一种水下作业机器人制造技术

本申请实施例提供一种水下作业机器人，属于机器人设备技术领域，包括机器人本体；驱动装置，设置在机器人本体的两侧，驱动装置用于驱动机器人本体发生位移；作业执行组件，设置在机器人本体的一侧；作业执行组件包括两个固定触腕、两个操作触腕和一个观测触腕；固定触腕包括支撑弹簧以及设置在支撑弹簧上的多个固定环；其中，多个固定环沿着支撑弹簧的长度方向均匀间隔设置；固定触腕还包括多个连接绳，连接绳同时与多个固定环连接；固定触腕还包括第一伺服电机，第一伺服电机用于带动多个连接绳中的至少一个连接绳移动。通过本申请实施例提供的一种水下作业机器人，可以提高机器人在水下作业时的稳定性，减少机器人的动力消耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种水下作业机器人


[0001]本申请实施例涉及机器人设备
，具体而言，涉及一种水下作业机器人。

技术介绍

[0002]随着水下作业的日益发展，水下机器人逐渐成为海洋开发、科学研究和环境监测的重要工具。小型水下作业机器人已经广泛应用于多种任务，如船体检查、管道维修、水下测量和深海勘探等领域。然而，随着任务需求的不断增加和技术水平的提高，传统的水下作业机器人已经无法满足一些特殊任务的需求，因此需要研发具备高性能运动与具备多功能作业能力的水下作业机器人。
[0003]现有的小型水下作业机器人主要有单手臂、双手臂、三手臂、四手臂等类型。单臂机器人具有较小的尺寸和质量，能够适应狭窄和难以到达的空间。但是，单臂机器人缺乏多任务执行能力和操作灵活性，机器人在进行复杂任务时需要频繁地换取工具，从而影响了其效率，通常仅能执行简单的水下作业任务。双臂机器人可以完成许多不同类型的任务，例如双手臂协同搬运及样品采集，或者通过一只手臂控制机器人位姿，另一只手臂进行安装和维修等水下作业。三臂机器人能够完成更多的水下作业任务，例如钻孔、切割、焊接等，也可以用于搬运重物。四臂及以上机器人可以完成更加复杂的水下作业任务，如深海勘探、水下建造等。
[0004]更多的机械手臂可以使得机器人在操作上的灵活性和效率将得到显著提高，同时也可以完成一些更为复杂和精细的任务。但是随着机器人手臂数量的增加，机器人的成本和控制难度随之增加，并且动力消耗较大，以及受到水流和波浪等环境影响导致位姿不稳定。

