[發明專利]用于AUV水下回收抓取的仿花瓣機械爪以及回收系統

有效

• 申請號: 202110677773.3
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113427499B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 張宏偉;劉玉紅;苑滿星;邊德勇;王樹新;王延輝;楊亞楠
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;B63C11/52
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 楊佳偉

本發明公開了一種用于AUV水下回收抓取的仿花瓣機械爪以及回收系統，屬于AUV回收設備技術領域，機械爪包括尾倉單元、主瓣單元、主瓣驅動單元、副瓣單元、副瓣驅動單元和鰭條單元，尾倉單元的前部安裝主瓣單元；相鄰兩主瓣單元之間安裝副瓣單元，副瓣單元由多個平行四連桿機構構成，兩副瓣單元在相鄰兩主瓣單元之間形成可收展的瓣面；主瓣驅動單元包括主瓣驅動部，主瓣驅動部與主瓣單元通過主瓣驅動桿連接；副瓣驅動單元安裝在主瓣單元上，副瓣驅動單元具有副瓣驅動部，副瓣驅動部與副瓣單元通過副瓣驅動桿連接；主瓣單元固定鰭條單元。本機械爪可提高AUV回收的成功率和回收效率，節省存放和移動空間，且抓取動作更加穩定。

技術領域

本發明屬于AUV回收技術領域，尤其涉及一種用于AUV水下回收抓取的仿花瓣機械爪以及回收系統方法。

背景技術

自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在水下工作一段時間后，受到續航能力、續航里程等限制，需要對其回收，進行能源補充、讀取信息、軟硬件檢查和任務下載等工作。由于水上回收需要依賴于水面船只的支持，受海況影響較大，而且隱蔽性和安全性也不好；尤其是對于深海、遠海作業的AUV，水面回收更是耗費大量人力、物力和財力。因此，為提升AUV的水下作業時間、工作效率并降低風險，開展快速、安全可靠的水下回收技術研究具有重要的工程與國防意義。

當前AUV水下回收方式多為被動對接式，其形狀多為導向喇叭狀，具有較高的回收成功率，但效率較低。為提升AUV水下回收效率，研究者們提出了基于機械臂的主動式回收技術，通過機械臂末端安裝的機械手實現對AUV的抓取。但機械手抓取成功率較低，因此，研究一款具有高成功率可替代機械手的抓取裝置則具有重要的現實意義。

自然界中的花瓣可自由張合，且許多種花的花瓣在完全展開后為導向喇叭狀，如牽?；?、百合花、茉莉花等，為AUV水下回收抓取裝置的設計提供了新思路。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種解決現有AUV回收裝置成功率低、主動性差、效率低等問題的用于AUV水下回收抓取的仿花瓣機械爪以及回收系統。

本發明是這樣實現的，一種用于AUV水下回收抓取的仿花瓣機械爪，其特征在于：包括尾倉單元、主瓣單元、主瓣驅動單元、副瓣單元、副瓣驅動單和鰭條單元。

所述尾倉單元具有前部開口的AUV回收倉；所述尾倉單元的前部圓周方向均勻安裝至少三個所述主瓣單元，所述主瓣單元與所述尾倉單元通過銷軸鉸接，所述主瓣單元在所述尾倉單元的前方構成可開合的花瓣形構造；相鄰兩所述主瓣單元之間安裝所述副瓣單元，所述副瓣單元由多個平行四連桿機構構成，兩副瓣單元在相鄰兩所述主瓣單元之間形成可收展的瓣面；所述主瓣驅動單元安裝在所述尾倉單元上，所述主瓣驅動單元包括可沿所述尾倉單元軸向活移的主瓣驅動部，所述主瓣驅動部與所述主瓣單元通過主瓣驅動桿連接；所述副瓣驅動單元安裝在所述主瓣單元上，所述副瓣驅動單元具有沿主瓣單元長度方向延伸的副瓣驅動部，所述副瓣驅動部與所述副瓣單元通過副瓣驅動桿連接；所述主瓣單元固定鰭條單元。

在上述技術方案中，優選的，所述尾倉單元包括自前至后依次連接的AUV回收倉、緩沖網和驅動倉，所述主瓣驅動單元安裝在所述驅動倉中。

在上述技術方案中，優選的，所述尾倉單元的AUV回收倉前端外壁圓周均布四個立式軸承座，所述主瓣單元的端部固定光軸支撐座，立式軸承座和光軸支撐座通過軸桿和套裝在軸桿上的軸承連接。

在上述技術方案中，優選的，所述副瓣單元包括三根與主瓣單元鉸接的橫桿和兩根鉸接于橫桿之間的豎桿；兩相鄰的所述主瓣單元對稱設置兩副瓣單元，兩副瓣單元的橫桿端部連接；所述豎桿為向外側彎曲的弧形桿，令兩副瓣單元在相鄰兩主瓣單元之間形成向外擴的喇叭口形狀瓣面。

在上述技術方案中，優選的，同一瓣面的兩所述副瓣單元的橫桿端部通過副瓣連接裝置連接，所述副瓣連接裝置包含連接銷和連接槽，連接槽安裝于橫桿的端部且與所述連接銷連接，所述連接銷和連接槽的上側和外側邊設有導向斜面。