[發明專利]一種水下環抱裝置

有效

• 申請號: 202110493341.7
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113211484B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 言淳愷;蔣欣越;湯紫洋;楊慧;華亮;顧菊平;施可昕;郭九榕;周亮亮;王力予;劉旺朋
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B25J15/06
• 分類號: B25J15/06;B63C11/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及水下機器人技術領域，尤其涉及一種水下環抱裝置，包括控制機構、以及與控制機構連接的執行機構，執行機構包括四個三自由度機械臂，執行機構的左右兩側分別對稱設有兩個三自由度機械臂，每個三自由度機械臂的末端均設有吸附機構；控制機構用于下達環抱指令給執行機構；執行機構用于響應控制機構下達的環抱指令；吸附機構用于實現對目標結構件的高效吸附。本發明通過伺服電機控制器實現對機械臂的控制，完成環抱吸附動作；本發明既可獨立作業，也可搭載于水下檢修機器人，通過擬定的控制協議通信，協同機器人完成水下作業；本發明能夠全自動、穩定地進行水下環抱作業。

技術領域

本發明涉及水下機器人技術領域，尤其涉及一種水下環抱裝置。

背景技術

我國不斷推動海上風電、海洋鉆井平臺等海工設備的研制與部署，上述海工設備水下支撐結構件長時間處于水中，易受海洋腐蝕，造成安全隱患。

隨著海洋資源開采不斷向深海發展，海工設備水下結構件所處水深增加，人工檢修的方式不能再滿足工業應用要求，水下檢修機器人應運而生，但由于部分海工設備水下結構件通過樁腿和樁靴立于海床上，機器人作業時易受暗流影響，難以和目標結構件保持相對靜止以進行檢修作業。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種水下環抱裝置，既可獨立作業，也可搭載于水下檢修機器人，通過擬定的控制協議通信，協同機器人完成水下作業。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種水下環抱裝置，包括控制機構、以及與控制機構連接的執行機構，所述執行機構包括四個三自由度機械臂，所述執行機構的左右兩側分別對稱設有兩個三自由度機械臂，每個所述三自由度機械臂的末端均設有吸附機構；所述控制機構用于下達環抱指令給執行機構；所述執行機構用于響應控制機構下達的環抱指令；所述吸附機構用于實現對目標結構件的高效吸附。

優選地，所述控制機構包括控制機構殼體、匹配設于控制機構殼體上的蓋板、以及設于控制機構殼體內部的控制箱，所述控制箱的兩側對稱各設有兩個機械臂連接座，所述蓋板上分別設有四個第一沉孔和四個第一螺孔，四個所述第一沉孔用于連接蓋板和控制機構殼體，四個所述第一螺孔用于將水下環抱裝置與水下機器人連接。

其中，所述控制箱由水密電子艙和十二個機械臂水密接線端子構成，十二個所述機械臂水密接線端子均為八芯航空接插件母頭。

優選地，所述水密電子艙內部設有十二個伺服電機控制器和一個工控機，十二個所述伺服電機控制器用于驅動三自由度機械臂中的伺服電機運動，所述工控機用于控制三自由度機械臂運動并與水下機器人通信，所述工控機通過Modbus 總線協議和伺服電機控制器通信，并通過TCP/IP協議和水下機器人通信。

優選地，每個所述三自由度機械臂包括機械臂底座、第一連桿、第一連接法蘭、第一動力機構、第二連桿、第二動力機構、第二連接法蘭、第三連桿、第三動力機構、第三連接法蘭和末端執行機構連桿。

所述機械臂底座通過四個第二沉孔與控制機構中的機械臂連接座連接，所述第一連桿的一端固定在機械臂底座上，所述第一連桿的另一端設有第一動力機構，所述第一動力機構的動力輸出軸與第一連接法蘭嚙合，所述第一動力機構用于將動力輸出至第二連桿。

所述第二連桿的一端通過第一連接法蘭與第一連桿連接，所述第二連桿的另一端設有第二動力機構，所述第二動力機構的動力輸出軸與第二連接法蘭嚙合，所述第二動力機構用于將動力輸出至第三連桿。

所述第三連桿的一端通過第二連接法蘭與第二連桿連接，所述第三連桿的另一端設有第三動力機構，所述第三動力機構的動力輸出軸與第三連接法蘭嚙合，所述第三動力機構用于將動力輸出至末端執行機構連桿。

所述末端執行機構連桿通過第三沉孔與吸附機構連接。