一种水下轻量蝶形仿生作业机器人及其工作方法

文档序号:35967094发布日期:2023-11-09 07:19阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述蝶形全姿态运动本体包括密封壳体、水平推进器、垂向推进器、载荷安装盘、控制通讯和能源模组,水平推进器横向设置于密封壳体的下方,密封壳体上均匀分布有若干上下贯通的流道,每个流道内设有一组垂向推进器,控制通讯和能源模组设置于密封壳体的内部,控制通讯和能源模组与岸站控制台电气连接,控制通讯和能源模组用于为机器人提供能源并与岸站控制台之间通讯控制连接,载荷安装盘安装于密封壳体的底部,载荷安装盘与作业方位变换组件连接,密封壳体的顶部设有顶视摄像避障模组,密封壳体的底部下视摄像避障模组,密封壳体的前侧设有前视摄像避障模组,密封壳体的后侧设有后视摄像避障模组,水平推进器、垂向推进器、前视摄像避障模组、后视摄像避障模组、下视摄像避障模组、顶视摄像避障模组分别与控制通讯和能源模组电气连接。

3.如权利要求2所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述水平推进器设有两组,对称设置于密封壳体的下方,垂向推进器设有四组,均匀分布于密封壳体上,且其中两组垂向推进器分别位于两组水平推进器的上方,水平推进器外侧的密封壳体上设有垂向设置的双翼喷嘴管路,双翼喷嘴管路与对应的流道连通。

4.如权利要求2所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述仿象鼻机械臂包括基座、大臂驱动舵机组、小臂驱动舵机组、大臂拉绳、小臂拉绳、大臂骨架、小臂骨架、大臂弹性元件、小臂弹性元件,大臂骨架沿垂向方向设有多个,大臂骨架的外周通过若干均匀分布的大臂弹性元件连接,最上端的大臂骨架固定连接于基座的底面上,小臂骨架设置于大臂骨架的正下方,小臂骨架沿垂向方向设有多个,小臂骨架的外周通过若干均匀分布的小臂弹性元件连接,小臂弹性元件的顶部固定连接于最下端的大臂骨架的外周上,基座的外周固定安装有相同数量的大臂驱动舵机组和小臂驱动舵机组,大臂驱动舵机组和小臂驱动舵机组均与控制通讯和能源模组电气连接,大臂驱动舵机组和小臂驱动舵机组依次间隔均匀分布,每个大臂驱动舵机组的顶部安装有大臂绕线驱动组件,大臂绕线驱动组件与大臂驱动舵机组的输出轴连接,每个小臂驱动舵机组的顶部安装有小臂绕线驱动组件,小臂绕线驱动组件与小臂驱动舵机组的输出轴连接,基座的顶面上均匀分布有若干导向滑轮,导向滑轮与大臂绕线驱动组件和小臂绕线驱动组件的数量相同且位置对应,大臂绕线驱动组件与大臂拉绳的一端连接固定,大臂拉绳的另一端绕过导向滑轮并由上到下依次穿过大臂骨架后与最下端的大臂骨架连接固定,小臂绕线驱动组件与小臂拉绳的一端连接固定,小臂拉绳的另一端绕过导向滑轮并由上到下依次穿过大臂骨架、小臂骨架后与最下端的小臂骨架连接固定。

5.如权利要求2所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述自适应负压吸附系统包括固定基座、连接法兰、连接支板、垂向延展臂、第一圆形柔性吸附盘、第二柔性吸附板、第一吸附流道、第二吸附管件、第二吸附管路、吸附泵、第一吸附推进器、推进器固定支架,固定基座固定安装于仿象鼻机械臂的底部,固定基座的底部通过连接法兰与连接支板连接,连接支板与垂向延展臂的上端固定连接,垂向延展臂的下端与第二柔性吸附板的顶部连接固定,第二柔性吸附板的顶部还连接有第二吸附管件,第二吸附管件通过第二吸附管路与吸附泵连接,吸附泵安装于蝶形全姿态运动本体内的载荷安装盘上,载荷安装盘的底部设有吸附泵的排水口,第一圆形柔性吸附盘设置于第二柔性吸附板的前方,第一圆形柔性吸附盘的顶部通过第一吸附流道与第一吸附推进器连接固定,第一吸附推进器通过推进器固定支架固定连接于第二柔性吸附板的顶部,吸附泵、第一吸附推进器分别与控制通讯和能源模组电气连接。

6.如权利要求5所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述自适应负压吸附系统还包括作业辅助传感器,作业辅助传感器固定连接于仿象鼻机械臂的下端侧面,作业辅助传感器与控制通讯和能源模组电气连接,第二吸附管路穿过仿象鼻机械臂内部与吸附泵连接。

7.如权利要求4所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述作业方位变换组件包括固定法兰、变换驱动电机、旋转底座、支撑座、横向支臂、加固组件、垂向支臂、级联固定座、万向轮、机械臂电机保护壳、转轴,横向支臂设有多个,横向支臂的一端与垂向支臂的顶端连接,垂向支臂的底端过级联固定座与万向轮连接,横向支臂与垂向支臂之间还连接有加固组件,横向支臂的另一端通过支撑座固定连接于变换驱动电机的侧壁上,支撑座在变换驱动电机的侧壁上均匀分布,变换驱动电机与控制通讯和能源模组电气连接,变换驱动电机的顶部通过固定法兰固定连接于载荷安装盘上,变换驱动电机底部的输出轴与转轴连接固定,转轴上固定安装有旋转底座,旋转底座的下端面固定连接于机械臂电机保护壳的顶部,基座、大臂驱动舵机组以及小臂驱动舵机组设置于机械臂电机保护壳内,基座固定安装于保护壳的底面上。

8.如权利要求2所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人,其特征在于,所述岸站控制台包括显示器、操纵组件、壳体,显示器、操纵组件设置于壳体上部,壳体内设有主机和能源模块,能源模块为岸站控制台提供能源,主机与显示器、操纵组件以及控制通讯和能源模组电气连接。

9.如权利要求1-8任一所述的水下轻量蝶形仿生作业机器人的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明属于机器人技术领域,涉及一种水下轻量蝶形仿生作业机器人及其工作方法,包括蝶形全姿态运动本体,仿象鼻机械臂安装于蝶形全姿态运动本体下方,自适应负压吸附系统设置于仿象鼻机械臂的底端;作业方位变换组件设置于蝶形全姿态运动本体和仿象鼻机械臂之间,实现自适应负压吸附系统和仿象鼻机械臂相对蝶形全姿态运动本体之间的转动;岸站控制台设置于岸边或母船上,岸站控制台与蝶形全姿态运动本体电气连接。整体水阻更小、运动性能更强;六组推进器结构实现机器人本体全向全姿态灵活运动;两侧双翼喷嘴管路使垂向和水平运动近乎零耦合,运动更加灵活;仿象鼻机械臂使自适应负压吸附系统自由度更多,适用范围和吸附力更强。

技术研发人员:郭亭亭,张旭,董宸,张慧晴,李欣然,赵轶炜,肖荟
受保护的技术使用者:烟台大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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