[發明專利]一種水下機器人的多自由度機械手

在審

• 申請號: 201811009819.9
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109159104A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 王芳;徐建華;呂明;王瑞金;劉雷
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J3/00
• 分類號: B25J3/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了一種水下機器人的多自由度機械手。本發明包括用于在水下工作的從動機械手和用于在水上操作的主動機械手，主動機械手和從動機械手均包括依次連接的基座、肩部、大臂、小臂、腕部和夾持臂，且依次通過第一、第二、第三、第四、第五關節連接；從動機械手的肩部可以相對基座做水平擺動，大臂和小臂可以做俯仰擺動，小臂可伸縮，腕部可轉動；主動機械手的各個關節上設有電位器；主、從動機械手均設有控制器，且兩個控制器之間可通訊，以實現主動機械手上的電位變化來控制從動機械手上的各關節的運動。本發明的機械手具有多個自由度，靈活度高，可有效減小收縮狀態下的體積，通過主從控制，操作方便。

技術領域

本發明涉及一種水下工作設備，尤其涉及一種水下機器人的多自由度機械手。

背景技術

目前，隨著社會的不斷發展以及科技水平的不斷進步，人類對于資源、能源的需求也在日益增加，隨著陸地上的不可再生資源不斷減少，越來越多的國家開始把關注的焦點轉向蘊含豐富的能源、資源的海洋空間，人類已經進入海洋開發的階段。作為代替人們進入惡劣的海洋環境，水下機器人于水下測量、海底采礦和水下設備的維護方面發揮了無可替代的作用。在執行水下作業任務時，水下機械手是水下機器人必不可少的裝備。水下作業機械手的功能是以水下機器人為載體，配合視覺等定位技術，完成水下自主作業任務。

但是，現有的水下機械手存在以下缺陷：

(1)作業空間小、回收體積大；

(2)通過陸上(或船上)的操作面板來控制水下機械手進行水下作業。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種作業空間較大，但回收體積也較小的水下機器人的多自由度機械手。

本發明的目的采用如下技術方案實現：

本發明一種水下機器人的多自由度機械手，包括從動機械手和主動機械手；所述從動機械手和主動機械手均包括依次連接的基座、肩部、大臂、小臂、腕部和夾持臂，還均包括第一關節、第二關節、第三關節、第四關節和第五關節；

所述基座與所述肩部之間設有所述第一關節，所述大臂與所述肩部之間設有所述第二關節，所述小臂與所述大臂之間設有所述第三關節，所述腕部與所述小臂之間設有所述第四關節，所述腕部與所述夾持臂之間設有所述第五關節；

所述從動機械手的第一關節內設有第一液壓模塊，帶動所述肩部做水平擺動；所述從動機械手的第二關節內設有第二液壓模塊，帶動所述大臂做俯仰擺動；所述從動機械手的第三關節內設有第三液壓模塊，帶動所述小臂做俯仰擺動；所述從動機械手的第四關節內設有第四液壓模塊，帶動所述小臂伸長或縮短；所述從動機械手的第五關節內設有設有第五液壓模塊，驅動腕部與所述夾持臂發生相對轉動；

所述主動機械手的第一關節、第二關節、第三關節、第四關節、第五關節內依次設有肩移電位器、大臂擺動電位器、小臂擺動電位器、小臂伸縮電位器和腕轉電位器；所述主動機械手的夾持臂上還設有夾持開關；

所述主動機械手設有第一控制器，所述從動機械手設有與所述第一控制器連接通訊的第二控制器，所述第一控制器與所述主動機械手內的各個電位器分別連接，所述第二控制器與所述從動機械手內的各個液壓模塊分別連接，所述第二控制器還與所述從動機械手內的液壓馬達連接。

進一步地，所述從動機械手的肩部、大臂、小臂和腕部均設有位置檢測傳感器，每個所述位置檢測傳感器均與所述第二控制器連接，所述第二控制器用于接收由所述位置檢測傳感器發送的位置數據，并將所述位置數據發送給所述第一控制器。

進一步地，所述從動機械手的基座上設有與所述第二控制器連接的位置檢測傳感器。

進一步地，所述第一液壓模塊、第二液壓模塊、第三液壓模塊、第四液壓模塊內均包括依次連接的直線液壓缸和液壓鎖，所述第五液壓模塊內包括依次連接的液壓馬達和液壓鎖，任一液壓鎖均與所述油缸連通。