本發(fā)明涉及水下機器人,特別涉及水下機器人和入水檢測方法。
背景技術(shù):
1、隨著海洋開發(fā)和水下作業(yè)需求的不斷增長,水下機器人在海洋勘探、水下施工和科學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在水下機器人的實際應(yīng)用中,入水檢測是一個關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié),其準確性直接影響水下機器人的工作效率和安全性。
2、現(xiàn)有技術(shù)中,水下機器人的入水檢測通常采用壓力傳感器或光電傳感器等方式實現(xiàn)。其中,壓力傳感器通過檢測水壓變化來判斷機器人是否入水。而光電傳感器則通過檢測光強變化來判斷入水狀態(tài)。
3、然而,相關(guān)技術(shù)存在以下不足:壓力傳感器容易受到水流擾動的影響,而光電傳感器在渾濁水質(zhì)條件下檢測效果欠佳,且容易受到水中雜質(zhì)的干擾,會影響檢測的準確性和可靠性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的是提出一種水下機器人,旨在解決相關(guān)技術(shù)入水檢測準確性和可靠性低的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出一種水下機器人,包括機器人本體,所述機器人本體上設(shè)置有入水檢測電路和至少兩個電機,每個所述電機的輸出軸上均設(shè)置有一個所述電極,所述入水檢測電路電連接所述電極,所述入水檢測電路包括:
3、調(diào)理電路,所述調(diào)節(jié)電路包括第一控制端、第一導(dǎo)通端和第二導(dǎo)通端,所述第一導(dǎo)通端電連接電源;
4、信號放大模塊,所述信號放大模塊包括第一輸入端和第一反饋端;
5、連接模塊,所述連接模塊分別與所述第二導(dǎo)通端和所述第一輸入端電連接;
6、主控芯片,所述主控芯片分別與所述第一反饋端和所述第一控制端電連接,所述主控芯片用于基于所述第一反饋端的電壓信號控制所述水下機器人按預(yù)設(shè)模式運行。
7、在一些實施例中,還包括保護電路,所述保護電路包括:
8、第一瞬態(tài)二極管,所述第一瞬態(tài)二極管的一端電連接所述第二導(dǎo)通端,所述瞬態(tài)二極管的另一端接地;
9、第二瞬態(tài)二極管,所述第二瞬態(tài)二極管的一端電連接所述連接模塊和所述第一輸入端,所述第二瞬態(tài)二極管的另一端接地。
10、在一些實施例中,所述調(diào)理電路包括:
11、開關(guān)管,所述開關(guān)管的一導(dǎo)通端電連接電源,另一導(dǎo)通端經(jīng)過第一電阻電連接所述連接模塊,所述開關(guān)管的觸發(fā)端電連接所述第一控終端。
12、在一些實施例中,所述信號處理模塊包括:
13、運算放大器,所述運算放大器的正相端電連接所述第一輸入端,所述輸出端電連接第一反饋端;
14、低通濾波器,所述低通濾波器電連接與所述第一輸入端與所述運算放大器的反向端之間,用于對輸出的電壓信號進行濾波。
15、在一些實施例中,所述低通濾波器包括:
16、第一電容,所述第一電容的一端電連接所述第一輸入端,所述第一電容另一端接地;
17、第二電容,所述第二電容的連接所述第一輸入端,所述第二電容的另一端電連接所述運算放大器的反相端;
18、第一電阻,所述第一電阻的一端電連接所述運算放大器的反向端,所述第一電阻的另一端接地。
19、在一些實施例中,所述水下機器人還包括:
20、殼體;
21、電機,兩個所述電機并排且間隔設(shè)于所述殼體內(nèi),兩個所述電機的輸出軸穿出所述殼體,且設(shè)置有螺旋槳;
22、環(huán)境監(jiān)測模塊,所述環(huán)境監(jiān)測模塊設(shè)于所述殼體,用于檢測周圍環(huán)境;
23、其中,所述電機、所述環(huán)境檢測模塊電連接所述主控芯片,所述主控芯片根據(jù)所述第一反饋端的電壓控制所述電機和所述環(huán)境監(jiān)測模塊工作。
24、本發(fā)明進一步提出一種入水檢測方法,應(yīng)用于水下機器人,所述入水檢測方法包括:
25、獲取所述水下機器人的電機軸間參考電阻值;
26、檢測所述水下機器人的電機軸間當前電阻值;
27、基于所述當前電阻值與所述參考電阻值的比較結(jié)果,判斷所述水下機器人的入水狀態(tài);
28、響應(yīng)于所述入水狀態(tài),控制所述水下機器人的工作模式;
29、監(jiān)測所述水下機器人的運行狀態(tài);以及
30、響應(yīng)于所述運行狀態(tài),觸發(fā)預(yù)設(shè)的控制策略。
31、在一些實施例中,所述檢測所述水下機器人的電機軸間當前電阻值的步驟還包括:
32、在預(yù)設(shè)時間窗口內(nèi)采集多個所述當前電阻值;
33、計算所述多個當前電阻值的均值和標準差;
34、基于所述均值和所述標準差動態(tài)調(diào)整所述參考電阻值的范圍。
35、在一些實施例中,所述在預(yù)設(shè)時間窗口內(nèi)采集多個所述當前電阻值的步驟還包括:
36、平滑處理多個所述當前電阻值,以消除噪聲干擾。
37、在一些實施例中,所述監(jiān)測運行狀態(tài)的步驟包括:
38、持續(xù)檢測所述電機軸間電阻值;
39、基于所述電機軸間電阻值的變化趨勢,判斷所述水下機器人是否存在電極接觸異常。
40、本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于:通過在水下機器人的電機輸出軸上設(shè)置電極,并將電極與入水檢測電路電連接的方式,實現(xiàn)檢測,避免了檢測盲區(qū),提高了檢測的準確性;其中,入水檢測電路采用調(diào)理電路、信號放大模塊和連接模塊的組合結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了對電極間電阻信號的精確采集和有效處理,顯著提升了檢測信號的穩(wěn)定性和可靠性;同時,通過主控芯片與第一反饋端和第一控制端的電連接設(shè)計,使系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測到的電壓信號快速響應(yīng)并切換至相應(yīng)的預(yù)設(shè)工作模式,有效提高了水下機器人的工作效率;此外,該檢測方案利用水導(dǎo)電性與空氣絕緣性的顯著差異作為檢測原理,不易受水質(zhì)渾濁度、水流擾動等環(huán)境因素的影響,具有更強的環(huán)境適應(yīng)性和檢測可靠性。
1.一種水下機器人,其特征在于,包括機器人本體,所述機器人本體上設(shè)置有入水檢測電路和至少兩個電機,每個所述電機的輸出軸上均設(shè)置有一個電極,所述入水檢測電路電連接所述電極,所述入水檢測電路包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人,其特征在于,還包括保護電路,所述保護電路包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人,其特征在于,所述調(diào)理電路包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人,其特征在于,所述信號處理模塊包括:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下機器人,其特征在于,所述低通濾波器包括:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下機器人,其特征在于,所述水下機器人還包括:
7.一種入水檢測方法,應(yīng)用于水下機器人,其特征在于,所述入水檢測方法包括:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的入水檢測方法,其特征在于,所述檢測所述水下機器人的電機軸間當前電阻值的步驟還包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的入水檢測方法,其特征在于,所述在預(yù)設(shè)時間窗口內(nèi)采集多個所述當前電阻值的步驟還包括:
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的入水檢測方法,其特征在于,所述監(jiān)測運行狀態(tài)的步驟包括: