【技术实现步骤摘要】
一种多功能的六履带式水下机器人
本专利技术涉及新型多功能六履带式水下机器人，属于船舶工程
技术介绍
上世纪90年代以后，我国海上开发进入高潮，建造了如：海上平台、海底观测站、石油和天然气勘深开采平台、浮式贮油库和炼油厂、浮式电站、浮式飞机场、浮式海水淡化装置等海洋结构物。为了各种海洋结构物的安全生产，建立和完善海上结构物及管道检测、维护、修理系统成为势在必行的工作。近年来，随着人们对海洋资源的开发和利用，水下机器人开始得到广泛的应用。但传统的水下作业机器人，在水下作业时不稳定，受水流影响易出现摇晃及偏移的现象，即使为履带式水下机器人附于表面工作也存在此不足，面对不平坦的地形也易发生事故。另外，水下机器人其自身有效载荷及布置空间有限，不能携带过多工具，但水下检修时易遇到复杂事故，不可携带多种工具的水下机器人工作效率低，存在需回收更改工具，效费比低等问题。同时，国内检测技术相对比较落后，检测的智能化-自动化程度较低、检测精度相对较低、检测结果难以数字化，从评价技术上看，这样安全评价的置信度受到一定的限制。本专利技术将六履带多姿态车与水下机器人相结合，通过携带机械手臂、高精度监测传感器、数据信息实时回传系统，形成一种新型多功能六履带式水下机器人，将实时工况进行反馈，其稳定性、快速性、灵活性也大幅提高，保证了水下检修工作的有效完成。本专利技术设计出一种可在横向、纵向进行姿态补偿的水下机器人，通过搭载不同的功能设备实现不同的功能，针对水下检修作业出现的典型问题提供了相应的解决措施。水下作业型机器人中最重要的是其水中姿态的稳定以及作业工具的齐全，这对水下机器...
【技术保护点】
1.一种多功能的六履带式水下机器人，其包括六履带水下机器人主体(1)、以及设置在所述六履带水下机器人主体(1)上的定位及导航系统(2)、智能监测系统(3)、智能检修系统(4)和履带式水路陆两用智能操推系统(5)，其特征在于，所述定位及导航系统(2)负责测量该水下机器人位置的水深信息，并能够测量该水下机器人的方向角、倾斜角和加速度，以便保证水下机器人的航向角及自身平衡；所述智能监测系统(3)包括对该水下机器人位置处的水环境进行监测的智能监测传感器组，以便实时监控该水下机器人的工作情况，防止作业时发生泄漏污染事故；所述智能检修系统(4)包括左机械手臂组件(4‑51)和右机械手臂组件，其中，所述左机械手臂组件(4‑51)为舵机式机械手臂，能够实现抓取作业；所述右机械手臂组件为液压式机械手臂，且其上设置有刀库，以便实现钻取、切割作业功能，并能够实现自动换刀；所述履带式水路陆两用智能操推系统(5)包括多个对称布设的水下推进器组件、主驱动履带组件和摇臂组件，其中，所述水下推进器组件能够实现机器人六个自由度的运动，并在横向纵向及斜向可产生推力补偿，在水下遇到浪流时可保持平稳作业；所述摇臂组件上设置有...
【技术特征摘要】
1.一种多功能的六履带式水下机器人，其包括六履带水下机器人主体(1)、以及设置在所述六履带水下机器人主体(1)上的定位及导航系统(2)、智能监测系统(3)、智能检修系统(4)和履带式水路陆两用智能操推系统(5)，其特征在于，所述定位及导航系统(2)负责测量该水下机器人位置的水深信息，并能够测量该水下机器人的方向角、倾斜角和加速度，以便保证水下机器人的航向角及自身平衡；所述智能监测系统(3)包括对该水下机器人位置处的水环境进行监测的智能监测传感器组，以便实时监控该水下机器人的工作情况，防止作业时发生泄漏污染事故；所述智能检修系统(4)包括左机械手臂组件(4-51)和右机械手臂组件，其中，所述左机械手臂组件(4-51)为舵机式机械手臂，能够实现抓取作业；所述右机械手臂组件为液压式机械手臂，且其上设置有刀库，以便实现钻取、切割作业功能，并能够实现自动换刀；所述履带式水路陆两用智能操推系统(5)包括多个对称布设的水下推进器组件、主驱动履带组件和摇臂组件，其中，所述水下推进器组件能够实现机器人六个自由度的运动，并在横向纵向及斜向可产生推力补偿，在水下遇到浪流时可保持平稳作业；所述摇臂组件上设置有摇臂履带，且所述主驱动履带转动时带动摇臂组件上的摇臂履带转动，所述摇臂组件可做360度旋转，以便实现该机器人进行多姿态运动，提高攀爬、越障能力。2.根据权利要求1所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述六履带水下机器人主体(1)包括密封舱(1-1)、侧板(1-3)、垫板(1-2)、浮箱(1-5)、主浮体(1-8)，其中，所述密封舱(1-1)纵向布置，所述垫板(1-2)对称布置于所述密封舱(1-1)的中平面处，垫板(1-2)与密封舱(1-1)用连接桥(1-7)连接固定，侧板(1-3)对称的连接在所述垫板(1-2)上，左右两侧的侧板(1-3)用两道连接桥(1-7)相互连接，两个浮箱(1-5)左右对称的分别固定于两连接桥(1-7)之间，主浮体(1-8)沿着纵向布置，且主浮体(1-8)纵向贯穿两道连接桥(1-7)，且固定在连接桥(1-7)中间位置。