一种发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人。包括自主潜行器和抛网部件；所述自主潜行器包括筒形外壳、推进器、发射器、气囊和连接绳索；筒形外壳外周面安装有三对推进器，由推进器推动筒形外壳在水下移动实现机器人的自主机动；气囊安装于筒形外壳尾部，气囊内装有炸药，发射器安装在筒形外壳的头部，发射器连接安装抛网部件，连接绳索一端与筒形外壳前端中部连接，另一端与连接于抛网部件的立体抛网的中部。本发明专利技术的柔性打捞机器人具有机动能力强、容错性好及打捞效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人
本专利技术涉及了一种打捞机器人，尤其涉及了一种发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人。
技术介绍
一方面，随着人类活动的增加，海洋中积累的垃圾也越来越多，特别是一些不易分解的垃圾，长期悬浮在海洋中，对海水水质和海洋生态系统造成恶劣的影响；另一方面，与陆运及空运相比，海运具有通过性强，运价低一级适应能力强等优点，海上运输已经成为国际贸易中最主要的运输方式，随着海运的增多，货船出现事故的情况也越来越多，许多货物掉落在海洋中，长期在海底或悬浮在海洋之中。因此，研制海洋打捞机器人对海洋悬浮物打捞具有广阔的应用前景。目前，海洋打捞机器人一般采用机械臂之类的刚性执行构件，存在着打捞难度大、效率低及可靠性差等问题，可考虑设计以网或布为捕获执行构件的新型柔性打捞机器人解决上述问题。
技术实现思路
以海洋悬浮物打捞为背景，针对刚性打捞机器人存在的打捞难度大、效率低及可靠性差等问题，本专利技术的目的在于提供一种基于抛网式的柔性捕获机器人，具有机动能力强、打捞容错性好及打捞效率高等优点。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括自主潜行器和抛网部件；所述自主潜行器包括筒形外壳、推进器、发射器、气囊和连接绳索；筒形外壳外周面安装有三对推进器，由推进器推动筒形外壳在水下移动实现机器人的自主机动；气囊安装于筒形外壳尾部，气囊内装有炸药，发射器安装在筒形外壳的头部，发射器连接安装抛网部件，连接绳索一端与筒形外壳前端中部连接，另一端与连接于抛网部件的立体抛网的中部。所述的气囊是压缩式气囊。所述的抛网部件包括四个球形块、立体抛网和收网绳索。所述球形块包括包括两个相互垂直安装的绳索控制机构和球形外壳、L形支撑板；球形外壳内固定安装有L形支撑板，L形支撑板的两侧边上分别安装有一个绳索控制机构，两个绳索控制机构相垂直安装，球形外壳底部固定连接有发射塞；所述绳索控制机构包括底横板、绳索卷取部件、张力调节部件和走绳部件，底横板固定在球形外壳底部的L形支撑板上，绳索卷取部件和走绳部件分别安装在底横板内侧部和外侧部之上，张力调节部件安装在底横板中部之上，并位于绳索卷取部件和走绳部件之间。所述的绳索卷取部件包括测速编码器、电机刹车、卷绳电机、变速器、第一安装耳朵、卷绳筒和第二安装耳朵，第一安装耳朵与第二安装耳朵底部均安装在底横板的上表面内侧部且相对布置，测速编码器、电机刹车、卷绳电机与变速器依次同轴连接，变速器通过端面法兰固定安装在第一安装耳朵上，变速器的输出轴活动穿过第一安装耳朵与卷绳筒一端同轴固连，卷绳筒另一端转动支撑安装于第二安装耳朵，卷绳筒连接收网绳索；所述的走绳部件包括张紧轮、走绳板、张力滑轮、底横板、绳长滑轮和辅助滑轮，底横板的外侧部上安装有竖直的走绳板，走绳板从靠近绳索卷取部件向外侧依次安装有辅助滑轮、带有张力传感器的张力滑轮、带有绳长传感器的绳长滑轮和张紧轮；所述的张力调节部件包括张力电机、第一轴承支座、丁字齿轮筒、电机齿轮和第二轴承支座，第一轴承支座与第二轴承支座固定在底横板的中部上且相对布置，张力电机固定安装在第一轴承支座底部，张力电机的输出轴穿过第一轴承支座后与电机齿轮同轴固连，丁字齿轮筒主要是由齿轮盘和绕线轴同轴连接构成，丁字齿轮筒两端分别经第一轴承、第二轴承活动套装于第一轴承支座、第二轴承支座顶部的内孔中，丁字齿轮筒的齿轮盘与电机齿轮相互啮合形成齿轮副。