本發(fā)明屬于海洋環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溢油檢測(cè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：
水下自治機(jī)器人(AUV)是一種理想的測(cè)量?jī)x器平臺(tái)，由于噪聲輻射小，可以貼近要觀測(cè)的對(duì)象，因而可以獲取采用常規(guī)手段不能獲取的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。加之造價(jià)低、隱蔽性好、安全性高，使水下自治機(jī)器人正逐步成為海洋觀測(cè)和探測(cè)的重要手段?，F(xiàn)有水下機(jī)器人還存在：一是聲吶大都隱藏在機(jī)器人身體內(nèi)，對(duì)聲吶掃描信號(hào)會(huì)產(chǎn)生遮擋，掃描圖像干擾物多的問(wèn)題；二是外形設(shè)計(jì)阻力大；三是現(xiàn)有水下機(jī)器人大都采用尾部單推進(jìn)器推進(jìn)，推進(jìn)力小，航行速度慢，姿態(tài)控制困難；四是現(xiàn)有機(jī)器人防托底措施采用底掃雷達(dá)，功耗大，圖像處理困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：提供一種半潛溢油檢測(cè)水下自治機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋溢油污染區(qū)域水下污染狀態(tài)的跟蹤監(jiān)測(cè)，且造價(jià)低、靈活性強(qiáng)、隱蔽性好、安全性高。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種半潛溢油檢測(cè)水下自治機(jī)器人，它包括脈沖氙燈(1)、側(cè)掃聲吶(2)、前端浮體(3)、垂直推進(jìn)器(4)、控制系統(tǒng)(5)、北斗模塊(6)、自鎖舵機(jī)(7)、后端浮體(8)、壓力傳感器(9)、電池(10)、超聲傳感器(11)、光電倍增管(12)、透光板(13)、后推進(jìn)器(14)、導(dǎo)流罩(15)；所述脈沖氙燈(1)用于向待檢測(cè)的水域發(fā)送脈沖波，脈沖波遇到半潛溢油后反射回來(lái)，所述光電倍增管(12)接收半潛溢油反射回來(lái)的脈沖波，并將接收到的脈沖波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，發(fā)送給所述控制系統(tǒng)(5)；所述側(cè)掃聲吶(2)位于機(jī)器人前部上方，用于對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)到的環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給所述控制系統(tǒng)(5)，為水下自治機(jī)器人回避障礙、規(guī)劃路徑提供海域信息；所述前端浮體(3)位于機(jī)器人前部，與所述后端浮體(8)配合，在所述控制系統(tǒng)(5)的控制下，完成機(jī)器人水下浮力平衡調(diào)節(jié)；所述垂直推進(jìn)器(4)與兩個(gè)所述后推進(jìn)器(14)在所述自鎖舵機(jī)(7)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，在所述控制系統(tǒng)(5)的控制下，使機(jī)器人快速完成前進(jìn)后退、下潛上浮、俯仰、艏搖、橫滾等自由度動(dòng)作；所述控制系統(tǒng)(5)用于控制所述脈沖氙燈(1)發(fā)送脈沖波，接收所述光電倍增管(12)發(fā)送的電信號(hào)，并將電信號(hào)進(jìn)行分析，得到半潛溢油的地理位置數(shù)據(jù)和溢油量數(shù)據(jù)；接收所述側(cè)掃聲吶(2)傳送的環(huán)境數(shù)據(jù)，并分析環(huán)境數(shù)據(jù)得到機(jī)器人周圍環(huán)境狀態(tài)圖，結(jié)合所述北斗模塊(6)發(fā)送的地理位置信息，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑，回避障礙；控制所述前端浮體(3)和后端浮體(8)配合完成水下浮力調(diào)節(jié)；控制所述自鎖舵機(jī)(7)的動(dòng)力輸出；控制所述垂直推進(jìn)器(4)與兩個(gè)所述后推進(jìn)器(14)按照預(yù)定的行進(jìn)路線和姿態(tài)進(jìn)行動(dòng)作，接收所述壓力傳感器(9)傳送的水壓信號(hào)，分析得到機(jī)器人入水深度；接收所述超聲傳感器(11)傳送的與水底距離信號(hào)，達(dá)到預(yù)定與水底距離后，停止機(jī)器人下沉；所述北斗模塊(6)用于確定機(jī)器人的地理位置，并將位置信息適時(shí)發(fā)送所述控制系統(tǒng)(5)，以及發