本发明属于深水域探测技术领域，具体涉及一种用于海洋、湖泊等复杂海域的新型海上机器人。
背景技术：
占地球表面积71％的海洋是人类赖以生存和发展的三大战略空间—陆、海、空中的第二大空间，是不可再生能源、生物资源和金属资源的战略性开发基地，是现阶段主要开发的目标，而且是未来最具发展潜力的空间。水下机器人从诞生起，就随着人类认识海洋、开发海洋和保护海洋的进程逐渐发展。在普通潜水技术较难到达的区域和深度作业执行而生的水下机器人，将使海洋开发进入一个全新的研究方式，水下机器人作为一种替代或者协助人类探索海洋、开发海洋的智能工具在本世纪受到了极大的重视。
所以水下技术成为目前重点研究的高新技术之一，智能水下机器人作为高效率的水下工作平台在海洋开发与利用中起到至关重要的作用。
现有技术中的水下机器人受到结构自身的限制，无法实现探测作业，尤其在情况复杂的深海海域。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种水下探测用多功能机器人，解决现有技术中存在的人类无法探测复杂深海、水下机器人无法实现探测作业的问题，实现自主作业。
为实现上述目的，本发明的一种水下探测用多功能机器人包括：
壳体；
设置在所述壳体上的升降结构，所述升降机构包括对称设置在壳体两侧的四个涵道结构，每个涵道结构和壳体中心线所在的水平面垂直；
和每侧的涵道结构中位于前部的一个涵道结构侧壁固定连接的照明单元，所述照明单元光照方向朝向壳体前端；
设置在所述壳体末端的尾部推动单元；
设置在所述壳体前端的图像采集单元；
和所述壳体下端可拆卸连接的机械手臂和支撑平台；
设置在壳体上端的通信单元，所述通信单元为超短基线通信系统；
以及设置在壳体内部的电控单元和地面控制单元，通过电控单元和地面控制单元实现对机器人整体的供电和控制。
所述电控单元包括：
设置在所述壳体内部的电池，所述电池为机器人整机供电；
设置在所述壳体上端并和所述电池连接的线路接线口，所述线路接线口通过导线和外部电源连接；
设置在所述壳体内部的内部控制器，所述内部控制器控制图像采集单元、升降单元、尾部推进单元和照明单元工作；
以及设置在所述壳体内部的压力传感器和陀螺仪。
所述地面控制单元包括：
地面显示屏，所述压力传感器和陀螺仪通过超短基线通信系统和地面显示屏连接；
以及地面控制器，所述内部控制器和地面控制器无线连接。
所述壳体外表面为多棱结构。
每个所述涵道结构包括：
和所述壳体固定的侧涵道；
固定设置在所述侧涵道内的升降电机；
以及和所述升降电机输出轴固定连接的旋翼。
所述尾部推动单元包括两组轴线平行设置的推动机构，每组推动机构包括：
固定在壳体末端的涵道支架；
固定在所述涵道支架上的尾推涵道；
固定设置在所述尾推涵道内的推动电机；
以及和所述推动电机的输出轴固定连接的螺旋桨。
所述图像采集单元包括：
固定在所述壳体上的玻璃罩；
设置在所述玻璃罩内的可调节云台；
设置在所述可调节云台装置上的红外摄像头；所述红外摄像头通过超短基线通信系统和地面显示屏连接；
以及调整电机，所述调整电机驱动所述可调节云台进行左右180°和上下180°的运动。
所述照明单元为led灯。
本发明的有益效果为：本发明的一种水下探测用多功能机器人通过机器人的内部控制器调整机器人自身状态，通过自身动力以及升降单元和尾部推动单元达到指定作业区域，可通过机器人自身所携带的图像采集单元采集水里动态图像和拍摄图片并实时传输至地面显示屏，地面操纵人员即可了解复杂水底区域的水底状况；在需要进行样本手机时在机器人下部安装手臂，通过机械手臂的夹持和捕捉可采集水底样本并带回地面。相比于以往蛙人潜水采集，方便了作业方式，此机器人降低了人亲自下海的危险并且此机器人对国家海洋勘探开发，对堤坝监测维修，海洋救援，海底管道铺设，海洋环境监测，复杂海域勘探都有相当重要意义。
附图说明
图1为本发明的一种水下探测用多功能机器人整体结构示意图；
图2为本发明的一种水下探测用多功能机器人前视角整体结构示意图；
图3为本发明的一种水下探测用多功能机器人局部结构示意图；
图4为本发明的一种水下探测用多功能机器人中尾部推动单元结构示意图；
图5为本发明的一种水下探测用多功能机器人中图像采集单元结构示意图；
图6为本发明的一种水下探测用多功能机器人中机械手臂结构示意图；
图7为本发明的一种水下探测用多功能机器人中支撑平台结构示意图；
