一种船舶防污底附着生物自适应采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船舶防污底附着生物自适应采集系统，该系统包括采集船、升降平台、机械臂、夹具组件和采集组件。采集船用于承载所有设备并于水面上靠近被采集船舶；升降平台用于升起与降低所有样本采集的相关设备，使上述设备靠近船舶防污底的待采集位置；机械臂用于提供采集组件进给与退回运动；夹具组件用于连接机械臂与采集组件；采集组件用于自适应采集附着在船舶防污底处的附着生物。本系统可以在水面上完成船舶防污底的附着生物样本采集，可适应不同大小的船舶，可针对不同大小的采集面积进行自适应采集。整套系统安全、稳定、高效，以采集船为载体、通过激光测距辅助机器人完成传统人工登高完成的样本采集工作。人完成传统人工登高完成的样本采集工作。人完成传统人工登高完成的样本采集工作。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶防污底附着生物自适应采集系统


[0001]本技术涉及机械自动化领域，尤其涉及一种船舶防污底附着生物自适应采集系统。

技术介绍

[0002]在船舶安全管理领域，船舶防污底所带来的外来物种需要人工爬高进行采集，从而用于科研研究。然而，传统的人工采集劳动强度大、工作环境恶劣、操作过程危险、效率低下。现有的智能化样本采集系统主要面向陆上环境，鲜有用于水面的船舶附着生物样本采集领域。此外，现有附着生物采集系统对不同类型生物本体的损坏程度较高。

