本發(fā)明涉及水下勘探，尤其涉及一種基于電磁勘探的水下機(jī)器人及水下勘探方法。
背景技術(shù)：
1、海洋電磁法是一種通過在海上或海底測(cè)量人工發(fā)射或天然產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布規(guī)律來確定海底以下電性結(jié)構(gòu)的地球物理方法，在探查海底地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)油氣資源中廣泛應(yīng)用。天然電磁場(chǎng)在海底較微弱，人工發(fā)射的電磁場(chǎng)彌補(bǔ)了天然場(chǎng)的不足，可直接對(duì)海底資源進(jìn)行探測(cè)。
2、常用的海洋電磁勘探設(shè)備，采用勘探船拖著位于海底的發(fā)射源沿測(cè)線移動(dòng)，發(fā)射源通過交變電流激發(fā)電磁波，接收機(jī)固定在海底，記錄電磁場(chǎng)。發(fā)射源與接收機(jī)分離，且借助勘探船行進(jìn)，使得設(shè)備體積龐大，操作不便。接收機(jī)采用定點(diǎn)投放的形式被投放在設(shè)定位置，完成勘探之后將接收機(jī)回收，再投放在下一個(gè)設(shè)定位置，需要多次重復(fù)作業(yè)，才能完成勘探，勘探效率較低，往往需要耗費(fèi)巨大的人力和物力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于電磁勘探的水下機(jī)器人及水下勘探方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的海洋電磁勘探設(shè)備體積龐大、勘探效率低的技術(shù)問題。
2、如上構(gòu)思，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于電磁勘探的水下機(jī)器人，包括：機(jī)身，所述機(jī)身的內(nèi)部形成與外界連通的容置腔，所述容置腔的頂部設(shè)置有浮體，所述容置腔內(nèi)設(shè)置有三軸姿態(tài)傳感器；動(dòng)力裝置，包括行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件和螺旋推進(jìn)器，所述行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置于所述容置腔內(nèi)，所述螺旋推進(jìn)器設(shè)置于所述機(jī)身的后部，所述行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)所述螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)以推動(dòng)所述機(jī)身前進(jìn)；浮沉裝置，設(shè)置于所述容置腔內(nèi)，所述浮沉裝置包括水箱和液壓泵，所述水箱具有能夠與外界連通的進(jìn)出水口，所述液壓泵用于向所述水箱內(nèi)加水或者將所述水箱內(nèi)的水排出；勘探裝置，設(shè)置于所述機(jī)身的底部，所述勘探裝置包括發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器通過交變電流激發(fā)電磁波，所述接收器用于接收電場(chǎng)數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；平衡裝置，包括至少兩個(gè)平衡板以及對(duì)應(yīng)每個(gè)所述平衡板設(shè)置一組平衡驅(qū)動(dòng)組件，所述平衡板轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述機(jī)身的底部，所述平衡驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)所述平衡板轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)所述平衡板與水平面之間的夾角改變所述平衡板的迎水面積，所述平衡板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線沿所述機(jī)身的左右方向延伸。
3、作為優(yōu)選，所述平衡板設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)所述平衡板沿所述機(jī)身的左右方向間隔設(shè)置；或者，所述平衡板設(shè)置有四個(gè)，四個(gè)所述平衡板沿所述機(jī)身的前后方向間隔設(shè)置成兩排，每排的兩個(gè)所述平衡板沿所述機(jī)身的左右方向間隔設(shè)置。
4、作為優(yōu)選，還包括攝像裝置，所述攝像裝置包括支撐部以及設(shè)置于所述支撐部上的照明燈與攝像頭，所述支撐部設(shè)置于所述機(jī)身外側(cè)且位于所述機(jī)身的前部。
5、作為優(yōu)選，所述支撐部的內(nèi)部中空形成穿線腔，所述穿線腔與所述容置腔連通；和/或，沿遠(yuǎn)離所述機(jī)身的方向，所述支撐部自下向上傾斜延伸。
6、作為優(yōu)選，所述機(jī)身包括底板和外殼，所述外殼為中間高周邊低的弧形罩體，所述外殼扣蓋于所述底板以形成所述容置腔。
7、作為優(yōu)選，所述水箱上于所述進(jìn)出水口處設(shè)置有過水管，所述過水管上設(shè)置有電磁閥，所述液壓泵的活塞位于所述水箱內(nèi)，所述液壓泵的泵體位于所述活塞遠(yuǎn)離所述進(jìn)出水口的一側(cè)。
8、作為優(yōu)選，所述水箱設(shè)置有至少兩個(gè)，對(duì)應(yīng)每個(gè)所述水箱設(shè)置一組所述液壓泵，各個(gè)所述水箱在所述容置腔內(nèi)間隔排布；和/或，所述螺旋推進(jìn)器設(shè)置有兩個(gè)，對(duì)應(yīng)每個(gè)所述螺旋推進(jìn)器設(shè)置一組所述行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件，兩個(gè)所述螺旋推進(jìn)器在所述機(jī)身的后部沿所述機(jī)身的左右方向間隔排布。
9、作為優(yōu)選，還包括回收裝置，所述回收裝置包括支撐桿和連接環(huán)，所述支撐桿設(shè)置于所述機(jī)身的外側(cè)且位于所述機(jī)身的頂部，所述連接環(huán)與所述支撐桿連接。
10、一種水下勘探方法，采用如上所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，包括：將水下機(jī)器人下放至水下目標(biāo)區(qū)域，通過行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)以推動(dòng)機(jī)身前進(jìn)；在勘測(cè)過程中，發(fā)射器通過交變電流激發(fā)電磁波，接收器接收電場(chǎng)數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；通過液壓泵向水箱內(nèi)加水或者將水箱內(nèi)的水排出以控制水下機(jī)器人下沉或者上??；根據(jù)三軸姿態(tài)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)平衡板與水平面之間的夾角；勘測(cè)完成后，通過液壓泵將水箱內(nèi)的水排出以控制水下機(jī)器人上浮至水面。
