一种基于水下机器人的地质成像设备及方法与流程

本发明属于水下机器人，具体为一种基于水下机器人的地质成像设备及方法。

背景技术：

1、水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

2、目前的水下机器人在海洋领域的应用比较广泛，应用在海底地质成像方面的机器人只能实现对海底的地形进行成像，不能实现对海底的一些夹缝中进行成像，使得成像后的数据不完整，不能实现更好的对地质进行成像，而且不能实现对成像的摄像头进行防护，容易使得损坏和受到干扰。

3、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于水下机器人的地质成像设备及方法，有效的解决了上述背景技术中提到的问题。

技术实现思路

1、本发明提供如下技术方案：一种基于水下机器人的地质成像设备，包括水下机器人，其中，水下机器人的一侧侧壁处设有地质成像机构，地质成像机构包括主成像摄像头、以及对主成像摄像头进行清洁的清洁刮刀和铲断刀，清洁刮刀和铲断刀位于主成像摄像头的上方；

2、水下机器人的底部表面设有用于对竖直方向的夹缝内部进行成像的第一夹缝成像机构，水下机器人的侧壁处设有用于对水平方向的夹缝内部进行成像的第二夹缝成像机构。

3、本发明中，主成像摄像头的外侧设有防护罩，主成像摄像头与调节转轴固定连接，调节转轴转动过程中，带动主成像摄像头上下摆动，调节转轴与安装块转动连接，安装块通过转轴与水下机器人转动连接，安装块转动过程中，带动主成像摄像头转动。

4、沿电动导轨的周向均匀间隔固定有数个清洁刮刀，电动导轨转动过程中，带动清洁刮刀转动，电动导轨转动设置在清洁固定盘上；

5、数个铲断刀分别固定在往复螺母块上，往复螺母块均设置在往复电动丝杆上，往复螺母块与往复电动丝杆之间螺纹咬合，往复电动丝杆动作过程中，带动铲断刀往复移动，往复电动丝杆转动设置在铲断圆盘的往复滑槽内；

6、转动块的一侧面通过连接杆与清洁固定盘固定连接，对应的转动块的另一侧面转动连接有电动转轴，电动转轴的另一端与铲断圆盘固定连接；

7、转动块位于主成像摄像头的上方，转动块与水下机器人的侧壁之间转动连接。

8、第一夹缝成像机构包括：

9、第一连接线缆，缠绕在第一线轮上，第一线轮固定在第一线轮轴上，第一线轮轴设置在水下机器人底部的第一线轮腔内；

10、第一监测柱，设置在水下机器人的下方，其上端与第一连接线缆的末端连接，且该端处设有第一推动器，其下端处与转盘转动连接，第一监测柱的环形外侧设有数个第一摄像头；

11、第一夹板，位于第一监测柱的外侧，设置在水下机器人的底部表面，对第一监测柱进行环抱夹持；

12、转盘，其底部表面的轴向边缘处固定有数个运动清除刀，其底部表面的额中心设有辅助摄像头。

13、第二夹缝成像机构包括：

14、第二连接线缆，其一端缠绕在第二线轮上，另一端与设置在水下机器人外侧的第二监测柱连接，第二线轮固定在第二线轮轴上，第二线轮轴设置在水下机器人内的第二线轮腔内；

15、第二监测柱，其一端与第二连接线缆连接，且该端处设有第二推动器，其另一端固定有锥形块，第二监测柱的环形外侧设有数个第二摄像头；

16、第二夹板，位于第二监测柱的外侧，其设置在水下机器人的侧壁处，对第二监测柱进行环抱夹持。

17、所述水下机器人内设有升降机构，升降机构包括蓄水罐，其设置在水下机器人内部的水平的贯穿槽内，蓄水罐的上部和下部均设有夹板，对蓄水罐进行夹持，蓄水罐的两端外侧分别设有抽入固定板和抽出固定板；

