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矿用水下机器人装置说明书

矿用水下机器人装置|防爆水下机器人


发布时间:2015-08-31 06:14:12人气:598

概述

煤矿水灾事故是矿井四大灾害之一,突发性强、危害大,煤矿井下一旦发生井巷透水时,现场矿工往往被困在井下局部空间内与外界失去联系,而抢险救援工作最需要及时获得事故现场情况。
矿用水下机器人装置由矿用隔爆兼本安型水下机器人(简称水下机器人)、隔爆兼本安型计算机(简称计算机)和通讯光缆组成,是综合了机械设计、高性能水下动力装置、智能控制、移动设备能源供应和矿用防爆技术等的高新技术产品。主要应用于矿山水灾救援、水下目标侦查等领域。水下机器人体积小,结构紧凑,自带高能量动力电池,能够在水中任意深度航行,最大下潜深度100米,内置电子罗盘,能够进行定深、定向、定速巡航,运动灵活,采集水中和水面的影像并实时传输回计算机。计算机是装置的监测控制中心,一方面完成对水下机器人的控制,另一方面实时显示水下机器人探测并回传的各种数据。计算机与水下机器人之间采用光缆连接,完成数据通讯。
水下机器人由嵌入式控制系统、主推进器、升降推进器、成像系统、通讯系统、照明装置、导航系统、深度传感器、电池组、浮力系统和防爆壳体组成。水下机器人的航向及速度变化由两个主推进器螺旋桨的转速来实现,完成机器人的前进、后退、转弯、低速和高速运动,深度变化则由升降推进器螺旋桨转速来实现,完成上浮和下潜。推进器的核心动力选用先进的直流无刷电机,具有优越的起停特性和超长的使用寿命。传统的水下机器人推进器多采用轴传动和电磁耦合两类,存在着密封性能不好、可靠性低、效率低等不足。为此,我们研发设计出永磁式平面磁传动推进器,以静密封替代传统动密封,避免了因动密封产生摩擦生热,大大提高了机器人可靠性,节约资源的同时也提高了效率。同时,使用永磁铁改变了电磁铁耗能与不稳定的弊端,具有能耗低、效率高、转动稳定等优点。水下环境复杂,压力大,为确保水下机器人防爆壳体的密封性能,采用了圆柱形耐压舱结构设计,并自主设计了全新的水密接插件。水下机器人的嵌入式控制系统选用ATmega128作为主处理器,完成对主推进器、升降推进器、摄像机舵机和照明灯的亮度控制,同时采集深度传感器、电子罗盘、电池组电压等信息。

产品特点

  • 防爆设计,机体材料抗冲击性强、抗腐蚀性好,适用于淡水、海水、放射性水域、含有爆炸性气体的矿山井下水域等;
  • 体积小,结构紧凑,通过性好,运输方便;
  • 水下适应性好,运动灵活,操控简单,具备多种运动模式;
  • 水下、水上两路图像采集,成像效果好;
  • 采用先进的水下通讯与控制技术,确保水下机器人的运动稳定性和抗干扰性;
  • 非接触式扭矩传递技术,静密封替代传统动密封,整机密封性好,不漏水,适合于深水作业;
  • 自带高能蓄电池供电,无需牵引笨重的动力电缆,投入使用便捷;
  • 采用先进的嵌入式设计,功耗低、散热量小,控制系统可靠性高;
  • 高性能浮力材料:密度小,抗压力高,渗水率极低,以保证其密度不变,否则机器人就会沉入水底。

矿用水下机器人装置

系统网络连接示意图

矿用水下机器人装置



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