水上作业机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了水上作业机器人。本实用新型专利技术的浮力组件包括浮筒、球铰和脚踝套筒组件；浮筒上固定有多个力传感器；球铰中球头与浮筒通过n根梁固定，并与球壳构成球面副；脚踝套筒组件包括套筒、舵机二和摇杆；套筒与球壳固定；套筒内固定n个舵机架，每个舵机架上固定一个舵机二；每个舵机二的输出轴与一根摇杆一端固定，每根摇杆另一端与一根梁通过一根绳索连接；机械臂设有四个，每个机械臂中舵机一的输出轴与一个浮力组件的套筒固定；舵机一的输出轴水平设置；舵机一的机座与机身本体通过过渡件连接。本实用新型专利技术实现了浮力组件整体的水波主动适应以及浮筒单独的水波主动适应，从而实现了有水波情况下保持机身本体稳定平衡的能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
水上作业机器人


[0001]本技术属于水上作业机器人
，具体涉及一种具有水波主动适应能力、减小水波对水上作业影响的水上作业机器人。

技术介绍

[0002]水上作业机器人对水域质量进行采集过程中，水波效应、水流效应等采集环境效应误差是影响采集精度的主要误差之一，特别地，水波效应是对采集精度造成影响的重要环境因素。水波对数据采集的影响，主要是指在采集过程中，造成测量载体发生纵向晃动以及竖直升降等位姿改变，使采集器不能保持相对稳定的工作状态，继而造成数据采集的动态误差。因此，为减少水波效应的影响，现有水上作业机器人不能在有较大风浪环境下工作。若能提出一种减弱水波效应对采集精度影响的水上作业机器人，则能实现水上作业机器人在有较大风浪环境下工作，可以扩大水上作业机器人的应用场合。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有水波主动适应能力、减小水波对水上作业影响的水上作业机器人。
[0004]本技术包括机身本体、机械臂和浮力组件；所述的浮力组件包括浮筒、球铰和脚踝套筒组件；所述的浮筒上固定有多个力传感器；所述的球铰包括梁、球头和球壳；所述的球头与浮筒通过n根梁固定连接，并与球壳构成球面副，n≥2；所述的脚踝套筒组件包括套筒、舵机二、舵机架和摇杆；套筒通过球壳架与球壳固定；所述的套筒内固定有n个舵机架，每个舵机架上固定有一个舵机二；每个舵机二的输出轴与一根摇杆一端固定，每根摇杆另一端与一根梁通过一根绳索连接；绳索穿过球壳架开设的过孔。所述的机械臂设有阵列排布的四个，每个机械臂中舵机一的输出轴与一个浮力组件的套筒固定；舵机一的输出轴水平设置；舵机一的机座与机身本体通过过渡件连接。
[0005]优选地，所述的浮筒包括气垫和固定在气垫上的浮筒架；所有力传感器均固定在浮筒架上，球头与浮筒架通过n根梁固定连接。
[0006]优选地，所述的梁上固定有孔环，摇杆与梁上的孔环通过绳索连接。
[0007]优选地，所述的机械臂包括舵机一和过渡件；所述的过渡件为连接块或偏摆机构；所述的偏摆机构由舵机三、连接件一、连接件二和连接件三组成；舵机三的输出轴竖直设置，连接件二与舵机三的输出轴固定；所述的过渡件为偏摆机构时，舵机一的机座通过连接件三与连接件二固定，舵机三的机座通过连接件一与机身本体固定；所述的过渡件为连接块时，舵机一的机座与机身本体通过连接块直接固定。
[0008]更优选地，所述的机身本体上固定有摄像头或雷达。
[0009]优选地，所述舵机一的输出轴与浮力组件的套筒通过连接件四固定。
[0010]优选地，所述的机身本体由固定在一起的两块受力板组成。
[0011]优选地，每个浮力组件的球头上设有一个旋翼组件；所述的旋翼组件包括电机、电
机架和旋翼；所述的电机架内置在球头中，并与球头固定；电机的机座与电机架固定；旋翼与电机的输出轴固定。
[0012]本技术具有的有益效果：
