[發明專利]一種用于水下機器人的帶纜硬桿捕捉與連接裝置

有效

• 申請號: 202011481209.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112591042B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 張銘鈞;王琦;呂圖;姚峰;王新宇;接宇欣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63C7/16
• 分類號: B63C7/16;B63C11/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于水下機器人的帶纜硬桿捕捉與連接裝置，其特征在于：限位筒、設置在限位筒內的鎖緊對接機構、左右對稱設置在限位筒兩側的兩組支架、設置在每組支架上的聯動回轉機構，左側聯動回轉機構和右側聯動回轉機構均包括電機、通過聯軸器與電機輸出端連接的壓緊臂軸，在左側架體中設置有左壓緊臂軸、凸輪推桿軸、左導向臂軸，左導向臂軸上設置有左導向臂、左導向臂軸齒輪，凸輪推桿軸上設置有凸輪推桿和凸輪推桿軸齒輪，左壓緊臂軸上設置有左壓緊臂、差速機構、左壓緊臂軸上部齒輪、左壓緊臂軸下部齒輪，左壓緊臂軸上部齒輪與左導向臂軸齒輪嚙合，左壓緊臂軸下部齒輪與凸輪推桿軸齒輪嚙合，在右側架體中設置有右壓緊臂軸和右導向臂軸，右導向臂軸上設置有右導向臂、右導向臂軸齒輪，右壓緊臂軸上設置有右壓緊臂、差速機構、右壓緊臂軸齒輪，右壓緊臂軸齒輪與右導向臂軸齒輪嚙合，鎖緊對接機構包括工程塑料殼體、回轉限位部分、棘輪機構、脫出塊及螺桿螺母，螺桿將整體機構串聯，從下向上分別為下殼體、回轉限位部分、棘輪機構、上殼體及脫出塊，回轉限位部分、脫出塊可隨軸同步回轉；棘輪機構由上殼體加工出的凹槽進行定位，不隨軸回轉，用于棘爪復位的高強度彈簧置于棘爪與上殼體之間的棘爪槽內，棘輪機構使回轉限位部分在有驅動力的情況下進行單向回轉，兩個導向臂中間設置有驅動展開的電動推桿。

2.根據權利要求1所述的一種用于水下機器人的帶纜硬桿捕捉與連接裝置，其特征在于：工作過程如下：

(1)機器人初入水

當裝置通過支架與水下機器人連接被放入水中后，導向臂外側完全回收于機器人輪廓內側，電動推桿處于收縮狀態，壓緊臂處于壓緊狀態，凸輪推桿處于伸出狀態；

(2)機器人捕捉第一根帶纜硬桿

當機器人靠近第一根目標硬桿，步進電機開始正轉：導向臂完全張開，壓緊臂張開，電動推桿伸出，凸輪推桿處于縮回位置，此刻機器人繼續前進，目標硬桿在導向臂的作用下進入壓緊臂回轉范圍內，此時步進電機開始反轉，導向臂開始收回，壓緊臂開始向內回轉，同時凸輪推桿向外推出，當壓緊臂將目標硬桿壓至鎖緊對接機構回轉限位部分槽內時，凸輪推桿恰好運動至硬桿位置，此時導向臂回收至1/2位置，步進電機繼續反轉；由于壓緊臂無法繼續向內回轉，差速機構內錐齒輪開始工作，將上下半軸的同步回轉運動轉化為錐齒輪間配合的回轉運動，達到步進電機正常工作下，壓緊臂維持現有位置不動的狀態，直到導向臂完全回收，此時目標硬桿也在凸輪推桿的作用下，隨回轉限位部分在鎖緊對接機構內轉動了近90°，通過在目標硬桿下方加工一塊半徑較大于回轉限位部分凹槽半徑的硬物，達到鎖緊目標硬桿的目的；

(3)機器人捕捉第二根帶纜硬桿及完成任務

機器人繼續前行至靠近第二根目標硬桿，重復第2步的過程，當捕捉完成后，鎖緊對接機構內捕捉了兩根硬桿，此時脫出塊隨限位回轉部分轉動180°來到限位筒開槽位置，脫出塊從開槽位置脫出，完成鎖緊對接機構與限位筒分離工作。