技术实现思路

[0003]根据现有技术存在的问题，本技术公开了一种船舶防污底附着生物自适应采集系统，包括：控制该系统在水面上移动、用于靠近被采集船舶的防污底部的采集船；
[0004]所述采集船上连接有升降平台，所述升降平台上连接有机械臂，所述机械臂与夹具组件相连接，所述夹具组件与用于对船舶防污底附着生物进行样本采集的采集组件相连接；
[0005]所述升降平台包括载台、拖链板和拖链，所述载台用于承载机械臂、夹具组件和采集组件并提供空间中的升降动力，所述连接载台与拖链通过拖链板相连接，所述拖链用于承载动力线及信号线、并随升降平台移动；
[0006]所述机械臂用于承载夹具组件和采集组件并为夹具组件和采集组件提供沿工具坐标系移动的动力；
[0007]所述夹具组件包括连接板、支撑臂、上半抱紧装置、下半抱紧装置和测距传感器，所述连接板与支撑臂相连接，所述下半抱紧装置与支撑臂固定连接，所述上半抱紧装置与下半抱紧装置螺栓连接实现抱紧过程，所述连接板安装在机械臂末端的法兰盘上，所述测距传感器安装在连接板上、用于检测其与防污底之间的距离信息；
[0008]所述采集组件包括电动圆锯和圆形齿片，所述电动圆锯通过上半抱紧装置和下半抱紧装置固定在夹具组件上，所述圆形齿片安装在电动圆锯上。
[0009]该系统还包括采集槽，所述采集槽焊接在电动圆锯的下端，其中采集槽的最前端在工具坐标系z轴的方向上靠后于电动圆锯最前端，当电动圆锯接触到防污底时，所述采集槽不会与防污底发生干涉现象。
[0010]该系统还包括兜皮，所述兜皮固定在采集槽的前部上沿上、用于补偿采集槽与船舶防污底之间的空隙。
[0011]由于采用了上述技术方案，本技术提供的一种船舶防污底附着生物自适应采集系统，其中该系统可以在水面上完成船舶防污底的附着生物样本采集，可适应不同大小的船舶、可针对不同大小的采集面积进行自适应采集，整套系统安全、卫生、高效，以采集船为载体、通过激光测距辅助机器人完成人工登高完成的工作。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本技术的整体结构示意图；
[0014]图2为本技术的夹具组件示意图；
[0015]图3为本技术的采集组件示意图；
[0016]图4为本技术的升降平台示意图；
[0017]图5为本技术的采集组件运动规划示意图。
[0018]图中：1、采集船，2、升降平台，3、机械臂，4、夹具组件，5、采集组件，6、接板，7、支撑臂，8、上半抱紧装置，9、下半抱紧装置，10、测距传感器，11、电动圆锯，12、圆形齿片，13、采集槽，14、兜皮，15、载台，16、拖链板，17、拖链。
具体实施方式
[0019]为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
[0020]如图1所示的一种船舶防污底附着生物自适应采集系统，包括采集船1、升降平台2、机械臂3、夹具组件4和采集组件5。本技术采用电力驱动，完成船舶防污底附着生物的采集工作。
[0021]其中升降平台2放置在采集船1甲板上，机械臂3的底座通过螺栓固定在载台15上，夹具组件4通过螺栓连接在机械臂3末端，采集组件5通过上半抱紧装置8和下半抱紧装置9固定在夹具组件4上。
[0022]所述的夹具组件4由连接板6、支撑臂7、上抱紧装置8、下抱紧装置9组成。结合图2，将支撑臂7焊接到连接板6上，然后将下半抱紧装置9焊接到支撑臂7上，上半抱紧装置8通过螺栓与下半抱紧装置9连接，最后将连接板6用螺栓连接到机械臂3的末端法兰盘上，测距传感器10用螺栓固定在连接板6上。
[0023]所述采集组件5由一台电动圆锯11和圆形齿片12组成。结合图3，利用螺母将圆形齿片12安装在电动圆锯11的转动轴上；采集槽13焊接在电动圆锯11外壳的下端。采集槽13的最前端在工具坐标系z轴的方向上靠后于电动圆锯11最前端，也就是说当电动圆锯11接触到附着生物时，采集槽13仍与附着生物有一定距离。兜皮14是一种柔性橡胶材料，被螺栓倾斜地固定在采集槽13的前部上沿，用于补偿采集槽13与船舶防污底之间的空隙，防止刮落的附着生物掉落到采集槽13之外。
[0024]所述升降平台2用于承载采集相关设备，并提供设备在空间中的升降。如图4所示，升降平台2利用拖链板16与拖链17连接，并由拖链17中承载的电缆完成控制信号传输与电力传输。
[0025]本技术实施例中的船舶防污底附着生物采集方法，包括以下步骤：
[0026]第一步，测距传感器10与升降平台2、机械臂3以及夹具组件4之间已经离线标定，升降平台2与机械臂3运动时可以依据测距传感器10的测量数据来确定自身所需的运动位
置。
[0027]第二步，当被采集的船舶停靠平稳之后，采集船1沿水面航行至被采集船舶的防污底附近，升降平台2移动到工作位置，并升起机械臂3，通过测距传感器10测量，直到船舶防污底进入机械臂3的工作范围内，停止升降平台2运动。
[0028]第三步，如图5所示，圆形齿片12开始以恒扭矩的控制方式旋转。机械臂3依据测距传感器10所测量的距离数据,按照末端工具坐标系的z轴正向进给t1，使圆形齿片12与船舶防污底的附着生物接触，以“抠”的形式使附着生物掉落到兜皮14上并滑落至生物样本采集槽13中。上位机通过判断圆形齿片12因阻力所产生的电机电流变化来确定附着生物硬度等级，实时调整圆形齿片12转速，降低圆形齿片12对附着生物本体特征的破坏。
[0029]第四步，机械臂3沿工具坐标系z轴正向匀速进给距离a1(距离a1相当于样本采集厚度)，参考测距传感器10反馈数据，到位停止。
[0030]第五步，机械臂3沿工具坐标系y轴负向匀速下移特定距离b1，并参考机械臂3关节数据反馈，到位停止。
[0031]第六步，机械臂3沿工具坐标系z轴负向后撤距离c1，再沿工具坐标系x轴正向匀速平移距离d1，然后沿工具坐标系y轴正向匀速上移距离b1。
[0032]第七步，机械臂以第四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶防污底附着生物自适应采集系统，其特征在于包括：控制该系统在水面上移动、用于靠近被采集船舶的防污底部的采集船(1)；所述采集船(1)上连接有升降平台(2)，所述升降平台(2)上连接有机械臂(3)，所述机械臂(3)与夹具组件(4)相连接，所述夹具组件(4)与用于对船舶防污底附着生物进行样本采集的采集组件(5)相连接；所述升降平台(2)包括载台(15)、拖链板(16)和拖链(17)，所述载台(15)用于承载机械臂(3)、夹具组件(4)和采集组件(5)并提供空间中的升降动力，所述连接载台(15)与拖链(17)通过拖链板(16)相连接，所述拖链(17)用于承载动力线及信号线、并随升降平台(2)移动；所述机械臂(3)用于承载夹具组件(4)和采集组件(5)并为夹具组件(4)和采集组件(5)提供沿工具坐标系移动的动力；所述夹具组件(4)包括连接板(6)、支撑臂(7)、上半抱紧装置(8)、下半抱紧装置(9)和测距传感器(10)，所述连接板(6)与支撑臂(7)相连接，所述下半抱紧装置(9)与支撑臂(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，刘毅，刘瑀，张振铎，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：