[發明專利]水下機器人網兜式機械手

無效

• 申請號: 200910048311.4
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101513735A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 劉和平;龔振邦;李敏
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種水下機器人機械手，具體涉及一種基于水下機器人在復雜水流環境下捕獲物體的網兜式機械手。

背景技術

舉辦重大活動的港灣、河流、濱海以及水庫、水電站、核電站等淺水地區的水下反恐安保占有重要的地位。水下反恐搜尋主要是探測蛙人等較大物體以及自制水雷等危險爆炸物品。由于陸地和岸邊被嚴密監控，所以爆炸物品只能放置在水中利用水流從上游漂浮或者利用漲潮從下游漂浮到監控水域，甚至可以做成零浮力物體，從水面以下漂浮到特定區域。本發明的目的就是利用安置在水下機器人上的特種作業機械手對水中可疑目標進行捕獲，防止造成危害并給偵破留下完整的證據和線索。

水下機器人通常配備的手爪式機械手抓取目標時，需要通過手爪的張合精確地抓住目標的某幾個部位，由于在監控的水域有一定的水流速度，同時交通繁忙，各種速度和噸位的船舶活動頻繁，大風和船舶激起的波浪以及流速都對水下機器人和機械手的位姿形成重大影響，而水下機器人的六個自由度之間耦合嚴重，難以及時調整，從而對其上的手爪式機械手精確抓取可疑目標造成嚴重困難，以至于無法完成任務。同時，目標輪廓尺寸和形狀的不同極易造成抓取位置和力度的不合適可能造成目標脫落、破壞，以及引起爆炸和危險品的擴散。

發明內容

鑒于手爪式機械手在作業中存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種水下機器人網兜式機械手，避開在復雜水流和浪涌下水下機器人和手爪式機械手難以實現的位置和姿態的精確定位和跟蹤抓取，利用適合水下機器人特點的網兜式機械手完成捕獲任務。使用本機械手時，操作水下機器人到達目標附近，在視頻系統可以看見目標的情況下，伸出機械手并打開網兜，以合適的角度迎向目標或操作機器人迎向目標，使目標物體進入網兜，并收攏網口，從而完成捕獲任務，并在安全區域解網釋放，便于處置。本發明也可以應用于同樣環境下的民用海事打撈。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種水下機器人網兜式機械手。包括兩個連接水下機器人的固定架和一個四連桿式手臂機構，其特征在于所述兩個固定架下端分別各固定安裝一個軸承座及其內的軸承，該兩個軸承支撐一根滾筒，該滾筒的一端連接一個放網電機，另一端固定連接一個框架，構成放網機構。所述框架還裝有伸展機構、張網機構和手臂機構，所述手臂機構上吊掛著一個網兜，與張網機構一起構成脫網機構。

一個轉塊通過其兩側固定連接的轉銷與所述框架鉸接；一個固定安裝在所述框架上的伸展電機的輸出軸固定連接一個伸展主動齒輪，所述伸展主動齒輪與一個固定在所述轉塊一端轉銷上的伸展從動齒輪相嚙合；所述手臂機構安裝在所述轉塊上。

上述手臂機構是：一對首端手臂的近端分別與手臂轉軸固定連接，而所述手臂轉軸與所述轉塊轉動連接；首端手臂的另一端(遠端)分別與一對末端手臂的近端通過一對手臂中間銷釘鉸接。鉸接處，首端手臂16遠端在末端手臂19近端的上邊，末端手臂19近端在首端手臂17遠端的上邊。所述一對末端手臂的遠端通過一個手臂末端銷釘相互鉸接。

上述張網機構是：一個固定安裝在所述轉塊下底面的張網電機，其輸出軸上固定一個張網主動齒輪，該張網主動齒輪與一個張網從動齒輪嚙合，該張網主動齒輪和張網從動齒輪分別與手臂轉軸固定連接，而手臂轉軸是分別與一對所述首端手臂的近端固定垂直連接的。張網機構將首端手臂分別向外轉動45度時，網兜張開呈方形。

所述網兜是通過一組網兜掛環掛在四根網綱上，所述兩根網綱的一頭分別固定在所述首端手臂遠端，所述另兩根網綱的一頭分別固定在末端手臂遠端。所述四根網綱)中間穿過一組掛在所述四個手臂中段上的網綱掛環，另一頭掛有解網銷。固定在末端手臂遠端的兩根網綱的解網銷分別穿過所述末端手臂18近端與所述首端手臂17遠端的110度弧形滑槽，坐插在所述首端手臂16遠端和末端手臂19近端的解網孔中；固定在首端手臂遠端的兩根網綱的解網銷分別穿過所述轉塊中間層上的110度弧形滑槽，坐插在所述首端手臂近端的解網孔中。所述手臂機構張網轉動時，所述解網銷隨解網孔相對于細小的弧形滑槽轉動。脫網時，張網機構將首端手臂分別向外轉動至55度時，解網孔與弧形滑槽的大孔重合，由于所述網兜內物體受到流體的沖擊以及網底墜重的作用，所述解網銷從弧形滑槽的大孔中脫落，使得網綱一頭脫落，掛在網綱上的網兜掛環相繼從網綱上脫落，使網兜及其中的物體放下。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：