本發(fā)明涉及水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電，具體是基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、目前，潛航器充電需要上浮至附近鄰近的艦船或陸上基地，傳統(tǒng)的電能補(bǔ)給方式主要有兩種，一種是將水下設(shè)備打撈上岸，更換新電池或采用有線(xiàn)方式給電池充電；另一種是在船舶、海底基站等供電平臺(tái)通過(guò)電纜系統(tǒng)向水下設(shè)備進(jìn)行水下濕插拔式充電，第一種方式需要人工操作，自動(dòng)化程度低，充電隱蔽性差，易造成水下軍事設(shè)備暴露目標(biāo)，濕插拔方式操作維護(hù)過(guò)程復(fù)雜，成本昂貴，由于插拔力較大，導(dǎo)致接口磨損嚴(yán)重，易產(chǎn)生漏電事故，可靠性和安全性不高。
2、無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)則為水下機(jī)器人的能源供應(yīng)提供了一種新的可能性，通過(guò)電磁感應(yīng)或磁共振等方式可以在水下機(jī)器人返回充電區(qū)域時(shí)為其充電，這種方式無(wú)需人工介入，可以極大地提高水下機(jī)器人的工作效率和安全性，但由于水下環(huán)境特殊，水分子會(huì)吸收大部分高頻率電磁波，導(dǎo)致充電信號(hào)在水中衰減非?？?，如此便會(huì)影響充電效率，從而增加充電時(shí)長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于：為了解決充電效率低的問(wèn)題，提供基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置及方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，包括圓臺(tái)防護(hù)殼，所述圓臺(tái)防護(hù)殼的頂部連接有延伸至圓臺(tái)防護(hù)殼內(nèi)側(cè)的連接筒，所述連接筒的外壁插接有導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿的頂部設(shè)置有位于連接筒上方的壓板，所述連接筒的內(nèi)側(cè)滑動(dòng)連接有卡位環(huán)，所述卡位環(huán)的內(nèi)壁安裝有充電盤(pán)，所述連接筒的底部設(shè)置有引流移位件，所述壓板的頂部設(shè)置有導(dǎo)氣連接件。
3、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述引流移位件包括有安裝于連接筒底部的儲(chǔ)水倉(cāng)，所述導(dǎo)向桿的底端安裝有位于連接筒外側(cè)的套環(huán)，所述套環(huán)的底部設(shè)置有連接架，所述連接架的內(nèi)側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一斜連桿，所述儲(chǔ)水倉(cāng)的內(nèi)部滑動(dòng)連接有活塞板，所述活塞板遠(yuǎn)離連接筒中心軸的一側(cè)設(shè)置有延伸至儲(chǔ)水倉(cāng)外側(cè)的矩形活動(dòng)套，所述矩形活動(dòng)套的內(nèi)側(cè)插接有引拉桿，所述引拉桿的兩側(cè)設(shè)置有與矩形活動(dòng)套相連的第二復(fù)位彈簧，所述引拉桿遠(yuǎn)離矩形活動(dòng)套的一端安裝有位于矩形活動(dòng)套外側(cè)的u型拉塊，第一斜連桿的底端與u型拉塊通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述矩形活動(dòng)套遠(yuǎn)離活塞板的一端安裝有位于u型拉塊下方的鎖止環(huán)，所述儲(chǔ)水倉(cāng)的兩側(cè)插接有活動(dòng)框架，所述活動(dòng)框架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有延伸至鎖止環(huán)內(nèi)部的活動(dòng)銷(xiāo)，所述活動(dòng)框架的頂部設(shè)置有位于連接架下方的l型壓板，所述l型壓板的一端設(shè)置有與儲(chǔ)水倉(cāng)頂部相連的第一復(fù)位彈簧，所述儲(chǔ)水倉(cāng)的頂部連接有位于連接筒內(nèi)側(cè)的軟管，所述軟管的頂端連接有延伸至卡位環(huán)上方的排液管。
