[發明專利]一種基于仿生機械臂的水下控制裝置

有效

• 申請號: 202210855744.6
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115070797B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王驥;張德鑫;羅穎杰;歐禹君;童小霞
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J13/06;B25J13/08
• 代理公司: 北京新科華領知識產權代理事務所(普通合伙) 16115
• 代理人: 吳變變

本發明公開了一種基于仿生機械臂的水下控制裝置，包括：控制模塊、水下機器人；控制模塊，與水下機器人無線連接，用于基于手套控制器、控制手柄控制所述水下機器人的水下作業；水下機器人包括：主控倉、手勢識別器、六自由度機械臂；主控倉包括主控單元，所述主控單元與所述六自由度機械臂連接，用于對所述六自由度機械臂的動作進行控制；所述手勢識別器，用于將運動姿態數據通過電力載波通信傳輸給主控單元；所述六自由度機械臂，用于模仿所述手套控制器的運動姿態進行水下作業。本發明的水下機器人采用六自由度機械臂，使水下機器人可進行全方向的抓取工作，相比市面上的水下機器人可實現更靈活的抓取。

技術領域

本發明屬于水下運動控制領域，特別是涉及一種基于仿生機械臂的水下控制裝置。

背景技術

目前社會上的水下機器人均為觀賞性水下機器人，僅能完成水下環境探測、水質檢測的常規功能。少數水下機器人采用單一自由度的機械臂，通過調整自身位置實現水下物體抓取，此方式實現的抓取效率低下且控制成本高。因此，需要研制一種抓取效率高，便于控制的水下控制裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于仿生機械臂的水下控制裝置，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于仿生機械臂的水下控制裝置，包括：控制模塊、水下機器人；

所述控制模塊與所述水下機器人無線連接，用于生成控制指令，并基于所述控制指令控制所述水下機器人的水下作業；

所述水下機器人包括：主控倉、手勢識別器、六自由度機械臂；

所述主控倉包括主控單元，所述主控單元與所述六自由度機械臂連接，用于對所述六自由度機械臂的動作進行控制；

所述手勢識別器，用于將所述控制模塊生成的運動姿態數據通過電力載波通信傳輸給主控單元；

所述六自由度機械臂，用于模仿所述手套控制器的運動姿態進行水下作業。

優選地，所述主控倉還包括微型計算器，所述微型計算器用于控制所述機器人的視覺識別及遠程通信。

優選地，所述控制模塊包括：

第一控制模塊，用于基于控制手柄生成第一控制指令，并基于所述第一控制指令實時控制所述水下機器人的動作和所述六自由度機械臂的水下抓??；

第二控制模塊，用于基于手套控制器生成第二控制指令，并基于所述第二控制指令對所述水下機器人進行遠程動作操控。

優選地，所述第一控制模塊包括：

第一控制單元，用于控制六自由度機械臂的目標空間坐標，獲得目標坐標點；

第二控制單元，用于基于運動學逆解和PID控制算法，控制所述六自由度機械臂到達所述目標坐標點。

優選地，所述手套控制器上裝載姿態傳感器、彎曲傳感器；所述姿態傳感器、彎曲傳感器用于獲得所述手套控制器的實時運動姿態數據。

優選地，所述姿態傳感器包括：

第一采集單元，用于基于動力學解算與卡爾曼動態濾波算法，獲得所述手套控制器的實時運動姿態數據；

第一處理單元，用于基于數字濾波技術對所述實時運動姿態數據進行降噪處理，獲得降噪后的運動姿態數據；

第一解析單元，用于基于陀螺儀對所述降噪后的運動姿態數據進行解析，并發送給手勢識別器。

優選地，所述彎曲傳感器包括：

第二采集單元，用于采集所述手套控制器的手指動作數據；

第二處理單元，用于基于濾波電路對所述手指動作數據進行降噪處理，獲得降噪后的手指動作數據；