11、作為優(yōu)選，在勘測(cè)過程中，實(shí)時(shí)獲取螺旋推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速值，當(dāng)轉(zhuǎn)速值小于等于第一設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)第一保護(hù)動(dòng)作；所述第一保護(hù)動(dòng)作包括：行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器反轉(zhuǎn)第一設(shè)定時(shí)長(zhǎng)之后，行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器正轉(zhuǎn)。
12、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，包括機(jī)身、動(dòng)力裝置、浮沉裝置、勘測(cè)裝置和平衡裝置，機(jī)身的內(nèi)部形成與外界連通的容置腔，容置腔的頂部設(shè)置有浮體，通過設(shè)置浮體用于在水中平衡整機(jī)重量，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人能夠漂浮在水中；容置腔內(nèi)設(shè)置有三軸姿態(tài)傳感器，能夠檢測(cè)水下機(jī)器人的姿態(tài)，以便于及時(shí)調(diào)整；行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)以推動(dòng)機(jī)身前進(jìn)，無需勘探船拖拽；液壓泵用于向水箱內(nèi)加水或者將水箱內(nèi)的水排出，以調(diào)節(jié)水下機(jī)器人浮沉；在勘探時(shí)，發(fā)射器通過交變電流激發(fā)電磁波，接收器接收電場(chǎng)數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)分析得出目標(biāo)區(qū)域的電磁性質(zhì)差異，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的精準(zhǔn)探測(cè)；平衡裝置包括至少兩個(gè)平衡板以及對(duì)應(yīng)每個(gè)平衡板設(shè)置一組平衡驅(qū)動(dòng)組件，平衡板轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于機(jī)身的底部，平衡驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)平衡板轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)平衡板與水平面之間的夾角改變平衡板的迎水面積，平衡板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線沿機(jī)身的左右方向延伸。通過動(dòng)力裝置、浮沉裝置、勘測(cè)裝置和平衡裝置配合，保證勘測(cè)穩(wěn)定性，發(fā)射器和接收器集成在機(jī)身，減小整機(jī)體積，一次性可完成目標(biāo)區(qū)域內(nèi)多個(gè)位置的勘探，提高勘探效率。
13、本發(fā)明提出的水下勘探方法，采用上述基于電磁勘探的水下機(jī)器人，將水下機(jī)器人下放至水下待勘探區(qū)域，通過行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)以推動(dòng)機(jī)身前進(jìn)；在勘測(cè)過程中，發(fā)射器通過交變電流激發(fā)電磁波，接收器接收電場(chǎng)數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；通過液壓泵向水箱內(nèi)加水或者將水箱內(nèi)的水排出以控制水下機(jī)器人下沉或者上?。豢睖y(cè)完成后，通過液壓泵將水箱內(nèi)的水排出以控制水下機(jī)器人上浮至水面。無需勘探船拖拽，發(fā)射器和接收器集成在機(jī)身，減小整機(jī)體積；一次性可完成目標(biāo)區(qū)域內(nèi)多個(gè)位置的勘探，提高勘探效率。
1.一種基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，所述平衡板設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)所述平衡板沿所述機(jī)身的左右方向間隔設(shè)置；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，還包括攝像裝置，所述攝像裝置包括支撐部以及設(shè)置于所述支撐部上的照明燈與攝像頭，所述支撐部設(shè)置于所述機(jī)身外側(cè)且位于所述機(jī)身的前部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，所述支撐部的內(nèi)部中空形成穿線腔，所述穿線腔與所述容置腔連通；和/或，沿遠(yuǎn)離所述機(jī)身的方向，所述支撐部自下向上傾斜延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)身包括底板和外殼，所述外殼為中間高周邊低的弧形罩體，所述外殼扣蓋于所述底板以形成所述容置腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，所述水箱上于所述進(jìn)出水口處設(shè)置有過水管，所述過水管上設(shè)置有電磁閥，所述液壓泵的活塞位于所述水箱內(nèi)，所述液壓泵的泵體位于所述活塞遠(yuǎn)離所述進(jìn)出水口的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，所述水箱設(shè)置有至少兩個(gè)，對(duì)應(yīng)每個(gè)所述水箱設(shè)置一組所述液壓泵，各個(gè)所述水箱在所述容置腔內(nèi)間隔排布；
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，其特征在于，還包括回收裝置，所述回收裝置包括支撐桿和連接環(huán)，所述支撐桿設(shè)置于所述機(jī)身的外側(cè)且位于所述機(jī)身的頂部，所述連接環(huán)與所述支撐桿連接。
9.一種水下勘探方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于電磁勘探的水下機(jī)器人，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水下勘探方法，其特征在于，在勘測(cè)過程中，實(shí)時(shí)獲取螺旋推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速值，當(dāng)轉(zhuǎn)速值小于等于第一設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)第一保護(hù)動(dòng)作；所述第一保護(hù)動(dòng)作包括：行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器反轉(zhuǎn)第一設(shè)定時(shí)長(zhǎng)之后，行進(jìn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器正轉(zhuǎn)。