(fā)送給遠(yuǎn)端指揮操控人員；所述壓力傳感器(9)用于采集機(jī)器人承受的水壓，并將采集的水壓信號(hào)發(fā)送給所述控制系統(tǒng)；所述電池(10)用于機(jī)器人供電，安置在機(jī)器人下半部，降低機(jī)器人重心；所述超聲傳感器(11)安裝于機(jī)器人前端底部，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人與水底的距離，并將監(jiān)測(cè)到的與水底距離信號(hào)發(fā)送給所述控制模塊(5)，防止機(jī)器人觸底；所述透光板(13)用于保護(hù)所述脈沖氙燈(1)、所述光電倍增管(12)，所述脈沖氙燈(1)的脈沖波可穿透所述透光板(13)，經(jīng)半潛溢油反射回來(lái)的脈沖波可穿透所述透光板(13)至所述光電倍增管(12)；所述導(dǎo)流罩(15)采用半球形，并與機(jī)器人外殼呈流線水滴形，減少水阻力。更進(jìn)一步地，所述后推進(jìn)器(14)可以繞所述自鎖舵機(jī)(7)的動(dòng)力輸出軸進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生相應(yīng)360°的推進(jìn)力，完成矢量推進(jìn)功能。更進(jìn)一步地，所述北斗模塊(6)可通過(guò)北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)短消息信道，遠(yuǎn)距離傳輸機(jī)器人地理位置信息和運(yùn)行狀態(tài)信息，指揮操控人員可通過(guò)北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)短消息信道和所述北斗模塊(6)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)機(jī)器人的跟蹤控制。更進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)(5)用于機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，在運(yùn)行路線偏差過(guò)大、遇到強(qiáng)水流、發(fā)生碰撞、預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收不到指揮操控人員的指令等情況下，引導(dǎo)機(jī)器人在所述北斗模塊(6)的指引下應(yīng)急自動(dòng)返航到預(yù)定地點(diǎn)。更進(jìn)一步地，所述超聲傳感器(11)為多個(gè)，分布在機(jī)器人正前方、底面的前部和后部，用于精準(zhǔn)檢測(cè)機(jī)器人與水底的距離，檢測(cè)機(jī)器人正前方的山石障礙。本發(fā)明的水下自治機(jī)器人器整體外形采用流線水滴型設(shè)計(jì)，水阻力小，有利于續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)；將前置側(cè)掃聲吶置于機(jī)器人身體外部，減少機(jī)器人本身對(duì)聲吶掃描信號(hào)的遮擋，掃描圖像清晰，處理方便，可快速探尋航行器水中環(huán)境及障礙物，進(jìn)行路徑規(guī)劃以及蔽障；尾部采用可進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)的雙推進(jìn)器，機(jī)動(dòng)靈活，可實(shí)現(xiàn)快速下潛和上浮，推進(jìn)力大，控制方便；底部采用兩個(gè)超聲傳感器，功耗小，圖像處理方面，反應(yīng)迅速，可快速探測(cè)機(jī)器人與水底的距離，防止航行器托底；尾部采用壓力傳感器探測(cè)實(shí)時(shí)位置的壓力信號(hào)，可計(jì)算出當(dāng)前下潛深度，具有造價(jià)低、靈活性強(qiáng)、隱蔽性好、安全性高的特點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明系統(tǒng)組成框圖；圖2為本發(fā)明后推進(jìn)器示意圖。1--脈沖氙燈、2--側(cè)掃聲吶、3--前端浮體、4--垂直推進(jìn)器、5--控制系統(tǒng)、6--北斗模塊、7--自鎖舵機(jī)、8--后端浮體、9--壓力傳感器、10--電池、11--超聲傳感器、12--光電倍增管、13--透光板、14--后推進(jìn)器、15--導(dǎo)流罩具體實(shí)施方式實(shí)施例1：參見(jiàn)圖1、圖2，一種半潛溢油檢測(cè)水下自治機(jī)器人，重70KG，長(zhǎng)180cm，續(xù)航時(shí)間100小時(shí)，最大航速4節(jié)/秒現(xiàn)。它包括：脈沖氙燈1、側(cè)掃聲吶2、前端浮體3、垂直推進(jìn)器4、控制系統(tǒng)5、北斗模塊6、自鎖舵機(jī)7、后端浮體8、壓力傳感器9、電池10、超聲傳感器11、光電倍增管12、透光板13、后推進(jìn)器14、導(dǎo)流罩15。