一种水下小空间抓取机器人

本发明涉及水下摄影设备技术领域，具体为一种水下小空间抓取机器人。

背景技术：

水下环境一直是人们想要了解的地方，比如水路交通航线附近水下环境如何，水下暗礁情况是否会影响到运输船舶的安全，水下地质观测，港口淤泥堆积是否严重等，需要进行人工水下拍摄才能做出判断。

但是水下环境多变，暗流暗涌不断，海洋深度大，易对水下作业人员造成人身安全，且对于水路交通航线观察时，如果靠人工作业进行观察的话，耗时相对较长。

因此设计一款能够在水下小空间抓取的机器人来说显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水下小空间抓取机器人，以解决上述背景技术提出的目前市场上水下环境多变，暗流暗涌不断，海洋深度大，易对水下作业人员造成人身安全，且对于水路交通航线观察时，如果靠人工作业进行观察的话，耗时相对较长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下小空间抓取机器人，包括：

机器人主体，由骨架搭接而成，搭接所述机器人主体的骨架上固定有水密舱室；

水下升潜推进器，2个水下升潜推进器嵌入在所述机器人主体顶部的外壳上，并2个所述水下升潜推进器和4个推进螺旋桨组成所述机器人主体上的运动机构；

摄像头，其与照明装置组成所述机器人主体上的照明及摄像机构，并所述摄像头和所述照明装置分别安装在所述机器人主体的4个不同的方向上。

优选的，所述机器人主体的正下方设置有基座、伸缩装置、底座和柔性夹子，且所述基座和所述伸缩装置与所述底座以及3个所述柔性夹子构成所述机器人主体上的抓取机构，并抓取机构的顶部安装有照明及摄像机构，此设计可利用摄像头与照明装置组成照明及摄像机构确定水下情况，用于探查水下需要夹取的生物或物品的位置，便于控制基座、伸缩装置、底座和柔性夹子构成抓取机构对位置确定的生物或物品进行抓取。

优选的，内部设置有电源可进行供电的所述水密舱室的内部设置有控制模块，并所述控制模块与各运动机构、照明及摄像机构以及所述水密舱室的内部电源连接，可实现实时传输数据的所述控制模块与外部设备通过无线连接，此设计可避免水密舱室内部进水短路，避免水密舱室内部的设备和电源线路出现损伤短路，保证整个机器的正常运行，并实现整个机器与外界信息的传送，可远距离的对机器人进行控制。

优选的，由骨架和顶盖组成的所述机器人主体是椭圆体，所述机器人主体内部的所述水密舱室密封防护内部设置的电源和所述控制模块，此设计可减少机器人的整体占用空间，使得机器人利用较小的体积对水下的小空间物品或生物进行抓取，并避免机器人过于尖锐而损坏生物或物品。

优选的，对称分布的4个所述推进螺旋桨分布在所述机器人主体的四角方位上，所述推进螺旋桨由旋转叶片和桨叶组成，并所述机器人主体的顶部分布有所述水下升潜推进器，此设计可利用推进螺旋桨和水下升潜推进器为整个机器提供动力，保证机器顺利运行，推动机器人按照设定的轨迹进行运行。

优选的，所述基座衔接所述伸缩装置以及所述机器人主体固定整个机器，所述伸缩装置由柱体和控制伸缩杆来控制3个柔性夹子的伸缩升降来抓取物体，所述柔性夹子是由超弹性硅胶材料制成能够根据不同物体进行便捷抓取，此设计可利用柔性夹子对物体进行稳固抓取，并保证柔性夹子适应地包覆住目标物体，可对不同尺寸、形状的物体进行抓取。

优选的，所述底座由防水材料制成，并所述底座内部设置有所述照明装置和所述摄像头，此设计保证的底座的内部密闭防水性，可避免底座内的照明装置和摄像头遇水损坏，保证照明装置和摄像头的正常运行，可顺利的利用底座内的照明装置和摄像头对水下的物体进行位置确定。

优选的，所述柔性夹子等角度的转动连接在所述底座的下方，并所述柔性夹子的主视面为三角形结构，等角度分布的3个所述柔性夹子的相对面呈倾斜状，此设计便于对物体进行夹取。

优选的，对称分布的4个所述推进螺旋桨固定在所述机器人主体上，所述推进螺旋桨的转轴部与驱动电机的输出端连接。

优选的，所述水密舱室为椭圆形结构，并所述水密舱室和所述机器人主体外壳内侧之间的距离大于零，并所述水密舱室为全密闭结构，此设计便于将其余零件设备分布在水密舱室和机器人主体外壳之间，预留充足的安装控件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水下小空间抓取机器人，

（1）通过两个水下升潜推进器为机器人提供上升下降的动力，四个推进螺旋桨则为机器人提供前后左右的动力，从而使机器人能够在控制模块的作用下按照需要夹取的生物或物品通过摄像机摄取，锁定目标后由柔性夹子进行夹取，相比传统的爪手的刚性结构，能够自适应地包覆住目标物体，摆脱了夹取对象尺寸均等的束缚，更加安全和高效；

（2）控制模块与外部的控制设备无线连接，作业人员通过外部的控制设备发送信号到控制模块，机器人能够在控制模块的控制下按照预设的航行巡航并进行拍摄，相比传统的人工水下拍摄方式，更加安全和高效。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明主视结构示意图；

