水下实现向上仰视和向下俯视等多种动作，便于可视设备多角度观测。
【专利说明】
用于搭载可视化设备的水下自主航行装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及水下探测技术领域，特别涉及一种用于搭载可视化设备的水下自主航行装置。
【背景技术】
[0002]目前的水下自主航行装置可搭载可视化设备(一般指摄像机)在水下实现前进、后退、左转、右转、上浮、下潜动作，协助可视化设备对水下环境的观测和记录。然而，出于观测的需要，可视化设备有时候需要以俯视或仰视姿态进行观测，而目前的水下自主航行装置不能通过改变自身的姿态，辅助摄像机完成以俯视或仰视的姿态进行水下观测，无法满足一些观测需求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本实用新型的目的在于提出一种用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，该装置能够使可视化设备在水下实现向上仰视和向下俯视等多种动作，便于可视设备多角度观测。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提出了一种用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，包括:底座;与所述底座相连的耐压仓，所述耐压仓内部安装有所述可视化设备;设置在所述耐压仓上的浮性材料外壳;第一和第二水平推进装置，所述第一和第二水平推进装置分别水平设置在在所述耐压仓的两侧;第一和第二垂直推进装置，所述第一和第二垂直推进装置并排垂直设置在所述耐压仓的上部；以及控制器，所述控制器分别与所述第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置相连，所述控制器向所述水下自主航行装置供电，并分别对所述第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置的旋转方向和转速进行控制。
[0006]另外，根据本实用新型上述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置还可以具有如下附加的技术特征:
[0007]在一些示例中，所述控制器用于同时控制所述第一水平推进装置和第二水平推进装置顺时针和/或逆时针旋转，并调节所述第一水平推进装置和第二水平推进装置的转速，以使所述水下自主航行装置前进、后退、左转、右转或按照预定航向航行。
[0008]在一些示例中，所述控制器用于同时控制所述第一垂直推进装置和第二垂直推进装置顺时针和/或逆时针旋转，并调节所述第一垂直推进装置和第二垂直推进装置的转速，以使所述水下自主航行装置上浮、下潜或按照预设深度航行。
[0009]在一些示例中，其中，所述第一垂直推进装置位于靠近所述可视化设备的一侧，所述控制器用于控制所述第一垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第一垂直推进装置产生垂直向下的推力，同时控制所述第二垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第二垂直推进装置产生垂直向上的推力，以使所述水下自主航行装置实现向上仰视。
[0010]在一些示例中，所述控制器用于控制所述第一垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第一垂直推进装置产生垂直向上的推力，同时控制所述第二垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第二垂直推进装置产生垂直向下的推力，以使所述水下自主航行装置实现向下俯视。
[0011]在一些示例中，所述控制器用于同时控制所述第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置的旋转方向及转速，以使所述水下自主航行装置按照预设航向及预设深度进行航行。
[0012]在一些示例中，还包括:第一和第二水下照明装置，所述第一水下照明装置设置在所述第一水平推进装置的前端，所述第二水下照明装置设置在所述第二水平推进装置的前端，其中，所述控制器分别与所述第一和第二水下照明装置相连，以控制所述第一和第二水下照明装置的打开和关闭。
[0013]在一些示例中，所述控制器还用于调节所述第一和第二水下照明装置的亮度。
[0014]在一些示例中，所述控制器与所述可视化设备相连，用于获取所述可视化设备采集的视频图像，并显示所述视频图像。
[0015]在一些示例中，所述可视化设备为摄像机。
[0016]根据本实用新型实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，通过控制第一和第二水平推进装置和第一和第二垂直推进装置的旋转方向及转速，能够完成前进、后退、左转、右转、按照预设航向航行、上浮、下潜、按照预设深度航行等动作，同时可以通过调节第一和第二垂直推进装置实现向上仰视和向下俯视动作，从而能够使可视化设备在水下实现向上仰视和向下俯视等多种动作，便于可视设备多角度观测。
[0017]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0018]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0019]图1是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的结构示意图；
[0020]图2是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的正面视图；
[0021]图3是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的侧视图；
[0022]图4是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的俯视图；以及
[0023]图5是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置通过水下电缆连接控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0025]以下结合附图描述根据本实用新型实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置。
