[發明專利]一種集成聲吶通信的水下機械臂

有效

• 申請號: 202110481484.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113211413B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 陳曉;房光參;許徐浩;李正剛;劉翠蘋;秦煒
• 申請（專利權）人: 杭州新松機器人自動化有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J19/02;B63C11/52
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明提供一種集成聲吶通信的水下機械臂，包括供電系統、水聲通信系統、機械臂、穩定器以及控制器，所述機械臂包括殼體、諧波減速機、定子、轉子以及剎車片，所述水聲通信系統用于機械臂與岸上工作臺的信息傳遞，所述穩定器檢測水底信息并穩定機械臂位置，所述供電系統為其他部分供電。本發明的實質性效果是：通過水下機械臂安裝電池供電系統，大大增加了機械臂水下作業的續航能力；通過水下聲吶裝置，可以測量水下機械臂距離河床的距離，從而輔助機器人定位系統精確定位。解決了現有水下機器人續航時間短、運動穩定性差的技術問題。

技術領域

本發明涉及機器人一體化關節領域，尤其涉及一種集成聲吶通信的水下機械臂。

背景技術

隨著陸地資源越來越匱乏，許多資源面臨開發殆盡，近年來對海洋資源的開發成為趨勢，但是在環境惡劣，水下作業空間狹窄的地方，人類顯然無法勝任。

海洋資源的開發離不開水下機械臂，復雜環境下高適應性、高穩定性、高精度、抗沖擊性、高續航成為水下機械臂性能的發展趨勢。

有纜水下機械臂的控制比較簡單，可由操作人員通過操作臺實現人機交互控制。但水下機器人在水中的運動有六個自由度，它本身是一個強耦合的非線性系統，加上局部水流方向、流速都是無規則變化的，動力定位控制系統的剛度很難滿足定點作業的要求，現有水下機器人一旦遇到突發的水流沖擊，很容易對作業產生影響，存在著運動穩定性差的技術問題。

公開號為CN110758680B的專利文獻公開了一種水下機器人、用于水域搜救的平臺及其操作方法。一種水下機器人，包括：主體部分；布置在所述主體部分的側面的多個推進器；經由上蓋端部耦合的連接裝置；以及傳感器系統。一種包括上述水下機器人的用于水域搜救的平臺，包括：在水面或水下航行的無人艇；以及裝載在所述無人艇上方的控制倉。一種用于操作上述平臺的方法，包括：接收釋放命令；響應于接收到所述釋放命令，釋放所述水下機器人到預定深度；響應于所述水下機器人到達預定深度，接收作業命令以使所述水下機器人開展作業。該申請解決運動穩定性差的技術問題所用的技術手段為改變機器人外形，難以適用于各個方向的不同水流沖擊。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：現有水下機器人續航時間短、運動穩定性差的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種集成聲吶通信的水下機械臂，包括供電系統、水聲通信系統、機械臂、穩定器以及控制器，所述機械臂包括殼體、諧波減速機、定子、轉子以及剎車片，所述水聲通信系統用于機械臂與岸上工作臺的信息傳遞，所述穩定器檢測水底信息并穩定機械臂位置，所述供電系統為其他部分供電。供電系統為安裝在殼體內的電池，機械臂殼體有防水涂層且密封良好，該方案使得機械臂可以進行無線纜作業，集成的聲吶系統可以在水中環境作業時檢測周圍環境，穩定器使得水下機械臂能夠在惡劣環境下保持穩定作業。諧波減速機用于完成轉子與其他機構的傳動，剎車片用于停止機械臂的運動，避免撞擊或位置偏差。

作為優選，水聲通信系統包括水聲通信機、水下聲吶、水下聲學釋放器，所述水聲通信機包括水上水聲通信機以及水下水聲通信機。

作為優選，包括輸出軸、輸入軸以及電動爪手，所述電動爪手與機械臂的輸出軸連接，所述剎車片與機械臂的輸入軸連接。

作為優選，所述聲學釋放器、水下聲吶以及水下通信機均通過橡膠圈封裝在殼體內，所述水下聲吶檢測機械臂與岸邊的距離信息。

作為優選，還包括隔磁板，避免定子和轉子產生的磁場對其他元件的干擾。