水下无人作业水产养殖机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种水下无人作业水产养殖机器人。
【背景技术】
[0002]目前，国内不少企业、科研院所相继开发不少水下机器人，如中科院沈阳自动化研宄所“金鱼系列”水下机器人，上海交通大学研制的ROV_JTR-21水下轻作业机器人，北京泰富坤VSSii水下机器人等，这些机器人均以较深水域数据采集，勘探等作业为主，在专业海水养殖领域，如定点投饵、分类捕捞、专项数据采样、恶劣天气环境作业等仍有待进一步研宄。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种水下无人作业水产养殖机器人，解决水产养殖机器人无法快速组合，功能配置不灵活多样，效率低成本高的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:水下无人作业水产养殖机器人，包括潜航器和遥控站，潜航器与遥控站之间通过通讯电缆相连；潜航器包括摄像头、机械手臂、饵料储存箱、投料捕获执行装置、通讯接口、机架侧板、前置浮力单元、推进器、后置浮力单7Π、机架、底板、液压系统和控制系统，底板上安装有机架、液压系统，机架上安装有通讯接口、若干个推进器、控制系统，通讯接口与通讯电缆相连，后置浮力单元与机架之间通过机架侧板连接，后置浮力单元与前置浮力单元连接，前置浮力单元上安装有若干个摄像头，机架上安装有两个机械手臂，底板上安装有饵料储存箱、投料捕获执行装置，饵料储存箱与投料捕获执行装置相连。
[0005]进一步的，推进器的数量为六个。
[0006]进一步的，摄像头的数量为三个。
[0007]进一步的，机械手臂包括底座、大臂、小臂和手爪，底座安装在机架上，底座与大臂之间通过关节活动连接，大臂与小臂之间通过关节活动连接，小臂与手爪之间通过关节活动连接。
[0008]进一步的，手爪包括手指座、连接杆和手指，手指座与手指之间通过连接杆连接。
[0009]进一步的，机械手臂为六个自由度。
[0010]进一步的，投料捕获执行装置包括连接座、管道、连接臂和投料捕获吸盘，连接座安装在底板上，连接座与连接臂相连，管道的一端与投料捕获吸盘连接，另一端穿过连接臂与饵料储存箱相连。
[0011]进一步的，机架的外表面设有耐腐蚀材料包套。
[0012]进一步的，摄像头采用二维成像视觉技术。
[0013]本发明的有益效果:
[0014]1、工作能力强；能够代替人进行水下投饵、施肥、种草、割草、监测等，特别是进行水下定点投饵，关键区域海水、海底环境实时监测以及因海产品密度分布或环境不理想而需要进行无伤害转移等；
[0015]2、耐海水腐蚀性高；选用耐腐蚀材料，在设计上采用优化设计，进行有限元应力分析，增加耐腐蚀材料包套等，解决点腐蚀、缝隙腐蚀、低频腐蚀疲劳、应力腐蚀以及微生物腐蚀等；
[0016]3、携带作业工具多；两个可快速安装式六自由度机械手臂，携带海参捕捞、贝壳拾取、水草收割、定点投饵工具以及海水、海底土壤温度、水质、流速检测等专业监测仪器等；
[0017]4、操控简单；采用iPad或加固笔记本电脑控制，触摸或遥控手柄方式操作，可实时将图像和传感器信号上传到互联网，为渔业物联网、产业化养殖提供准确数据；
[0018]5、精准物体抓取技术；采用先进的二维成像视觉技术和精确的智能控制技术，实现机器人自动作业；
[0019]6、组合快速便捷，功能配置灵活多样，效率高成本低。
【附图说明】
[0020]图1是本发明结构示意图；
[0021]图2是潜航器内部结构分解图；
[0022]图3是机械手臂结构示意图；
[0023]图4是手爪的局部结构示意图；
[0024]图5是投料捕获执行装置结构示意图。
[0025]其中:1.摄像头，2.遥控站，3.机械手臂，4.饵料储存箱，5.投料捕获执行装置，6.通讯电缆，7.通讯接口，8.机架侧板，9.前置浮力单元，10.推进器，11.后置浮力单元，12.机架，13.底板，14.液压系统，15.控制系统，16.底座，17.大臂，18.小臂，19.手爪，20.手指座，21.连接杆，22.手指，23.连接座，24.管道，25.连接臂，26.投料捕获吸盘。
【具体实施方式】
[0026]如图1-图5所示，水下无人作业水产养殖机器人，包括潜航器和遥控站2，潜航器与遥控站2之间通过通讯电缆6相连；遥控站(2)在水上工作，负责对潜航器进行控制和监视；潜航器包括摄像头1、机械手臂3、饵料储存箱4、投料捕获执行装置5、通讯接口 7、机架侧板8、前置浮力单元9、推进器10、后置浮力单元11、机架12、底板13、液压系统14和控制系统15，底板13上安装有机架12、液压系统14，机架12的外表面设有耐腐蚀材料包套，机架12上安装有通讯接口 7、六个推进器10、控制系统15，通讯接口 7与通讯电缆6相连，后置浮力单元11与机架12之间通过机架侧板8连接，后置浮力单元11与前置浮力单元9连接，前置浮力单元9上安装有三个摄像头1，摄像头I可以实现水下环境的监控，同时实现双目测距图像的获取；机架12上安装有两个机械手臂3，机械手臂3为六个自由度，机械手臂3包括底座16、大臂17、小臂18和手爪19，底座16安装在机架12上，手爪19包括手指座20、连接杆21和手指22，手指座20与手指22之间通过连接杆21连接，底座16与大臂17之间通过关节活动连接，大臂17与小臂18之间通过关节活动连接，小臂18与手爪19之间通过关节活动连接，左、右两个机械手臂3可以协同工作，有效完成执行操作；底板13上安装有饵料储存箱4、投料捕获执行装置5，饵料储存箱4与投料捕获执行装置5相连，投料捕获执行装置5包括连接座23、管道24、连接臂25和投料捕获吸盘26，连接座23安装在底板13上，连接座23与连接臂25相连，管道24的一端与投料捕