[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202011481209.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112591042B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張銘鈞;王琦;呂圖;姚峰;王新宇;接宇欣
• 申請（專利權(quán)）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

本發(fā)明提供一種用于水下機器人的帶纜硬桿捕捉與連接裝置，屬于水下作業(yè)機器人裝置領(lǐng)域，實現(xiàn)連續(xù)兩次對水下的上部帶有線纜的目標硬桿的捕捉，并實現(xiàn)目標硬桿連接的裝置。該裝置包括聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)、鎖緊對接機構(gòu)、差速機構(gòu)以及支架、限位筒、步進電機等輔助機構(gòu)，其中聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括導向臂、壓緊臂及凸輪推桿等部分。該裝置可通過聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)對目標硬桿的大范圍導向及捕捉，通過鎖緊對接機構(gòu)實現(xiàn)目標硬桿的連接，并通過差速機構(gòu)實現(xiàn)單一驅(qū)動源下聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)的順序運動。該裝置可對機器人前方112°開角范圍內(nèi)的水下目標硬桿進行有效捕捉，并完成對目標硬桿的鎖緊、連接動作。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、捕捉范圍大、適應環(huán)境廣、可靠性高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于水下機器人的帶纜硬桿捕捉與連接裝置，屬于水下作業(yè)機器人裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種可應用于水下機器人，通過導向臂實現(xiàn)連續(xù)兩次較大范圍帶纜硬桿捕捉，并實現(xiàn)目標帶纜硬桿連接的裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有專利中，如申請?zhí)枮?01410451297.3，名稱為“一種新的海參水產(chǎn)捕撈裝置”的專利文件，與申請?zhí)枮?01720159305.6，名稱為“一種水下捕撈機器人”的專利文件，均采用吸嘴式結(jié)構(gòu)進行水下物體捕捉，但是由于以上兩種裝置均設(shè)計作為水產(chǎn)捕撈裝置，只能實現(xiàn)對附著于海底或漂浮于海水中的小型無源物體捕捉，對于上部帶有線纜的硬桿捕捉后，會造成線纜擁堵在吸嘴處，導致吸嘴口徑變小，影響下一次的捕捉作業(yè)。

如申請?zhí)枮?01911420806.5，名稱為“一種智能水下捕撈機械手及其工作方法”的專利文件，采用機械手式結(jié)構(gòu)進行水下物體捕撈，但考慮到該種捕撈方式需要更高的控制精度，需要配置大量高精度傳感器、控制器，導致裝置成本較高，操作效率較低，不適用大范圍、高效率的捕捉目標物的要求。

以上專利不適用于捕捉水下帶纜硬桿目標，且均不含對兩次捕撈物體進行連接的功能要求，因此在應用對象與功能要求上與本發(fā)明不同。本專利發(fā)明一種通過設(shè)計差速機構(gòu)實現(xiàn)聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)與鎖緊對接機構(gòu)順序運動，進而實現(xiàn)大范圍導向、捕捉帶有線纜的目標硬桿，并且實現(xiàn)將兩根目標硬桿連接的裝置。該裝置可實現(xiàn)大范圍、高效率的水下物體捕捉任務。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利的目的是為水下作業(yè)機器人提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對水下帶纜硬桿高效可靠捕捉，且能實現(xiàn)兩次被捕捉硬桿連接的裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：限位筒、設(shè)置在限位筒內(nèi)的鎖緊對接機構(gòu)、左右對稱設(shè)置在限位筒兩側(cè)的兩組支架、設(shè)置在每組支架上的聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)，左側(cè)聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)和右側(cè)聯(lián)動回轉(zhuǎn)機構(gòu)均包括電機、通過聯(lián)軸器與電機輸出端連接的壓緊臂軸，在左側(cè)架體中設(shè)置有左壓緊臂軸、凸輪推桿軸、左導向臂軸，左導向臂軸上設(shè)置有左導向臂、左導向臂軸齒輪，凸輪推桿軸上設(shè)置有凸輪推桿和凸輪推桿軸齒輪，左壓緊臂軸上設(shè)置有左壓緊臂、差速機構(gòu)、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(cè)架體中設(shè)置有右壓緊臂軸和右導向臂軸，右導向臂軸上設(shè)置有右導向臂、右導向臂軸齒輪，右壓緊臂軸上設(shè)置有右壓緊臂、差速機構(gòu)、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(gòu)包括工程塑料殼體、回轉(zhuǎn)限位部分、棘輪機構(gòu)、脫出塊及螺桿螺母，螺桿將整體機構(gòu)串聯(lián)，從下向上分別為下殼體、回轉(zhuǎn)限位部分、棘輪機構(gòu)、上殼體及脫出塊，回轉(zhuǎn)限位部分、脫出塊可隨軸同步回轉(zhuǎn)；棘輪機構(gòu)由上殼體加工出的凹槽進行定位，不隨軸回轉(zhuǎn)，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(nèi)，棘輪機構(gòu)使回轉(zhuǎn)限位部分在有驅(qū)動力的情況下進行單向回轉(zhuǎn)，兩個導向臂中間設(shè)置有驅(qū)動展開的電動推桿。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.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(cè)完全回收于機器人輪廓內(nèi)側(cè)，電動推桿處于收縮狀態(tài)，壓緊臂處于壓緊狀態(tài)，凸輪推桿處于伸出狀態(tài)；

(2)機器人捕捉第一根帶纜硬桿