[0026]图1是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的结构示意图。图2是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的正面视图。图3是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的侧视图。图4是根据本实用新型一个实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置的俯视图。
[0027]结合图1至图4所示，该用于搭载可视化设备的水下自主航行装置100(图中未示出)包括:底座1、耐压仓2、浮性材料外壳3、第一水平推进装置4、第二水平推进装置5、第一垂直推进装置6、第二垂直推进装置7及控制器12。
[0028]其中，耐压仓2与底座I相连，耐压仓2内部安装有可视化设备10。在具体示例中，可视化设备10例如为摄像机，用于进行水下图像采集。
[0029]浮性材料外壳3设置在耐压仓2上。
[0030]第一水平推进装置4和第二水平推进装置5分别水平设置在耐压仓2的两侧，用于通过旋转叶片产生水平方向前进或后退的推力。
[0031 ]第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7并排设置在所述耐压仓的上部，用于通过旋转叶片产生垂直方向向上或向下的推力。
[0032]控制器12分别与第一水平推进装置4、第二水平推进装置5、第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7相连。控制器12用于向水下自主航行装置100供电，并分别对第一水平推进装置4、第二水平推进装置5、第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7的叶片旋转方向和转速进行控制，进而实现水下自主航行装置100的航向和航行姿态。在具体示例中，如图5所示，控制器12例如设置在陆地上，其通过水下电缆11与水下自主航行装置100相连，控制器12从陆地上接入交流220V电源供电，并将交流220V电源转换为直流48V的电源，然后通过水下电缆11为水下自主航行装置100进行供电，同时对第一水平推进装置4、第二水平推进装置5、第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7的叶片旋转方向和转速进行控制。
[0033]具体地，当水下自主航行装置100需要前进、后退、左转、右转或按照预设航向航行时，则控制器12同时控制第一水平推进装置4和第二水平推进装置5顺时针和/或逆时针旋转，并调节第一水平推进装置和第二水平推进装置的转速，以使水下自主航行装置前进、后退、左转、右转或按照预定航向悬浮。例如:第一水平推进装置4和第二水平推进装置5采用正反桨设计，第一水平推进装置4顺时针旋转时提供水平方向向后的推力，逆时针旋转提供水平方向向前的推力，第二水平推进装置5与之相反。控制器12控制第一水平推进装置4顺时针旋转，同时控制第二水平推进装置5逆时针旋转，从而产生水平向后的推力，则可使水下自主航行装置100前进。同理，控制器12控制第一水平推进装置4逆时针旋转，同时控制第二水平推进装置5的叶片顺时针旋转，从而产生水平向前的推力，则可使水下自主航行装置100后退。进一步地，控制器12控制第一水平推进装置4逆时针旋转，同时控制第二水平推进装置5逆时针旋转，则可实现第二水平推进装置5左转，从而调整水下自主航行装置100的航向。同理，控制器12控制第一水平推进装置4顺时针旋转，同时控制第二水平推进装置5顺时针旋转，则可实现水下自主航行装置100右转，从而调整第二水平推进装置5的航向。进一步地，当水下自主航行装置100需要调整至预设航向时，如航向受外界影响发生变化时，控制器12控制第一水平推进装置4顺时针旋转，同时控制第二水平推进装置5顺时针旋转，或者，控制器12控制第一水平推进装置4逆时针旋转，同时控制第二水平推进装置5逆时针旋转，从而实时调节航向，直至达到水下自主航行装置100的预设航向。
[0034]当水下自主航行装置100需要进行上浮、下潜或按照预设深度悬浮时，控制器12用于同时控制第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7顺时针和/或逆时针旋转，并调节第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7的转速，以使水下自主航行装置100上浮、下潜或按照预设深度悬浮。例如:第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7采用正反桨设计。第一垂直推进装置6顺时针旋转产生垂直向上的推力，逆时针旋转产生垂直向下的推力，第二垂直推进装置7与之相反。控制器12控制第一垂直推进装置6顺时针旋转，同时控制第二垂直推进装置7逆时针旋转，从而使水下自主航行装置100下潜，调整水下自主航行装置100的深度。同理，控制器12控制第一垂直推进装置6逆时针旋转，同时控制第二垂直推进装置7顺时针旋转，从而使水下自主航行装置100上浮，调整水下自主航行装置100的深度。进一步地，当水下自主航行装置100需要调整至预设深度时，如航向受外界影响发生变化时，控制器12控制第一垂直推进装置6顺时针旋转，同时控制第二垂直推进装置7逆时针旋转，或者，控制器12控制第一垂直推进装置6逆时针旋转，同时控制第二垂直推进装置7顺时针旋转，实时调节深度，直至达到水下自主航行装置100的预设深度。
[0035]在本实用新型的一个实施例中，例如，第一垂直推进装置6位于靠近可视化设备10的一侧，控制器12用于控制第一垂直推进装置6的旋转方向及转速以使第一垂直推进装置产生垂直向下的推力，同时控制第二垂直推进装置7的旋转方向及转速以使第二垂直推进装置产生垂直向上的推力，以使水下自主航行装置100实现向上仰视。进一步地，控制器12用于控制第一垂直推进装置6的旋转方向及转速以使第一垂直推进装置6产生垂直向上的推力，同时控制第二垂直推进装置7的旋转方向及转速以使第二垂直推进装置7垂直向下的推力，以使水下自主航行装置100实现向下俯视。
[0036]具体地说，例如:第一垂直推进装置6顺时针旋转时产生垂直向上的推力，逆时针旋转时产生垂直向下的推力，第二垂直推进装置7与之相反。控制器12控制第一垂直推进装置6逆时针旋转，同时控制第二垂直推进装置7逆时针旋转，即第一垂直推进装置6产生向下的推力，同时第二垂直推进装置7产生向上的推力，即可使水下自主航行装置100实现向上仰视。同理，控制器12控制第一垂直推进装置6顺时针旋转，同时控制第二垂直推进装置7顺时针旋转，即第一垂直推进装置6产生的向上的推力，第二垂直推进装置7产生的向下的推力，即可使水下自主航行装置100实现向下俯视。