所述脈沖氙燈1用于向待檢測(cè)的水域發(fā)送脈沖波，脈沖波遇到半潛溢油后反射回來(lái)，所述光電倍增管12接收半潛溢油反射回來(lái)的脈沖波，并將接收到的脈沖波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，發(fā)送給所述控制系統(tǒng)5。所述側(cè)掃聲吶2位于機(jī)器人前部上方，用于對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)到的環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給所述控制系統(tǒng)5，為水下自治機(jī)器人回避障礙、規(guī)劃路徑提供海域信息；所述前端浮體3位于機(jī)器人前部，與所述后端浮體8配合，在所述控制系統(tǒng)5的控制下，完成機(jī)器人水下浮力平衡調(diào)節(jié)。所述垂直推進(jìn)器4與兩個(gè)所述后推進(jìn)器14在所述自鎖舵機(jī)7的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，在所述控制系統(tǒng)5的控制下，使機(jī)器人快速完成前進(jìn)后退、下潛上浮、俯仰、艏搖、橫滾等自由度動(dòng)作；所述后推進(jìn)器14可以繞所述自鎖舵機(jī)7的動(dòng)力輸出軸進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生相應(yīng)360°的推進(jìn)力，完成矢量推進(jìn)功能。所述控制系統(tǒng)5用于控制所述脈沖氙燈1發(fā)送脈沖波，接收所述光電倍增管12發(fā)送的電信號(hào)，并將電信號(hào)進(jìn)行分析，得到半潛溢油的地理位置數(shù)據(jù)和溢油量數(shù)據(jù)；接收所述側(cè)掃聲吶2傳送的環(huán)境數(shù)據(jù)，并分析環(huán)境數(shù)據(jù)得到機(jī)器人周圍環(huán)境狀態(tài)圖，結(jié)合所述北斗模塊6發(fā)送的地理位置信息，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑，回避障礙；控制所述前端浮體3和后端浮體8配合完成水下浮力調(diào)節(jié)；控制所述自鎖舵機(jī)7的動(dòng)力輸出；控制所述垂直推進(jìn)器4與兩個(gè)所述后推進(jìn)器14按照預(yù)定的行進(jìn)路線和姿態(tài)進(jìn)行動(dòng)作，接收所述壓力傳感器9傳送的水壓信號(hào)，分析得到機(jī)器人入水深度；接收所述超聲傳感器11傳送的與水底距離信號(hào)，達(dá)到預(yù)定與水底距離后，停止機(jī)器人下沉；所述控制系統(tǒng)5用于機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，在運(yùn)行路線偏差過(guò)大、遇到強(qiáng)水流、發(fā)生碰撞、預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收不到指揮操控人員的指令等情況下，引導(dǎo)機(jī)器人在所述北斗模塊6的指引下應(yīng)急自動(dòng)返航到預(yù)定地點(diǎn)。所述北斗模塊6用于確定機(jī)器人的地理位置，并將位置信息適時(shí)發(fā)送所述控制系統(tǒng)5，以及發(fā)送給遠(yuǎn)端指揮操控人員；所述北斗模塊6可通過(guò)北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)短消息信道，遠(yuǎn)距離傳輸機(jī)器人地理位置信息和運(yùn)行狀態(tài)信息，指揮操控人員可通過(guò)北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)短消息信道和所述北斗模塊6實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)機(jī)器人的跟蹤控制。所述壓力傳感器9用于采集機(jī)器人承受的水壓，并將采集的水壓信號(hào)發(fā)送給所述控制系統(tǒng)。所述電池10用于機(jī)器人供電，安置在機(jī)器人下半部，降低機(jī)器人重心。所述超聲傳感器11所述超聲傳感器11為多個(gè)，分布在機(jī)器人正前方、底面的前部和后部，用于精準(zhǔn)檢測(cè)機(jī)器人與水底的距離，檢測(cè)機(jī)器人正前方的山石障礙。所述透光板13用于保護(hù)所述脈沖氙燈1、所述光電倍增管12，所述脈沖氙燈1的脈沖波可穿透所述透光板13，經(jīng)半潛溢油反射回來(lái)的脈沖波可穿透所述透光板13至所述光電倍增管12。所述導(dǎo)流罩15采用半球形，并與機(jī)器人外殼呈流線水滴形，減少水阻力。