获吸盘26连接，另一端穿过连接臂25与饵料储存箱4相连，投料捕获执行装置5可以完成饵料的准确投放，同时可以实现对海产品的捕获；潜航器操作分两种模式，即遥控模式和自动模式，遥控模式是由操控员在控制端通过控制发出机器人动作命令，自动模式按照预设航线、GPS导航，通过实时动态航向、航速控制，无人自主完成计划任务航行，保证了航线固定；根据实时航程、航速、料量等参数实时动态控制投料速率，保证了均匀投饵；数据与图像传输部分实时将数据采集部分采集的数据与系统相关运行参数传输到地面站；潜航器在遥控站2的操控和监视下，携带两个机械手臂3、投料捕获执行装置5在水底进行作业，大臂17转动，同时小臂18、手爪19也跟随移动，在工作时，一般采用两个机械手臂3协同配合方式进行工作，大大提高工作效率和增加任务完成的成功率；投料捕获执行装置5有两种工作模式，即投料模式和捕获模式，在投料模式，饵料储存箱4存放饵料，由管道24与投料捕获吸盘26连接，投料捕获吸盘26执行精确投放动作，完成饵料投放；在捕获模式，饵料储存箱4作为水产品存储器，对捕获的产品进行存储；双目立体视觉测量是人类利用双眼获取环境三维信息的主要途径，该技术采用先进的二维成像视觉技术和精确的智能控制技术，实现机器人自动作业，二维成像视觉技术是由不同位置的两台摄像机(CCD)拍摄同一幅场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，计算景物的深度，获得该点的三维坐标值。
[0027]我公司从事海水水产品养殖有多年的历史，在该领域积累了大量的专业技术和生产经验，本发明经过了大量的试验验证，性能安全可靠。
[0028]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:包括潜航器和遥控站(2)，潜航器与遥控站⑵之间通过通讯电缆(6)相连； 潜航器包括摄像头(I)、机械手臂(3)、饵料储存箱(4)、投料捕获执行装置(5)、通讯接口(7)、机架侧板⑶、前置浮力单元(9)、推进器(10)、后置浮力单元(11)、机架(12)、底板(13)、液压系统(14)和控制系统(15)，底板(13)上安装有机架(12)、液压系统(14)，机架(12)上安装有通讯接口(7)、若干个推进器(10)、控制系统(15)，通讯接口(7)与通讯电缆(6)相连，后置浮力单元(11)与机架(12)之间通过机架侧板(8)连接，后置浮力单元(11)与前置浮力单元(9)连接，前置浮力单元(9)上安装有若干个摄像头(1)，机架(12)上安装有两个机械手臂(3)，底板(13)上安装有饵料储存箱(4)、投料捕获执行装置(5)，饵料储存箱(4)与投料捕获执行装置(5)相连。
2.根据权利要求1所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述推进器(10)的数量为六个。
3.根据权利要求1所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述摄像头(I)的数量为三个。
4.根据权利要求1所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述的机械手臂⑶包括底座(16)、大臂(17)、小臂(18)和手爪(19)，底座(16)安装在机架(12)上，底座(16)与大臂(17)之间通过关节活动连接，大臂(17)与小臂(18)之间通过关节活动连接，小臂(18)与手爪(19)之间通过关节活动连接。
5.根据权利要求4所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述的手爪(19)包括手指座(20)、连接杆(21)和手指(22)，手指座(20)与手指(22)之间通过连接杆(21)连接。
6.根据权利要求4或5所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述的机械手臂(3)为六个自由度。
7.根据权利要求1所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述的投料捕获执行装置(5)包括连接座(23)、管道(24)、连接臂(25)和投料捕获吸盘(26)，连接座(23)安装在底板(13)上，连接座(23)与连接臂(25)相连，管道(24)的一端与投料捕获吸盘(26)连接，另一端穿过连接臂(25)与惧料储存箱(4)相连。
8.根据权利要求1所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述机架(12)的外表面设有耐腐蚀材料包套。
9.根据权利要求1所述的水下无人作业水产养殖机器人，其特征在于:所述的摄像头(I)采用二维成像视觉技术。
【专利摘要】本发明公开了一种水下无人作业水产养殖机器人，潜航器与遥控站之间通过通讯电缆相连；底板上安装有机架、液压系统，机架上安装有通讯接口、若干个推进器、控制系统，通讯接口与通讯电缆相连，后置浮力单元与机架之间通过机架侧板连接，后置浮力单元与前置浮力单元连接，前置浮力单元上安装有若干个摄像头，机架上安装有两个机械手臂，底板上安装有饵料储存箱、投料捕获执行装置，饵料储存箱与投料捕获执行装置相连。本发明工作能力强，耐海水腐蚀性高，携带作业工具多，操控简单，精准物体抓取技术，组合快速便捷，功能配置灵活多样，效率高成本低。
【IPC分类】B25J9-00, A01K79-00, B63C11-52, A01K61-02
【公开号】CN104813975
【申请号】CN201510244554
【发明人】卜立群
【申请人】大连赫海科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月14日