[0037]进一步地，控制器12用于同时控制第一水平推进装置4和第二水平推进装置5、第一垂直推进装置6和第二垂直推进装置7的旋转方向及转速，以使水下自主航行装置100按照预设航向及预设深度进行航行。具体地控制方式参见上述对水下自主航行装置100的航向和深度调节部分的描述，此处不再赘述。
[0038]进一步地，结合图1至图4所示，该用于搭载可视化设备的水下自主航行装置100还包括:第一水下照明装置8和第二水下照明装置9。具体地，第一水下照明装置8设置在第一水平推进装置4的前端，第二水下照明装置9设置在第二水平推进装置的前端5。其中，控制器12分别与第一水下照明装置8和第二水下照明装置9相连，以控制第一水下照明装置8和第二水下照明装置9的打开和关闭。进一步地，控制器12还用于调节第一水下照明装置8和第二水下照明装置9的亮度，从而便于可视化设备10采集更好、更清晰的图像。
[0039]进一步地，控制器12例如与可视化设备10相连，用于获取可视化设备10采集的视频图像，并显示该视频图像。具体地说，控制器12例如具有一个显示屏，用以显示可视化设备10采集的视频图像，以供陆地上的工作人员查看和分析。
[0040]综上，根据本实用新型实施例的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，通过控制第一和第二水平推进装置和第一和第二垂直推进装置的旋转方向及转速，能够完成前进、后退、左转、右转、按照预设航向航行、上浮、下潜、按照预设深度航行等动作，同时可以通过调节第一和第二垂直推进装置实现向上仰视和向下俯视动作，从而能够使可视化设备在水下实现向上仰视和向下俯视等多种动作，便于可视设备多角度观测。
[0041]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0042]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0043]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0044]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0046]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，包括: 底座； 与所述底座相连的耐压仓，所述耐压仓内部安装有所述可视化设备； 设置在所述耐压仓上的浮性材料外壳； 第一和第二水平推进装置，所述第一和第二水平推进装置分别水平设置在所述耐压仓的两侧； 第一和第二垂直推进装置，所述第一和第二垂直推进装置并排垂直设置在所述耐压仓的上部；以及 控制器，所述控制器分别与所述第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置相连，所述控制器向所述水下自主航行装置供电，并分别对所述第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置的旋转方向和转速进行控制。2.根据权利要求1所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述控制器用于同时控制所述第一水平推进装置和第二水平推进装置顺时针和/或逆时针旋转，并调节所述第一水平推进装置和第二水平推进装置的转速，以使所述水下自主航行装置前进、后退、左转、右转或按照预定航向航行。3.根据权利要求1所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述控制器用于同时控制所述第一垂直推进装置和第二垂直推进装置顺时针和/或逆时针旋转，并调节所述第一垂直推进装置和第二垂直推进装置的转速，以使所述水下自主航行装置上浮、下潜或按照预设深度航行。4.根据权利要求1所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，其中，所述第一垂直推进装置位于靠近所述可视化设备的一侧，所述控制器用于控制所述第一垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第一垂直推进装置产生垂直向下的推力，同时控制所述第二垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第二垂直推进装置产生垂直向上的推力，以使所述水下自主航行装置实现向上仰视。5.根据权利要求4所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第一垂直推进装置产生垂直向上的推力，同时控制所述第二垂直推进装置的旋转方向及转速以使所述第二垂直推进装置产生垂直向下的推力，以使所述水下自主航行装置实现向下俯视。6.根据权利要求1所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述控制器用于同时控制所述第一和第二水平推进装置、第一和第二垂直推进装置的旋转方向及转速，以使所述水下自主航行装置按照预设航向及预设深度进行航行。7.根据权利要求1-6任一项所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，还包括:第一和第二水下照明装置，所述第一水下照明装置设置在所述第一水平推进装置的前端，所述第二水下照明装置设置在所述第二水平推进装置的前端，其中， 所述控制器分别与所述第一和第二水下照明装置相连，以控制所述第一和第二水下照明装置的打开和关闭。8.根据权利要求7所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述控制器还用于调节所述第一和第二水下照明装置的亮度。9.根据权利要求1所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述控制器与所述可视化设备相连，用于获取所述可视化设备采集的视频图像，并显示所述视频图像。10.根据权利要求9所述的用于搭载可视化设备的水下自主航行装置，其特征在于，所述可视化设备为摄像机。
【文档编号】B63G8/16GK205574246SQ201620198160
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】张伟, 陈旭, 原向东, 鲁东起, 吴振华, 潘俊峰, 石浛锟, 李江宁
【申请人】交通运输部水运科学研究院