4、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述儲(chǔ)水倉(cāng)內(nèi)部的空間與連接筒內(nèi)部的空間大小相等，所述壓板的底部與連接筒接觸的位置處設(shè)置有密封墊。
5、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述鎖止環(huán)與活動(dòng)銷(xiāo)的直徑大小相等，所述活動(dòng)銷(xiāo)的頂部通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接有滾珠。
6、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述卡位環(huán)的外壁與連接筒的內(nèi)壁相貼合，所述連接筒的外壁設(shè)置有與導(dǎo)向桿相契合的導(dǎo)向孔。
7、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述導(dǎo)氣連接件包括有安裝于壓板頂部的過(guò)度倉(cāng)，所述過(guò)度倉(cāng)的底部設(shè)置有與連接桿相連的橫向連管，所述連接桿的一側(cè)設(shè)置有與位于卡位環(huán)上方的噴氣管，所述過(guò)度倉(cāng)的內(nèi)部插接有延伸至過(guò)度倉(cāng)外側(cè)的阻氣塊，所述壓板的頂部安裝有位于過(guò)度倉(cāng)兩側(cè)的限位管，所述限位管的內(nèi)部插接有延伸至限位管頂部的t型插桿，所述t型插桿的底部安裝有與限位管內(nèi)壁相連的第三復(fù)位彈簧，所述t型插桿的頂部安裝有位于過(guò)度倉(cāng)上方的連接板，所述連接板的底部設(shè)置有與阻氣塊相連的第二斜連桿，第二斜連桿的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸與阻氣塊、連接板相連，所述壓板上設(shè)置有單向閥，所述連接板的兩側(cè)安裝有側(cè)連板，所述過(guò)度倉(cāng)的頂部設(shè)置有與外置氣泵相連的連接氣管。
8、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述連接桿的內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)有氣孔，所述阻氣塊的頂部與底部均與過(guò)度倉(cāng)的內(nèi)壁相貼合。
9、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述側(cè)連板底部的水平高度小于壓板底部的水平高度。
10、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述單向閥的進(jìn)氣口與壓板相連。
11、本發(fā)明還公開(kāi)了基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電方法，采用上述基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，包括以下步驟：
12、s1：通過(guò)水下機(jī)器人中的視覺(jué)定位器來(lái)的運(yùn)作使得水下機(jī)器人落至充電盤(pán)的頂部，此時(shí)充電盤(pán)頂部因承受水下機(jī)器人的重力而相對(duì)連接筒進(jìn)行下移，此時(shí)壓板便會(huì)隨著充電盤(pán)進(jìn)行下移；
13、s2：水下機(jī)器人完全移入連接筒內(nèi)側(cè)，此時(shí)壓板的底部便會(huì)與連接筒的頂部接觸，以此來(lái)對(duì)連接筒的頂部進(jìn)行封堵；
14、s3：通過(guò)引流移位件的運(yùn)作排出位于壓板與充電盤(pán)之間的水溶液，同時(shí)通過(guò)導(dǎo)氣連接件向壓板與充電盤(pán)之間注入空氣，以此來(lái)將壓板與卡位環(huán)之間的介質(zhì)轉(zhuǎn)換為空氣；
15、s4：充電完成后通過(guò)水下機(jī)器人的上移來(lái)推動(dòng)壓板，當(dāng)水下機(jī)器人移至連接筒上方時(shí)便可通過(guò)水下機(jī)器人的平移與充電盤(pán)分離。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
17、1、通過(guò)設(shè)置引流移位件、導(dǎo)氣連接件，當(dāng)充電盤(pán)相對(duì)連接筒進(jìn)行下移時(shí)第一斜連桿通過(guò)u型拉塊帶動(dòng)引拉桿向著遠(yuǎn)離儲(chǔ)水倉(cāng)的方向進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)壓板的底部與連接筒的頂部貼合時(shí)連接架對(duì)l型壓板進(jìn)行擠壓，活動(dòng)銷(xiāo)與鎖止環(huán)分離，矩形活動(dòng)套在第二復(fù)位彈簧彈性復(fù)原力的作用下帶動(dòng)活塞板向著遠(yuǎn)離儲(chǔ)水倉(cāng)的方向進(jìn)行移動(dòng)，如此便可使得壓板與充電盤(pán)之間的水溶液通過(guò)排液管、軟管進(jìn)入儲(chǔ)水倉(cāng)內(nèi)部，如此便可防止水分子對(duì)無(wú)線(xiàn)充電的電磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，配合著導(dǎo)氣連接件便可提高充電效率；
18、2、通過(guò)設(shè)置導(dǎo)氣連接件，當(dāng)壓板的底部與連接筒的頂部接觸時(shí)，此時(shí)側(cè)連板便會(huì)因受到連接筒頂部的阻礙而相對(duì)壓板進(jìn)行上移，以此來(lái)使t型插桿相對(duì)限位管進(jìn)行上移，同時(shí)第三復(fù)位彈簧進(jìn)行伸展，此時(shí)連接板便會(huì)通過(guò)第二斜連桿帶動(dòng)阻氣塊進(jìn)行移動(dòng)，使得阻氣塊失去對(duì)連接氣管底部的遮擋，此時(shí)連接氣管?chē)姵龅目諝獗銜?huì)通過(guò)過(guò)度倉(cāng)、橫向連管、連接桿最后由噴氣管?chē)姵?，如此便可使得進(jìn)入連接筒內(nèi)部的水下機(jī)器人周?chē)錆M(mǎn)空氣，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)替換介質(zhì)的效果，從而提高充電效率，同時(shí)通過(guò)噴氣管?chē)姵龅目諝獗銜?huì)對(duì)充電盤(pán)的頂部進(jìn)行清理，從而防止充電盤(pán)的頂部因受到水中雜質(zhì)的覆蓋而影響充電效率，當(dāng)壓板與充電盤(pán)之間的空氣量增加時(shí)通過(guò)單向閥可將多余的空氣排出連接筒，當(dāng)壓板與連接筒分離時(shí)阻氣塊便會(huì)在第三復(fù)位彈簧彈性復(fù)原力的作用下再次對(duì)連接氣管進(jìn)行遮擋。
1.基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，包括圓臺(tái)防護(hù)殼（1），其特征在于，所述圓臺(tái)防護(hù)殼（1）的頂部連接有延伸至圓臺(tái)防護(hù)殼（1）內(nèi)側(cè)的連接筒（2），所述連接筒（2）的外壁插接有導(dǎo)向桿（3），所述導(dǎo)向桿（3）的頂部設(shè)置有位于連接筒（2）上方的壓板（4），所述連接筒（2）的內(nèi)側(cè)滑動(dòng)連接有卡位環(huán)（5），所述卡位環(huán)（5）的內(nèi)壁安裝有充電盤(pán)（6），所述連接筒（2）的底部設(shè)置有引流移位件，所述壓板（4）的頂部設(shè)置有導(dǎo)氣連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述引流移位件包括有安裝于連接筒（2）底部的儲(chǔ)水倉(cāng)（12），所述導(dǎo)向桿（3）的底端安裝有位于連接筒（2）外側(cè)的套環(huán)（13），所述套環(huán)（13）的底部設(shè)置有連接架（15），所述連接架（15）的內(nèi)側(cè)通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一斜連桿（22），所述儲(chǔ)水倉(cāng)（12）的內(nèi)部滑動(dòng)連接有活塞板（20），所述活塞板（20）遠(yuǎn)離連接筒（2）中心軸的一側(cè)設(shè)置有延伸至儲(chǔ)水倉(cāng)（12）外側(cè)的矩形活動(dòng)套（18），所述矩形活動(dòng)套（18）的內(nèi)側(cè)插接有引拉桿（19），所述引拉桿（19）的兩側(cè)設(shè)置有與矩形活動(dòng)套（18）相連的第二復(fù)位彈簧（27），所述引拉桿（19）遠(yuǎn)離矩形活動(dòng)套（18）的一端安裝有位于矩形活動(dòng)套（18）外側