[發(fā)明專利]一種水下抓取機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211320862.3
• 申請(qǐng)日: 2022-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN115674218A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊杰;何濤;陳細(xì)林;王昱琪;賈東昇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00;B25J19/00;B25J19/02;B63C11/52
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31293
• 代理人: 程冰堯

本發(fā)明公開了一種水下抓取機(jī)器人，包括：封閉的機(jī)殼，與機(jī)殼固定連接的助推器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)、活動(dòng)檢測機(jī)構(gòu)、距離傳感器；所述機(jī)殼包括主殼體、后蓋、前蓋；助推器，包括螺旋槳及控制其旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，固定在后蓋上；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括由三個(gè)由導(dǎo)向氣缸驅(qū)動(dòng)、均勻分布在機(jī)器人周向的連桿輪機(jī)構(gòu)；抓取機(jī)構(gòu)固定在機(jī)殼前側(cè)，包括第一五自由度機(jī)械臂和固定在其前端的兩指機(jī)械手；活動(dòng)檢測機(jī)構(gòu)固定在機(jī)殼前側(cè)，包括第二五自由度機(jī)械臂和固定在五自由度機(jī)械臂前端的激光掃描儀、金屬探測儀；距離傳感器固定安裝在機(jī)殼前蓋上。本發(fā)明適合在水下，尤其是在水下管道底部抓取金屬件等目標(biāo)物，識(shí)別目標(biāo)物的精度高，抓取可靠，應(yīng)用前景好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種在水下管道內(nèi)抓取金屬件等目標(biāo)物的機(jī)器人。

背景技術(shù)

在修建基礎(chǔ)建設(shè)工程，比如修建橋梁、房屋等建筑過程中，其建筑物的根基礎(chǔ)是非常的重要的。為保證高樓、大型橋梁等建筑的穩(wěn)固，首先需要打下樁基礎(chǔ)，然后再在樁基礎(chǔ)上進(jìn)行施工。在施工現(xiàn)場，使用打樁機(jī)進(jìn)行樁基礎(chǔ)的成型，打樁深度達(dá)到幾十米，而且成型的樁基礎(chǔ)具有嚴(yán)格的質(zhì)量要求。

打樁機(jī)的鉆頭有一定的脫落的危險(xiǎn)，沖擊鉆掉落在樁基礎(chǔ)中是常見的工程事故。一旦鉆頭脫落，打撈起來非常難，如果鉆頭沒有及時(shí)打撈起來，直接在埋在樁基礎(chǔ)中，樁基礎(chǔ)中會(huì)有縫隙，樁基礎(chǔ)的承重能力將受到嚴(yán)重的影響。

目前，一般采用以下三種方法解決該問題：①成型新的樁基礎(chǔ)，該方法不但會(huì)損失時(shí)間和成本，而且整個(gè)工程都需做出或多或少的改動(dòng)，如重新修改圖紙、選址和考察；②如果將樁基礎(chǔ)中充滿泥漿的水抽干，將脫落的鉆頭取出，因?yàn)榭椎纳疃群苌睿坏┧楦桑瑯痘A(chǔ)會(huì)瞬間倒塌；③由專業(yè)工程人員下潛到幾十深的樁坑里面去尋找、打撈鉆頭，該操作危險(xiǎn)極大，水下高壓下將對(duì)人體造成不可修復(fù)的傷害。

專利CN 211391646 U公開了一種水下探測搜尋無人機(jī)，包括機(jī)身、垂直推進(jìn)器、水平推進(jìn)器、探測機(jī)、航燈，所述機(jī)身上設(shè)有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂包括內(nèi)段機(jī)械臂、外段機(jī)械臂及可開合的臂爪，所述內(nèi)段機(jī)械臂一端與機(jī)身固定連接，另一端與外段機(jī)械臂鉸接連接，所述外段機(jī)械臂與所述臂爪鉸接連接。該無人機(jī)可進(jìn)行水下搜索和水下采樣功能，集成偵查和執(zhí)行動(dòng)作一體化；但該專利未公開探測機(jī)結(jié)構(gòu)組成，且探測機(jī)固定連接在無人機(jī)前端，不能識(shí)別水底、較渾濁水體中的目標(biāo)物，且在不適合在水底管道內(nèi)工作。

專利CN 114871216 A公開了一種管道清理機(jī)器人，主要用于清理阻塞物和清理管壁。該機(jī)器人包括四組由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的連桿-滑塊機(jī)構(gòu)組成的移動(dòng)架，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)器人中心與連桿的張角，使轉(zhuǎn)動(dòng)輪能夠觸擠壓管壁，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人移動(dòng)。但該機(jī)器人未設(shè)置封閉結(jié)構(gòu)，不能用于水下作業(yè)，且未設(shè)置檢測和抓取機(jī)構(gòu)，使用受限。

總而言之，目前現(xiàn)有技術(shù)中沒有適合抓取水下管道底部目標(biāo)物的智能機(jī)器人。本發(fā)明的主要目的在于解決打樁機(jī)在打樁基礎(chǔ)時(shí)，鉆頭掉落中無法快速、有效地打撈起來的問題。將其運(yùn)用于基礎(chǔ)設(shè)施建造工程中，可有效的推進(jìn)工程進(jìn)度，減少非必要的時(shí)間消耗，極大地降低了相關(guān)的人力和物力成本，顯著提升效率，避免因?qū)I(yè)人員下潛深樁基礎(chǔ)對(duì)人體器官造成的傷害，極其具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種水下抓取機(jī)器人，適合在水下，尤其是在水下管道底部抓取金屬件等目標(biāo)物；識(shí)別目標(biāo)物的精度高、結(jié)構(gòu)簡單、抓取可靠、工作效率高，可以有效減少在樁基礎(chǔ)中盲目尋找鉆頭等目標(biāo)物的時(shí)間，也可以避免工程人員在樁基礎(chǔ)中打撈目標(biāo)物的危險(xiǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：