[发明专利]基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人

权利要求书

1.一种基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，包括载体平台、通信模块和地面站上位机，其特征在于：所述的载体平台为ROV运动平台，通讯模块分别与ROV运动平台和地面站上位机连接，用于ROV运动平台与地面站上位机的控制信号传输以及ROV运动平台与地面站上位机的采集数据传输；

ROV运动平台设有机架，通过机架连接固定的电子控制舱、电源舱、推进器、浮力块、集成式水质传感器和水下抓取机械手；

电子控制舱为金属密封舱体，电子控制舱内部设有高清摄像头、Pixhawk、树莓派和深度传感器，高清摄像头采集的照片通过树莓派处理识别水中悬浮的固体污染物的类型和位置，并通过通讯模块返回地面站上位机控制系统，用于水下抓取机械手的自主控制，Pixhawk设有3轴数字16位陀螺仪、3轴14位加速度计和磁力计，用于姿态的估计，深度传感器将压力数值解算为深度信息；

集成式水质传感器采集河流的电导率、电导率、浊度、溶解氧浓度、PH值和温度数据；

水下抓取机械手对固体污染物进行抓取。

2.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：所述的通讯模块包括零浮力电缆、导航模块和电力载波模块，手动控制利用零浮力电缆和电力载波模块进行通讯，自主巡航工作模式利用零浮力电缆和导航模块进行通讯和自主巡航。

3.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：所述的通讯模块负责水质信息的数据传输，采用TCP协议将ROV运动平台采集河流的电导率、电导率、浊度、溶解氧浓度、PH值和温度数据传输给地面站上位机。

4.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：所述的电源舱是铝合金密封舱体，电源舱支持300米工作深度，电源舱内部含有锂电池电源，放电能力40A，容量为10400mAh。

5.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：所述的机架为HDPE机架。

6.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：所述的浮力块用于水下配平时进行细微调整，使得ROV所受重力与浮力相等。

7.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：所述的水下抓取机械手由防水舵机驱动，水下抓取机械手具有六个自由度。

8.根据权利要求1所述的基于集成式矢量推进器的模块化水下机器人，其特征在于：水下抓取机械手控制采用自主抓取，水下抓取机械手根据高清摄像头反馈回来的固体污染物的位置，对目标污染物进行自主抓取，并临时存放到收纳盒。