18、抽入固定板上固定有抽取泵，抽取泵的输入端与抽取管连接，抽取泵的输出端与蓄水罐的输入端连接；

19、抽出固定板上设有排出泵，排出泵的输入端与蓄水罐的输出端连接，排出泵与设置在蓄水罐内的排水收取管连接。

20、所述水下机器人的底部与运动机构连接，运动机构的上方设有清除机构；

21、运动机构包括运动架，运动架的环形外侧缠绕有运动带，运动带的外侧沿其环向间隔固定有数个运动板；

22、清除机构包括清除监测摄像头和固定架，清除监测摄像头位于运动带的正上方，固定架的底部设有滑槽，滑槽内转动连接有丝杆，丝杆两端螺纹的旋向相反，两端的螺纹处分别设有螺母块，螺母块与丝杆螺纹咬合，螺母块分别通过清除电动推杆与其下方的清除刀连接。

23、所述水下机器人的顶部设有上浮机构，水下机器人的侧壁处设有推动机构；

24、水下机器人的底部表面设有路径监测摄像头。

25、本发明还公开了一种利用上述基于水下机器人的地质成像设备进行地质成像的方法，其中，

26、第一步，将设备放入到水中，设备在水中下沉直至海底位置；

27、第二步，设备在海底行走过程中，地质成像机构动作，对海底地质进行成像；

28、通过第一夹缝成像机构实现竖直方向的夹缝内的地质成像，通过第一夹缝成像机构实现水平方向的夹缝内的地质成像；

29、第三步，设备完成地质成像工作后，上浮回收。

30、第一步中，升降机构动作，从而带动水下机器人在海水中下沉；

31、下沉过程中，路径检测摄像头对下降的路径进行监测，当监测到下降的路径中存在障碍物时，推动机构动作，推动该设备运动并避障；

32、第三步中，该设备上浮过程中，升降机构动作，带动该设备逐渐上升；同时上浮机构动作，实现该设备的快速上浮。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1.本发明提供了一种基于水下机器人的地质成像设备，可以实现对海底的地质进行成像，并且可以实现对成像的摄像头进行防护，防止摄像头受到撞击发生损坏，并且可以实现对摄像头防护罩表面进行清洁，对粘着的垃圾和缠绕的藻类进行及时的清除，保证成像的效率。

35、2.本发明提供了一种基于水下机器人的地质成像设备，可以实现对海底的夹缝中进行成像，深入的夹缝中对夹缝的地质进行成像，成像的数据比较完整。

36、3.本发明提供了一种基于水下机器人的地质成像设备，可以实现在海底进行运动，实现大范围的成像。

技术特征：

1.一种基于水下机器人的地质成像设备，包括水下机器人，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，第一夹缝成像机构包括：

5.根据权利要求1所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，第二夹缝成像机构包括：

6.根据权利要求1所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，所述水下机器人内设有升降机构，升降机构包括蓄水罐，其设置在水下机器人内部的水平的贯穿槽内，蓄水罐的上部和下部均设有夹板，对蓄水罐进行夹持，蓄水罐的两端外侧分别设有抽入固定板和抽出固定板；

7.根据权利要求6所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，所述水下机器人的底部与运动机构连接，运动机构的上方设有清除机构；

8.根据权利要求6所述的基于水下机器人的地质成像设备，其特征在于，所述水下机器人的顶部设有上浮机构，水下机器人的侧壁处设有推动机构；

9.一种利用权利要求1-8任一所述基于水下机器人的地质成像设备进行地质成像的方法，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的地质成像方法，其特征在于，

技术总结本发明涉及水下机器人技术领域，且公开了一种基于水下机器人的地质成像设备及方法。本发明是基于设有地质成像机构的水下机器人，水下机器人的一侧侧壁处设有地质成像机构，地质成像机构包括主成像摄像头、以及对主成像摄像头进行清洁的清洁刮刀和铲断刀，清洁刮刀和铲断刀位于主成像摄像头的上方；水下机器人的底部表面设有用于对竖直方向的夹缝内部进行成像的第一夹缝成像机构，水下机器人的侧壁处设有用于对水平方向的夹缝内部进行成像的第二夹缝成像机构。保证成像效率；同时实现对海底的夹缝中进行成像，可深入的夹缝中对夹缝的地质进行成像，收集完整的成像数据。技术研发人员：翟滨,张喜林,孙治雷,王猛,李昂,孙运宝,耿威,曹红,陈烨,刘庆省受保护的技术使用者：青岛海洋地质研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18