航标船海上作业水下机器人自动化作业装置及使用方法

摘要

本发明公开了一种航标船海上作业水下机器人自动化作业装置及使用方法，包括机架主体，所述机架主体的竖直方向设置有升降螺旋桨，水平方向设置有至少一个推进螺旋桨；所述机架主体前方设置有用于探测锚链位置及前方障碍的前探测装置，后方设置有用于观察机器人后方情况的后摄像头；所述机架主体上还设置有控制舱、平衡舱和脱钩装置；所述机架主体上设置有用于观察吊钩挂锚链情况的照明设备及吊钩监控摄像头；所述脱钩装置上设置有吊钩。本发明所述的航标船海上作业水下机器人自动化作业装置及使用方法，装置作业效率高，安全性和可靠性更好，不需要挂钩等人员直接参与的危险性作业，可在更高的海况下作业，获得更大的效益。

说明书

技术领域

本发明涉及浮标回收布放的技术领域，尤其涉及一种浮标回收布放装置。

背景技术

国际贸易运输2/3以上采用海洋运输，其中我国进出口货运总量约90％都是利用海上运输。与此同时，“四个交通”中对“平安交通”提出了更高的要求，体现了航海保障在海上交通安全的重要作用。在海上交通安全保障体系中，灯浮标作为航海保障的重要设施之一，浮标所发挥的作用是无可替代的，浮标可以为海面上的船舶安全航行提供重要帮助，同时也有助于整个海面上船舶航行状况的畅通与稳定。除此之外，浮标及其管理工作的发展还能够为海洋资源开发、海洋渔业捕捞、国防建设等工作的开展提供支持与帮助。随着国家相关海洋开发战略的实施，灯浮标在航海保障方面的作用会越来越为重要，同时对灯浮标的性能和管理提出了更新、更高的要求。

目前作业自动化程度还不够高，而相对于港口浮标的抛设、撤除、检查、维修任务的需求，还远远不足够。特别是现在大部分浮标船存在着老旧、作业方式自动化程度低、人工作业多、劳动强度大、安全性能差等问题，使得航标船不能很好的完成航标管理任务。

此外，在浮标维护作业方面，最近很多航标船采用夹持装置，在风浪小的作业区可以很好的进行浮标维护作业。但在风、浪、水流复杂的情况下，很难做到迅速准确地接近浮标而不对浮标造成破坏性撞击、挤压。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种航标船海上作业水下机器人自动化作业装置及使用方法，用于解决现有的浮标维护作业方面，采用夹持装置，在风、浪、水流复杂的情况下，很难做到迅速准确地接近浮标而不对浮标造成破坏性撞击、挤压的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种航标船海上作业水下机器人自动化作业装置，包括机架主体，所述机架主体的竖直方向设置有升降螺旋桨，水平方向设置有至少一个推进螺旋桨；所述机架主体前方设置有用于探测锚链位置及前方障碍的前探测装置，后方设置有用于观察机器人后方情况的后摄像头；所述机架主体上还设置有控制舱、平衡舱和脱钩装置；控制舱和平衡舱安置于机器人内部中心位置，舱室采用高强度材料并在表面涂上防腐蚀材料，以避免其被海水腐蚀而失去控制。

所述机架主体上设置有用于观察吊钩挂锚链情况的照明设备及吊钩监控摄像头；所述脱钩装置上设置有吊钩，该挂钩原理类似于钥匙扣的杠杠原理，当机器人靠近锚链，挂钩贴上锚链边缘，挂钩穿过锚链链环与之连接，然后操作机器人与挂钩脱开。

作为优选所述的推进螺旋桨设置有两个，分别位于所述升降螺旋桨两侧。

作为优选所述前探测装置为前摄像头及声纳，并配置照明设备。

作为优选所述机架主体内设置有摄像头显示器和/或声纳成像显示器。

一种上述航标船海上作业水下机器人自动化作业装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、在作业船上，将锚链吊钩安装在机器人上。

S2、用吊机将机器人放入海中，在海面上将机器人驶近浮标，并使机器人前端朝向浮标。

S3、操控机器人下沉至钩锚链的深度，操作者根据声纳信号提供的锚链位置，将机器人驶向锚链，在工作侧贴着锚链向前行驶，使吊钩挂住锚链，挂住锚链后，控制机器人与吊钩脱离。