3.根据权利要求2所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述定位及导航系统(2)包括水深传感器(2-1)及六轴陀螺仪(2-3)，其中，水深传感器(2-1)设置于右侧的浮箱(1-5)的上部，六轴陀螺仪(2-3)设置于密封舱(1-1)内的中部，且所述水深传感器(2-1)及六轴陀螺仪(2-3)均与控制器(2-2)相连接；所述智能监测系统(3)包括水温度传感器(3-1)、PH水质传感器(3-3)、水浊度传感器(3-4)及摄像头，其中，水温度传感器(3-1)、PH水质传感器(3-3)、水浊度传感器(3-4)均安装在所述密封舱(1-1)的壳上，摄像头设置于密封舱(1-1)内的椭球形罩内，所述水温度传感器(3-1)、PH水质传感器(3-3)、水浊度传感器(3-4)及摄像头均有控制器(2-2)连接。4.根据权利要求2所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述左机械手臂组件(4-51)包括大臂(4-32)、舵机一(4-37)、舵机二(4-46)、大臂基座(4-34)、传动杆(4-35)、定位豆一(4-38)、左舵机摇臂(4-36)、卧式法兰轴承一(4-39)和机械抓取钳组件，其中，大臂基座(4-34)通过卧式法兰轴承一(4-39)连接设置在左侧的垫板(1-2)上，舵机一(4-37)固定于左侧的垫板(1-2)上，舵机一(4-37)的输出端与左舵机摇臂(4-36)一端相连接，左舵机摇臂(4-36)另一端与传动杆(4-35)的一端相连接，传动杆(4-35)另一端通过定位豆一(4-38)与大臂基座(4-34)相连接，大臂(4-32)的一端铰接设置在大臂基座(4-34)上，所述大臂(4-34)相对于所述大臂基座(4-34)的转动由舵机二(4-46)驱动，舵机二(4-46)固定于大臂基座(4-34)上，大臂(4-32)的另一端设置有所述机械抓取钳组件，通过舵机一(4-37)和舵机二(4-46)的转动时，驱动大臂(4-32)以及机械抓取钳组件在空间上转动；所述机械抓取钳组件包括舵机三(4-31)、内螺纹铜柱(4-44)、活塞筒(4-29)、活塞(4-42)、丝杆(4-43)、联轴器(4-45)、减速电机(4-30)和机械钳(4-40)，其中，舵机三(4-31)固定于大臂(4-32)的另一端，舵机三(4-31)的输出端通过减速电机(4-30)和联轴器(4-45)连接至丝杆(4-43)，丝杆(4-48)螺纹旋入内螺纹铜柱(4-44)内，内螺纹铜柱(4-44)与活塞(4-42)固定连接并置于活塞筒(4-29)中，活塞(4-42)与双面齿(4-41)固定连接，机械钳(4-40)与所述双面齿(4-41)配合设置，活塞筒(4-29)密封连接于减速电机(4-30)的减速电机壳体(4-30)上，减速电机(4-30)带动丝杆(4-43)转动，进而使得内螺纹铜柱(4-44)被旋出/旋入推动活塞(4-42)，活塞(4-42)推动机械钳(4-40)的左右钳连接处，使得机械钳(4-40)张开/闭合。5.根据权利要求4所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述右机械手臂组件(4-50)设置于右侧垫板(1-2)上，其包括液压缸一(4-19)、液压缸二(4-7)、小臂(4-21)、大臂(4-10)、舵机四(4-16)、定位豆二(4-17)、传动轴(4-14)，传动柱(4-23)和刀具执行机构，其中，机械臂基座(4-13)底部通过卧式法兰轴承二(4-18)设置于所述右侧的垫板(1-2)上，与右舵机摇臂(4-15)相连接的舵机四(4-16)固定于右侧的垫板(1-2)上，右舵机摇臂(4-15)与传动轴(4-14)一端相连接，传动轴(4-14)另一端与定位豆二(4-17)相连接，定位豆二(4-17)与机械臂基座相(4-13)连接，大臂(4-10)一端与机械臂基座(4-13)铰接设置，小臂(4-21)与大臂(4-10)另一端铰接设置，机械臂基座(4-13)与大臂(4-10)之间还铰接设置有液压缸一(4-19)，大臂(4-10)与小臂(4-21)之间还铰接的连接设置有液压缸二(4-7)，小臂(4-21)的端部与刀具执行机构连接，舵机四(4-16)转动，右舵机摇臂(4-15)推动传动轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯维顺，张迪，罗志宏，杨松林，郭涵慧，江亦涵，秦宇璇，陈欣彤，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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