其中：1、壳体，2、升降单元，201、侧涵道，202、升降电机，203、旋翼，3、照明单元，4、尾部推动单元，401、涵道支架，402、尾推涵道，403、推动电机，404、螺旋桨，5、图像采集单元，501、玻璃罩，502、红外摄像头，503、可调节云台，504、调整电机，6、机械手臂，7、支撑平台，8、通信单元，9、线路接线口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1-附图7，本发明的一种水下探测用多功能机器人包括：
壳体1，所述壳体1外表面为多棱结构；棱角分明，符合流体力学规律，最大程度减少流体对动力的损耗；
设置在所述壳体1上的升降结构，所述升降机构包括对称设置在壳体1两侧的四个涵道结构，每个涵道结构和壳体1中心线所在的水平面垂直；
和每侧的涵道结构中位于前部的一个涵道结构侧壁固定连接的照明单元3，所述照明单元3光照方向朝向壳体1前端；
设置在所述壳体1末端的尾部推动单元4，所述尾部推动单元4为大扭矩推动单元；
设置在所述壳体1前端的图像采集单元5；
和所述壳体1下端可拆卸连接的机械手臂6和支撑平台7；机械手的伸缩依靠直线电机实现；
设置在壳体1上端的通信单元8，所述通信单元8为超短基线通信系统；
以及设置在壳体1内部的电控单元和地面控制单元，通过电控单元和地面控制单元实现对机器人整体的供电和控制。
所述电控单元包括：
设置在所述壳体1内部的电池，所述电池为机器人整机供电；
设置在所述壳体1上端并和所述电池连接的线路接线口9，所述线路接线口9通过导线和外部电源连接；
设置在所述壳体1内部的内部控制器，所述内部控制器控制图像采集单元5、升降单元2、尾部推进单元和照明单元3工作；
以及设置在所述壳体1内部的压力传感器和陀螺仪。
所述地面控制单元包括：
地面显示屏，所述压力传感器和陀螺仪通过超短基线通信系统和地面显示屏连接；
以及地面控制器，所述内部控制器和地面控制器无线连接。
每个所述涵道结构包括：
和所述壳体1固定的侧涵道201；
固定设置在所述侧涵道201内的升降电机202；
以及和所述升降电机202输出轴固定连接的旋翼203。
所述尾部推动单元4包括两组轴线平行设置的推动机构，每组推动机构包括：
固定在壳体1末端的涵道支架401；
固定在所述涵道支架401上的尾推涵道402，所述尾推涵道402外形呈流线状；
固定设置在所述尾推涵道402内的推动电机403；
以及和所述推动电机403的输出轴固定连接的螺旋桨404。
所述图像采集单元包括：
固定在所述壳体1上的玻璃罩501；
设置在所述玻璃罩501内的可调节云台503；在地面控制器的作用下可进行左右180°和上下180°的调节，即达到机器人可观测到前端所有范围内的状况；所述可调节云台503类似三轴云台；
设置在所述可调节云台503上的红外摄像头502；所述红外摄像头502通过超短基线通信系统和地面显示屏连接；
以及调整电机504，所述调整电机504驱动可调节云台503动作。
所述照明单元3为led灯，机器人四周四旋翼203系统中，前端两个涵道在设计时前端有照明单元3的配置，由于led灯在照明时会发热，在密封状况下利用水冷自然冷却，四旋翼203内部有升降电机202控制，其中升降电机202和旋翼203连接采用旋翼203通过升降电机202外壳有外螺纹直接拧上。
在机器人在下潜时通过自身壳体1以及内部电池自重和升降单元2的四旋翼203系统下潜到指定深度，在尾部双涵道内部的尾推螺旋桨404转动下产生向前的推力，使机器人向前走动，同时在深海区域由于光照无法达到，四旋翼203前端两个侧涵道201上的照明单元3打开，机器人前端红外摄像头502打开，红外摄像头502后部的可调节云台503上有调整电机504，通过调节调整电机504转动角度达到红外摄像头502转动，红外摄像头502可采集前端半球范围内的画面，画面可通过超短基线系统42传输到地面显示屏，机器人内部的压力传感器数据也通过超短基线系统传输到地面显示屏。在机器人内部装有陀螺仪，产生的数据可转变为自身的姿态数据，通过陀螺仪的状态，经信号转变，传输到地面显示屏，地面工作人员可时时观测机器人的状态，以便随时调整机器人。在机器人需要采集水里样本时，机器人内部配有操纵机械手臂6的控制器，在机器人下潜之前，把机械手臂6装在机器人下部，通过地面控制器，可控制机械手臂6的动作，即可采集样本。在机器人作业需要长时间深海作业时，机器人内部电力供应系统可能无法达到作业时长，在机器人上端配有线路接线口9，可在机器人下潜之前连接线路，通过有线电路供应机器人可长时间在水下作业。机器人作业完成，通过外部四旋翼203的升降单元2，即可使机器人上升，即机器人回到海平面。
本发明是一种带有自动控制自身运动，自动规划路线，自主巡航到达目的地的新型机器人，对水下探险，海洋考察，堤坝检查等有相当重大意义，能大大缓解目前对复杂水域无法探测的难题。