技术实现思路

[0005]本申请实施例在于提供一种水下作业机器人，旨在提高机器人在水下作业时的稳定性，减少机器人的动力消耗。
[0006]本申请实施例提供一种水下作业机器人，包括：机器人本体；驱动装置，设置在所述机器人本体的两侧，所述驱动装置用于驱动所述机器人本体发生位移；作业执行组件，设置在所述机器人本体的一侧，且所述作业执行组件与所述驱动装置位于所述机器人本体的不同侧；所述作业执行组件包括两个固定触腕、两个操作触腕和一个观测触腕；所述固定触腕包括支撑弹簧以及设置在所述支撑弹簧上的多个固定环；其中，多个所述固定环沿着所述支撑弹簧的长度方向均匀间隔设置；所述固定触腕还包括多个连接绳，所述连接绳沿着所述支撑弹簧的长度方向设置同时与多个所述固定环连接，多个连接绳沿着固定环的圆周方向均匀间隔设置；
所述固定触腕还包括第一伺服电机，所述第一伺服电机与多个所述连接绳连接，所述第一伺服电机用于带动多个所述连接绳中的至少一个连接绳移动，以使所述固定环带动所述支撑弹簧调整至目标形状。
[0007]可选地，所述支撑弹簧内沿着所述支撑弹簧的长度方向嵌设有支撑体，所述支撑体的材料包括聚乳酸；所述支撑体内设置有电热丝，所述电热丝与所述机器人本体内的电源连接。
[0008]可选地，所述操作触腕包括第一固定转盘、第一安装座、第一操作臂和第二操作臂；其中，所述第一安装座固定连接在所述第一固定转盘上，所述第一操作臂的一端与所述第一安装座转动连接，另一端与所述第二操作臂杆转动连接。
[0009]可选地，两个所述操作触腕包括第一操作触腕和第二操作触腕，所述第一操作触腕上设置有夹取装置，所述第二操作触腕上设置有软体抓手。
[0010]可选地，所述夹取装置包括固定座、第一夹臂和第二夹臂；其中，所述固定座与所述第一操作触腕连接，所述第一夹臂和所述第二夹臂与所述固定座转动连接；所述夹取装置还包括驱动件，所述驱动件与所述第一夹臂和所述第二夹臂连接，所述驱动件用于驱动所述第一夹臂和所述第二夹臂产生相对转动。
[0011]可选地，所述软体抓手包括驱动单元以及与所述驱动单元连接的抓取单元；所述抓取单元包括中间连接部和双数个抓取主体，双数个所述抓取主体沿所述中间连接部的周向均匀间隔设置；所述软体抓手还包括接触背膜，所述接触背膜设置在双数个所述抓取主体背离所述中间连接部的一侧，所述接触背膜与每个所述抓取主体连接；所述驱动单元用于驱动双数个所述抓取主体中的目标抓取主体朝向背离所述中间连接部的方向发生弯曲，使得所述接触背膜跟随所述目标抓取主体发生形变，以包裹并抓取目标物体。
[0012]可选地，所述观测触腕包括第二固定转盘、第二安装座、第三操作臂和第四操作臂；其中，所述第二安装座固定连接在所述第二固定转盘上，所述第三操作臂的一端与所述第二安装座转动连接，另一端与所述第四操作臂杆转动连接；所述第四操作臂远离所述第三操作臂的端部上设置有视觉传感器。
[0013]可选地，所述驱动装置包括设置在所述机器人本体内的多个舵机，且所述机器人本体两侧的舵机数量相同；所述舵机的输出端上设置有摆动杆，所述摆动杆延伸至所述机器人本体外，所述舵机用于驱动所述摆动杆沿第一方向进行摆动；所述机器人本体的两侧设置有波动鳍，所述波动鳍与对应侧的多个所述摆动杆连接。
[0014]可选地，所述机器人本体上设置有机械感受器和声呐。
[0015]可选地，所述机器人本体上设置有水声通信模块。
[0016]有益效果：
本申请提供一种水下作业机器人，该水下作业机器人包括机器人本体、驱动装置和作业执行组件，执行作业组件包括两个固定触腕、两个操作触腕和一个观测触腕，其中，固定触腕包括支撑弹簧以及设置在支撑弹簧上的多个固定环和多个连接绳，连接绳沿着支撑弹簧的长度方向设置并且与多个固定环连接，固定触腕还包括第一伺服电机，第一伺服电机与多个连接绳连接，第一伺服电机可以带动多个连接绳中的至少一个连接绳移动，以使固定环带动支撑弹簧调整至目标形状；这样，在使用该水下机器人时，可以利用将固定触腕调整至需求的形状，使得固定触腕可以缠绕或者环抱在水下的管道或礁石等物体上，从而固定并调整机器人本体的位姿，为机器人本体的精准操作提供稳定作业环境，大大提高了机器人在水下作业时的稳定性，并减少机器人的动力消耗。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人的结构示意图；图2是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人的俯视结构示意图；图3是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人中固定触腕的结构示意图；图4是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人中第一操作触腕的结构示意图；图5是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人中第二操作触腕的结构示意图；图6是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人中软体抓手的结构示意图；图7是本申请一实施例提出的一种水下作业机器人中观测触腕的结构示意图。
[0019]附图标记说明：10、机器人本体；20、驱动装置；202、摆动杆；203、波动鳍；30、作业执行组件；301、固定触腕；3011、支撑弹簧；3012、固定环；3013、连接绳；3014、延伸触腕；302、操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下作业机器人，其特征在于，包括：机器人本体；驱动装置，设置在所述机器人本体的两侧，所述驱动装置用于驱动所述机器人本体发生位移；作业执行组件，设置在所述机器人本体的一侧，且所述作业执行组件与所述驱动装置位于所述机器人本体的不同侧；所述作业执行组件包括两个固定触腕、两个操作触腕和一个观测触腕；所述固定触腕包括支撑弹簧以及设置在所述支撑弹簧上的多个固定环；其中，多个所述固定环沿着所述支撑弹簧的长度方向均匀间隔设置；所述固定触腕还包括多个连接绳，所述连接绳沿着所述支撑弹簧的长度方向设置同时与多个所述固定环连接，多个连接绳沿着固定环的圆周方向均匀间隔设置；所述固定触腕还包括第一伺服电机，所述第一伺服电机与多个所述连接绳连接，所述第一伺服电机用于带动多个所述连接绳中的至少一个连接绳移动，以使所述固定环带动所述支撑弹簧调整至目标形状。2.根据权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：所述支撑弹簧内沿着所述支撑弹簧的长度方向嵌设有支撑体，所述支撑体的材料包括聚乳酸；所述支撑体内设置有电热丝，所述电热丝与所述机器人本体内的电源连接。3.根据权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：所述操作触腕包括第一固定转盘、第一安装座、第一操作臂和第二操作臂；其中，所述第一安装座固定连接在所述第一固定转盘上，所述第一操作臂的一端与所述第一安装座转动连接，另一端与所述第二操作臂杆转动连接。4.根据权利要求1所述的水下作业机器人，其特征在于：两个所述操作触腕包括第一操作触腕和第二操作触腕，所述第一操作触腕上设置有夹取装置，所述第二操作触腕上设置有软体抓手。5.根据权利要求4所述的水下作业机器人，其特征在于：所述夹取装置包括固定座、第一夹臂和第二夹臂；其中，所述固定座与所述第一操作触腕连接，所述第一夹臂和所述第二夹臂与所述固定座转动连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，谢广明，武明信，吴家汐，杨启业，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：