收网绳索的两端分别伸入到两个球形外壳内和其中的一个绳索控制机构连接，具体是：收网绳索的端部从球形外壳上的通孔进入球形外壳内部后，以S形绕线方式依次绕经张紧轮、绳长滑轮、张力滑轮和辅助导轮后，然后穿过丁字筒齿轮盘上的通孔，再经缠绕于丁字筒绕线轴多圈圈数后，最后穿过第二轴承支座的孔固连在卷绳筒的内壁上；四个球形块在矩形的四角，在矩形四边的相邻两个球形块之间均连接有一条收网绳索，共计形成四条收网绳索，立体抛网的四边分别连系于四条收网绳索。所述的立体抛网为呈喇叭状结构的立体三维网，喇叭状结构的小端封闭且经连接绳索连接到自主潜行器的中部，喇叭状结构的大端作为网口，网口边缘与收网绳索相连接；球形块内部的绳索控制机构控制收网绳索的收放带动球形块的靠拢和分离，进而实现立体抛网网口的开合。所述的发射器包括四个发射端口，每个发射端口内套装有一个发射塞，四个发射塞分别固定连接于抛网部件的四个球形块的球形外壳外壁。本专利技术在自主潜行器头部安装有发射器，实现抛网部件的发射；自主潜行器尾部安装有气囊，通过控制气囊中的炸药可实现气囊的充气膨胀与展开，实现打捞悬浮物的上浮；自主潜行器安装有三对相互垂直的推进器，实现机器人的自主机动。抛网部件包括四个球形块、立体抛网和收网绳索，球形块利用发射时的动能实现抛网展开，球形块内部安装有一对相互垂直的绳索控制机构，通过收网绳的收放立体抛网的收口。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术相比于以往刚性打捞机器人具有容错性好及抓捕效率高等优点。2、本专利技术通过四个自主球形潜航器的自主机动实现抛网的展开与收拢，可提高打捞可靠性、降低控制的复杂性。3、本专利技术中每段收网绳的两端分别连接在两个绳索收放控制模块上，工作过程中即使有一个绳索收放控制模块故障，仍然可以实现网口收拢，提高了可靠性。4、本专利技术中系绳绳长和张力由卷绳部件和张力调节部件分别控制，可在控制绳长的同时控制绳索张力。5、本专利技术结合气囊技术，省去了以往海洋打捞机器人与母船直接的脐带绳索，没有脐带绳索缠绕的风险，提高了打捞机器人的稳定性。附图说明图1是本专利技术的局部剖视图。图2是本专利技术的自主潜行器三维图。图3是本专利技术的绳索收放控制模块平面图。图4是本专利技术的打捞机器人打捞前的示意图。图5是本专利技术的打捞机器人打捞时的示意图。图6是本专利技术的打捞机器人打捞网口收拢后的示意图。图7是本专利技术的打捞机器人打捞后拖曳上浮示意图。图中：1、自主潜行器，2、抛网部件，1.1、筒形外壳，1.2、推进器，1.3、发射器，1.4、气囊，1.5、连接绳索，2.1、球形外壳，2.2、L形支撑板，2.3、测速编码器，2.4、电机刹车，2.5、卷绳电机，2.6、变速器，2.7、第一安装耳朵，2.8、卷绳筒，2.9、第二安装耳朵，2.10、张力传感器，2.11、绳长传感器，2.12、张紧器，2.13、走绳板，2.14、张力滑轮，2.15、底横板，2.16、绳长滑轮，2.17、辅助滑轮，2.18、发射塞，2.19、张力电机，2.20、第一轴承支座，2.21、第一轴承，2.22、丁字齿轮筒，2.23、电机齿轮，2.24、第二轴承，2.25、第二轴承支座，2.26、收网绳索，2.27、立体抛网。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施的机器人包括自主潜行器1和抛网部件2。