S4、吊起锚链，操控机器人浮出海面，吊回作业船。

作为优选所述的机架主体为梯形结构，并且所述控制舱和平衡舱外表涂有抗腐蚀涂层。

与现有技术相比较，本发明所述的航标船海上作业水下机器人自动化作业装置及使用方法，具有以下优点：

1、装置作业效率高，安全性和可靠性更好，不需要人员直接参与挂钩等危险性作业，可在更高的海况下作业，获得更大的效益。

2、航标船海上作业水下机器人自动化作业装置在工作完成后可人工控制收回到甲板上，以便再次使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明航标船海上作业水下机器人自动化作业装置的侧后视图。

图2是本发明航标船海上作业水下机器人自动化作业装置的俯视图。

图3是本发明航标船海上作业水下机器人自动化作业装置的侧后视图。

图4是本发明航标船海上作业水下机器人自动化作业装置的侧前视图。

其中：1、升降螺旋桨，2、推进螺旋桨，3、后摄像头，4、前探测装置，5、控制舱，6、平衡舱，7、吊钩监控摄像头，8、脱钩装置，9、吊钩。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种航标船海上作业水下机器人自动化作业装置，包括机架主体，所述机架主体的竖直方向设置有升降螺旋桨1，水平方向设置有至少一个推进螺旋桨2；所述的推进螺旋桨2设置有两个，分别位于所述升降螺旋桨1两侧。对每个升降螺旋桨1或推进螺旋桨2的螺旋桨推进器进行单独调速，以便水下机器人系统可实现前进、后退、转向、浮沉等动作。

所述机架主体前方设置有用于探测锚链位置及前方障碍的前探测装置4，后方设置有用于观察机器人后方情况的后摄像头3；所述前探测装置4为前摄像头及声纳，并配置照明设备。

所述机架主体上还设置有控制舱5、平衡舱6和脱钩装置8；控制舱和平衡舱安置于机器人内部中心位置，舱室采用高强度材料并在表面涂上防腐蚀材料，以避免其被海水腐蚀而失去控制。

所述控制舱5的设置，用来控制机器人的动作，保证机器人按照正确指令完成任务，平衡舱6的设置，用来保持其在作业过程中的平衡。

所述机架主体上设置有用于观察吊钩9挂锚链情况的照明设备及吊钩监控摄像头7；所述机架主体内设置有摄像头显示器和/或声纳成像显示器，用于监测，反馈水中机器人作业情况。所述脱钩装置8上设置有吊钩9，该挂钩原理类似于钥匙扣的杠杠原理，当机器人靠近锚链，挂钩贴上锚链边缘，挂钩穿过锚链链环与之连接，然后操作机器人与挂钩脱开。

设置吊钩9，以便水下机器人找到浮标锚链以后能快速在需要的位置挂着锚链并固定在其位置不动。吊钩监控摄像头7用于监测吊钩的情况。脱钩装置8 用于在吊钩与锚链挂住之后，使机器人与挂钩脱离。

本发明的航标船海上作业水下机器人自动化作业装置，机体设计成梯形结构，且制造材料采用强度较高、抗压能力较强的材料，以避免在深水中因压力或水中杂物而使机体遭到破坏，此外，在控制舱、平衡舱等关键部件表面涂抹抗腐蚀性材料，避免遭到腐蚀使机器失去控制，影响作业。

本发明的航标船海上作业水下机器人自动化作业装置，挂钩采用杠杆原理，结构简单，易于操作。

一种上述航标船海上作业水下机器人自动化作业装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、在作业船上，将锚链吊钩9安装在机器人上。

S2、用吊机将机器人放入海中，在海面上将机器人驶近浮标，并使机器人前端朝向浮标。

S3、操控机器人下沉至钩锚链的深度，操作者根据声纳信号提供的锚链位置，将机器人驶向锚链，在工作侧贴着锚链向前行驶，使吊钩9挂住锚链，挂住锚链后，控制机器人与吊钩9脱离。

S4、吊起锚链，操控机器人浮出海面，吊回作业船。

所述的机架主体为梯形结构，并且所述控制舱和平衡舱外表涂有抗腐蚀涂层。

本发明所述的航标船海上作业水下机器人自动化作业装置及使用方法，使其能够潜入水中代替人完成某些操作。其通过搭载不同的配件，来完成各种复杂的水下作业。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。