(cè)的u型拉塊（26），第一斜連桿（22）的底端與u型拉塊（26）通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述矩形活動(dòng)套（18）遠(yuǎn)離活塞板（20）的一端安裝有位于u型拉塊（26）下方的鎖止環(huán)（24），所述儲(chǔ)水倉(cāng)（12）的兩側(cè)插接有活動(dòng)框架（23），所述活動(dòng)框架（23）的內(nèi)側(cè)設(shè)置有延伸至鎖止環(huán)（24）內(nèi)部的活動(dòng)銷(xiāo)（25），所述活動(dòng)框架（23）的頂部設(shè)置有位于連接架（15）下方的l型壓板（16），所述l型壓板（16）的一端設(shè)置有與儲(chǔ)水倉(cāng)（12）頂部相連的第一復(fù)位彈簧（17），所述儲(chǔ)水倉(cāng)（12）的頂部連接有位于連接筒（2）內(nèi)側(cè)的軟管（21），所述軟管（21）的頂端連接有延伸至卡位環(huán)（5）上方的排液管（11）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)水倉(cāng)（12）內(nèi)部的空間與連接筒（2）內(nèi)部的空間大小相等，所述壓板（4）的底部與連接筒（2）接觸的位置處設(shè)置有密封墊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述鎖止環(huán)（24）與活動(dòng)銷(xiāo)（25）的直徑大小相等，所述活動(dòng)銷(xiāo)（25）的頂部通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接有滾珠。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述卡位環(huán)（5）的外壁與連接筒（2）的內(nèi)壁相貼合，所述連接筒（2）的外壁設(shè)置有與導(dǎo)向桿（3）相契合的導(dǎo)向孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述導(dǎo)氣連接件包括有安裝于壓板（4）頂部的過(guò)度倉(cāng)（30），所述過(guò)度倉(cāng)（30）的底部設(shè)置有與連接桿（10）相連的橫向連管（14），所述連接桿（10）的一側(cè)設(shè)置有與位于卡位環(huán)（5）上方的噴氣管（9），所述過(guò)度倉(cāng)（30）的內(nèi)部插接有延伸至過(guò)度倉(cāng)（30）外側(cè)的阻氣塊（35），所述壓板（4）的頂部安裝有位于過(guò)度倉(cāng)（30）兩側(cè)的限位管（31），所述限位管（31）的內(nèi)部插接有延伸至限位管（31）頂部的t型插桿（34），所述t型插桿（34）的底部安裝有與限位管（31）內(nèi)壁相連的第三復(fù)位彈簧（32），所述t型插桿（34）的頂部安裝有位于過(guò)度倉(cāng)（30）上方的連接板（29），所述連接板（29）的底部設(shè)置有與阻氣塊（35）相連的第二斜連桿（28），第二斜連桿（28）的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸與阻氣塊（35）、連接板（29）相連，所述壓板（4）上設(shè)置有單向閥（8），所述連接板（29）的兩側(cè)安裝有側(cè)連板（33），所述過(guò)度倉(cāng)（30）的頂部設(shè)置有與外置氣泵相連的連接氣管（7）。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述連接桿（10）的內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)有氣孔，所述阻氣塊（35）的頂部與底部均與過(guò)度倉(cāng)（30）的內(nèi)壁相貼合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述側(cè)連板（33）底部的水平高度小于壓板（4）底部的水平高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，其特征在于，所述單向閥（8）的進(jìn)氣口與壓板（4）相連。
10.基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的基于視覺(jué)定位的水下機(jī)器人無(wú)線(xiàn)充電裝置，包括以下步驟：