如图3和图4所示，自主潜行器1包括筒形外壳1.1、推进器1.2、发射器1.3、气囊1.4和连接绳索1.5；筒形外壳1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人，其特征在于：包括自主潜行器(1)和抛网部件(2)；所述自主潜行器(1)包括筒形外壳(1.1)、推进器(1.2)、发射器(1.3)、气囊(1.4)和连接绳索(1.5)；筒形外壳(1.1)外周面安装有三对推进器(1.2)，由推进器(1.2)推动筒形外壳(1.1)在水下移动实现机器人的自主机动；气囊(1.4)安装于筒形外壳(1.1)尾部，气囊(1.4)内装有炸药，发射器(1.3)安装在筒形外壳(1.1)的头部，发射器(1.3)连接安装抛网部件(2)，连接绳索(1.5)一端与筒形外壳(1.1)前端中部连接，另一端与连接于抛网部件(2)的立体抛网(2.27)的中部。/n

【技术特征摘要】
1.一种发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人，其特征在于：包括自主潜行器(1)和抛网部件(2)；所述自主潜行器(1)包括筒形外壳(1.1)、推进器(1.2)、发射器(1.3)、气囊(1.4)和连接绳索(1.5)；筒形外壳(1.1)外周面安装有三对推进器(1.2)，由推进器(1.2)推动筒形外壳(1.1)在水下移动实现机器人的自主机动；气囊(1.4)安装于筒形外壳(1.1)尾部，气囊(1.4)内装有炸药，发射器(1.3)安装在筒形外壳(1.1)的头部，发射器(1.3)连接安装抛网部件(2)，连接绳索(1.5)一端与筒形外壳(1.1)前端中部连接，另一端与连接于抛网部件(2)的立体抛网(2.27)的中部。


2.根据权利要求1所述的发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人，其特征在于：
所述的气囊(1.4)是压缩式气囊。


3.根据权利要求1所述的发射式海洋悬浮物柔性打捞机器人，其特征在于：
所述的抛网部件(2)包括四个球形块、立体抛网(2.1)和收网绳索(2.2)；
所述球形块包括包括两个相互垂直安装的绳索控制机构和球形外壳(2.1)、L形支撑板(2.2)；球形外壳(2.1)内固定安装有L形支撑板(2.2)，L形支撑板(2.2)的两侧边上分别安装有一个绳索控制机构，两个绳索控制机构相垂直安装，球形外壳(2.1)底部固定连接有发射塞(2.18)；
所述绳索控制机构包括底横板(2.15)、绳索卷取部件、张力调节部件和走绳部件，底横板(2.15)固定在球形外壳(2.1)底部的L形支撑板(2.2)上，绳索卷取部件和走绳部件分别安装在底横板(2.15)内侧部和外侧部之上，张力调节部件安装在底横板(2.15)中部之上，并位于绳索卷取部件和走绳部件之间；
所述的绳索卷取部件包括测速编码器(2.3)、电机刹车(2.4)、卷绳电机(2.5)、变速器(2.6)、第一安装耳朵(2.7)、卷绳筒(2.8)和第二安装耳朵(2.9)，第一安装耳朵(2.7)与第二安装耳朵(2.9)底部均安装在底横板(2.15)的上表面内侧部且相对布置，测速编码器(2.3)、电机刹车(2.4)、卷绳电机(2.5)与变速器(2.6)依次同轴连接，变速器(2.6)通过端面法兰固定安装在第一安装耳朵(2.7)上，变速器(2.6)的输出轴活动穿过第一安装耳朵(2.7)与卷绳筒(2.8)一端同轴固连，卷绳筒(2.8)另一端转动支撑安装于第二安装耳朵(2.9)，卷绳筒(2.8)连接收网绳索(2.26)；
所述的走绳部件包括张紧轮(2.12)、走绳板(2.13)、张力滑轮(2.14)、底横板(2.15)、绳长滑轮(2.16)和辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王班，周茂瑛，周传平，冯长水，李萌，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33