[發明專利]用于水下焊接的機器人、機器人系統及作業方法

在審

• 申請號: 201711002823.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107718046A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 董鵬飛;陳國棟;巴金玉;杜佳;胡海翔;周軍;張美玲;陳少南;鄧志燕;吳玉
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J19/00;B23K37/00;G21C21/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 張艷美,郝傳鑫

1.一種用于水下焊接的機器人，可在外部控制監控模組的控制下對焊縫進行識別及焊接，其特征在于，所述用于水下焊接的機器人包括移動載體，安裝在所述移動載體上的全景攝像模塊和多自由度機械臂，安裝在所述多自由度機械臂的自由端的焊槍及視覺檢測模塊，以及通信模塊，所述移動載體、全景攝像模塊、多自由度機械臂及視覺檢測模塊分別通過所述通信模塊與所述控制監控模組通信連接，所述全景攝像模塊用來檢索目標對象的焊縫的位置并傳送至所述控制監控模組及為所述移動載體提供導航，所述移動載體用來根據所述控制監控模組的控制前往所述焊縫的所在位置，所述視覺檢測模塊包括第一攝像機、第二攝像機及位于所述第一、第二攝像機之間的激光器，所述第一、第二攝像機用于對所述焊縫進行定位、實時采集所述激光器射在所述焊縫的激光圖像以及實時監控所述焊槍的焊接過程并將相關的圖像信息傳送至所述控制監控模組，所述激光器用于發出激光對所述焊縫進行完整掃描，所述焊槍用于根據所述控制監控模組發出的指令對所述焊縫的對應點位進行焊接，所述多自由度機械臂用于根據所述控制監控模組的控制進行動作以調整所述第一、第二攝像機、激光器及焊槍的位置。

2.根據權利要求1所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述激光器為線性激光器，所述線性激光器發射的一字線激光投射在所述焊縫上并對所述焊縫進行完整掃描。

3.根據權利要求1所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述視覺檢測模塊還包括為所述第一、第二攝像機提供照明的光源。

4.根據權利要求3所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一、第二攝像機設置在所述第一、第二光源之間。

5.根據權利要求1所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述焊槍安裝在所述多自由度機械臂的末端關節，所述視覺檢測模塊安裝在所述多自由度機械臂的與所述末端關節同軸轉動連接的鄰末端關節。

6.根據權利要求1或5所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述第一攝像機、第二攝像機以及激光器通過安裝架安裝于所述多自由度機械臂，所述安裝架包括安裝至所述多自由度機械臂上的安裝部、與所述安裝部相連的安裝架本體、安裝在所述安裝架本體上的用于安裝所述第一、第二攝像機的兩攝像機支架及用于安裝所述激光器的激光器支架，兩所述攝像機支架可相對滑動地安裝在所述安裝架本體上，所述激光器支架角度可調地安裝在所述安裝架本體上。

7.根據權利要求6所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述安裝架本體具有橫向延伸的兩導槽，兩所述導槽分別向外貫穿所述安裝架本體，兩所述攝像機支架的根部分別設置在兩所述導槽，所述安裝架還包括分別自兩所述導槽的外端伸入兩所述導槽且與兩所述攝像機支架螺紋連接的兩導桿。

8.根據權利要求6所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述安裝部上形成有一安裝孔，所述安裝孔緊套在所述多自由度機械臂上。

9.根據權利要求1所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述全景攝像模塊包括一二自由度云臺、高清攝像機以及照明光源，所述高清攝像機與所述照明光源分別安裝在所述二自由度云臺上端的兩側。

10.根據權利要求9所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述高清攝像機為高倍變焦耐輻照攝像機。

11.根據權利要求9所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述二自由度云臺包括底座，可繞所述底座軸線旋轉的豎直關節，位于所述豎直關節頂部的水平關節，分別安裝在所述水平關節相對兩端的兩轉軸，以及分別安裝在兩所述轉軸上的攝像機撐架、光源撐架，所述高清攝像機及所述照明光源分別安裝在所述攝像機撐架、光源撐架上。

12.根據權利要求11所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述豎直關節上形成有線纜束孔以提供線束接口功能。

13.根據權利要求1所述的用于水下焊接的機器人，其特征在于，所述移動載體具有分居兩側且可分別被獨立驅動的第一及第二履帶驅動結構。