礦用水下機器人裝置

礦用水下機器人裝置|防爆水下機器人

概述

煤礦水災事故是礦井四大災害之一，突發性強、危害大，煤礦井下一旦發生井巷透水時，現場礦工往往被困在井下局部空間內與外界失去聯系，而搶險救援工作最需要及時獲得事故現場情況。
礦用水下機器人裝置由礦用隔爆兼本安型水下機器人（簡稱水下機器人）、隔爆兼本安型計算機（簡稱計算機）和通訊光纜組成，是綜合了機械設計、高性能水下動力裝置、智能控制、移動設備能源供應和礦用防爆技術等的高新技術產品。主要應用于礦山水災救援、水下目標偵查等領域。水下機器人體積小，結構緊湊，自帶高能量動力電池，能夠在水中任意深度航行，最大下潛深度100米，內置電子羅盤，能夠進行定深、定向、定速巡航，運動靈活，采集水中和水面的影像并實時傳輸回計算機。計算機是裝置的監測控制中心，一方面完成對水下機器人的控制，另一方面實時顯示水下機器人探測并回傳的各種數據。計算機與水下機器人之間采用光纜連接，完成數據通訊。
水下機器人由嵌入式控制系統、主推進器、升降推進器、成像系統、通訊系統、照明裝置、導航系統、深度傳感器、電池組、浮力系統和防爆殼體組成。水下機器人的航向及速度變化由兩個主推進器螺旋槳的轉速來實現，完成機器人的前進、后退、轉彎、低速和高速運動，深度變化則由升降推進器螺旋槳轉速來實現，完成上浮和下潛。推進器的核心動力選用先進的直流無刷電機，具有優越的起停特性和超長的使用壽命。傳統的水下機器人推進器多采用軸傳動和電磁耦合兩類，存在著密封性能不好、可靠性低、效率低等不足。為此，我們研發設計出永磁式平面磁傳動推進器，以靜密封替代傳統動密封，避免了因動密封產生摩擦生熱，大大提高了機器人可靠性，節約資源的同時也提高了效率。同時，使用永磁鐵改變了電磁鐵耗能與不穩定的弊端，具有能耗低、效率高、轉動穩定等優點。水下環境復雜，壓力大，為確保水下機器人防爆殼體的密封性能，采用了圓柱形耐壓艙結構設計，并自主設計了全新的水密接插件。水下機器人的嵌入式控制系統選用ATmega128作為主處理器，完成對主推進器、升降推進器、攝像機舵機和照明燈的亮度控制，同時采集深度傳感器、電子羅盤、電池組電壓等信息。

產品特點

• 防爆設計，機體材料抗沖擊性強、抗腐蝕性好,適用于淡水、海水、放射性水域、含有爆炸性氣體的礦山井下水域等；
• 體積小，結構緊湊，通過性好，運輸方便；
• 水下適應性好，運動靈活，操控簡單，具備多種運動模式；
• 水下、水上兩路圖像采集，成像效果好；
• 采用先進的水下通訊與控制技術，確保水下機器人的運動穩定性和抗干擾性；
• 非接觸式扭矩傳遞技術，靜密封替代傳統動密封，整機密封性好，不漏水，適合于深水作業；
• 自帶高能蓄電池供電，無需牽引笨重的動力電纜，投入使用便捷；
• 采用先進的嵌入式設計，功耗低、散熱量小，控制系統可靠性高；
• 高性能浮力材料：密度小，抗壓力高，滲水率極低，以保證其密度不變，否則機器人就會沉入水底。

系統網絡連接示意圖

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