图3为本发明侧视结构示意图；

图4为本发明俯剖结构示意图；

图5为本发明仰视结构示意图；

图6为本发明俯视结构示意图。

图中：1、机器人主体；2、水密舱室；3、水下升潜推进器；4、推进螺旋桨；5、摄像头；6、照明装置；7、基座；8、伸缩装置；9、底座；10、柔性夹子；11、驱动电机；12、控制模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种水下小空间抓取机器人，包括：

机器人主体1，由骨架搭接而成，搭接机器人主体1的骨架上固定有水密舱室2；

水下升潜推进器3，2个水下升潜推进器3嵌入在机器人主体1顶部的外壳上，并2个水下升潜推进器3和4个推进螺旋桨4组成机器人主体1上的运动机构；

摄像头5，其与照明装置6组成机器人主体1上的照明及摄像机构，并摄像头5和照明装置6分别安装在机器人主体1的4个不同的方向上。

本例中机器人主体1的正下方设置有基座7、伸缩装置8、底座9和柔性夹子10，且基座7和伸缩装置8与底座9以及3个柔性夹子10构成机器人主体1上的抓取机构，并抓取机构的顶部安装有照明及摄像机构。内部设置有电源可进行供电的水密舱室2的内部设置有控制模块12，并控制模块12与各运动机构、照明及摄像机构以及水密舱室2的内部电源连接，可实现实时传输数据的控制模块12与外部设备通过无线连接。

与电源连接的驱动电机11与推进螺旋桨4连接，用于驱动推进螺旋桨4运行，且水下升潜推进器3与电源连接，控制模块12位于机器人主体1内部的舱室中，控制模块12分别与各水下升潜推进器3、各驱动电机11、照明装置6、摄像头5以及电源电连接，控制模块12与外部的控制设备无线连接，作业人员通过外部的控制设备发送信号到控制模块12，从而通过控制模块12控制机器人的运作，将驱动电机11开始驱动推进螺旋桨4进行转动工作，同时将水下升潜推进器3接通电源进行工作，利用两个水下升潜推进器3为机器人提供上升下降的动力，四个推进螺旋桨4则为机器人提供前后左右的动力，使得机器人开始顺利的运作，从而使机器人能够在控制模块12的控制下按照预设的航行巡航并进行拍摄，相比传统的人工水下拍摄方式，更加安全和高效，且水密舱室2内的电源为插槽式锂电池，机器人主体1的水密舱室2设有与插槽式锂电池适配的电池插槽，插槽式锂电池通过卡嵌安装在电池插槽中为机器人供电，此设置有利于作业人员更换电池，简单快捷。

由骨架和顶盖组成的机器人主体1是椭圆体，机器人主体1内部的水密舱室2密封防护内部设置的电源和控制模块12。对称分布的4个推进螺旋桨4分布在机器人主体1的四角方位上，推进螺旋桨4由旋转叶片和桨叶组成，并机器人主体1的顶部分布有水下升潜推进器3。基座7衔接伸缩装置8以及机器人主体1固定整个机器，伸缩装置8由柱体和控制伸缩杆来控制3个柔性夹子10的伸缩升降来抓取物体，柔性夹子10是由超弹性硅胶材料制成能够根据不同物体进行便捷抓取。底座9由防水材料制成，并底座9内部设置有照明装置6和摄像头5。柔性夹子10等角度的转动连接在底座9的下方，并柔性夹子10的主视面为三角形结构，等角度分布的3个柔性夹子10的相对面呈倾斜状。对称分布的4个推进螺旋桨4固定在机器人主体1上，推进螺旋桨4的转轴部与驱动电机11的输出端连接。水密舱室2为椭圆形结构，并水密舱室2和机器人主体1外壳内侧之间的距离大于零，并水密舱室2为全密闭结构。

作业人员通过外部的控制设备发送信号到控制模块12，水密舱室2内的电源为控制模块12进行供电，使得控制模块12开始工作，从而通过控制模块12控制抓取机器人的运作，驱动底座9上的伸缩装置8工作，向下推进底座9来控制三伸缩杆使三个柔性夹子10的张开，底座9由防水材料制成，且底座9的下面设有照明装置6和摄像头5，由控制模块12控制，底座9下面的照明装置6和摄像头5用于探查水下需要夹取的生物或物品，柔性夹子10是由超弹性硅胶材料制成，能够根据不同物体的尺寸、形状进行便捷抓取，柔性夹子10不同于传统爪手的刚性结构，柔性夹子10具有柔软的气动“手指”，能够自适应地包覆住目标物体，无需根据物体精准的尺寸、形状进行预先调整，摆脱了夹取对象尺寸均等的束缚，控制柔性夹子10开合对经过底座9下面的照明装置6和摄像头5摄取位置之后的物体进行夹取。

工作原理：在使用该水下小空间抓取机器人时，首先，水密舱室2内的电源为整个机器进行供电，控制2个水下升潜推进器3和4个推进螺旋桨4开始工作，2个水下升潜推进器3和4个推进螺旋桨4可根据水下推动力的相互抵消从而来控制机器人的行动，作业人员通过外部的控制设备发送信号到控制模块12，从而通过控制模块12控制机器人的运作，并使机器人能够在控制模块12的控制下按照预设的航行巡航并进行拍摄，底座9下面的照明装置6和摄像头5，探查水下需要夹取的生物或物品，向下推进底座9来控制三伸缩杆使三个柔性夹子10的张开对生物或物品进行夹取，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。