[0013]本技术通过机身本体、机械臂、浮力组件和控制器的结合，实现了浮力组件整体的水波主动适应；通过浮力组件中浮筒、球铰、力传感器、舵机、摇杆和绳索与控制器结合，实现了浮筒单独的水波主动适应；通过多个力传感器获得水面对浮力组件不同位置的作用力，控制舵机对浮力组件和/或浮筒的位姿进行调整，实现了有水波情况下保持机身本体稳定平衡的能力，能使安装在机身本体上的采集器保持相对稳定的工作状态。此外，本技术考虑到机器人的工作便利性，通过旋翼组件实现了飞行功能。
附图说明
[0014]图1为本技术水上作业机器人的整体结构立体图。
[0015]图2为本技术中机械臂、浮力组件和旋翼组件的装配立体图。
[0016]图3为本技术中脚踝套筒组件的结构立体图。
[0017]图4为本技术中旋翼组件的装配半剖视图。
[0018]图5为本技术对水波的其中一种主动适应过程姿态变化示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0020]如图1、2、3和4所示，水上作业机器人，包括机身本体1、机械臂2和浮力组件4；浮力组件4包括浮筒7、球铰5和脚踝套筒组件3；浮筒7上固定有多个力传感器18；球铰5包括梁21、球头20和球壳17；球头20与浮筒7通过n根梁21固定连接，并与球壳17构成球面副，n≥2；脚踝套筒组件3包括套筒16、舵机二26、舵机架27和摇杆25；套筒16通过球壳架28与球壳17固定；套筒16内固定有n个舵机架27，每个舵机架27上固定有一个舵机二26；每个舵机二26的输出轴与一根摇杆25一端固定，每根摇杆25另一端与一根梁21通过一根绳索连接；绳索穿过球壳架28开设的过孔。机械臂2设有阵列排布的四个，每个机械臂2中舵机一14的输出轴与一个浮力组件4的套筒16固定；舵机一14的输出轴水平设置；舵机一14的机座与机身本体1通过过渡件连接。
[0021]作为优选，浮筒7包括气垫24和固定在气垫24上的浮筒架22；所有力传感器18均固定在浮筒架22上，球头20与浮筒架22通过n根梁21固定连接。
[0022]作为优选，梁21上固定有孔环19，摇杆25与梁21上的孔环19通过绳索连接。
[0023]作为优选，机械臂2包括舵机一14和过渡件；过渡件为连接块或偏摆机构；偏摆机构由舵机三11、连接件一10、连接件二12和连接件三13组成；舵机三11的输出轴竖直设置，连接件二12与舵机三11的输出轴固定；过渡件为偏摆机构时，舵机一14的机座通过连接件三13与连接件二12固定，舵机三11的机座通过连接件一10与机身本体1固定；过渡件为连接块时，舵机一14的机座与机身本体1通过连接块直接固定。
[0024]更优选地，机身本体1上固定有摄像头或雷达；摄像头或雷达检测到障碍物时，控制器控制舵机三旋转，带动旋翼组件6和浮力组件4躲避障碍物。
[0025]作为优选，舵机一14的输出轴与浮力组件4的套筒16通过连接件四15固定。
[0026]作为优选，机身本体1由固定在一起的两块受力板9组成，具体地，两块受力板9可以通过连接块固定，也可以直接通过机械臂2中舵机三11的机座固定。
[0027]作为优选，每个浮力组件4的球头20上设有一个旋翼组件6；旋翼组件6包括电机29、电机架30和旋翼23；电机架29内置在球头18中，并与球头18固定；电机29的机座与电机架30固定；旋翼23与电机29的输出轴固定(可以通过联轴器31连接)。
[0028]其中，舵机三11、舵机一14、舵机二26和电机29均经驱动器与控制器连接，由控制器控制，力传感器18的信号输出端与控制器8连接；摄像头或雷达与控制器连接；控制器8固定在机身本体1上，并与上位机无线通讯；控制器8、舵机三11、舵机一14、舵机二26和电机29均由电源供电。
[0029]该水上作业机器人的工作原理如下：
[0030]浮力组件上的力传感器实时检测力的变化，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水上作业机器人，包括机身本体、机械臂和浮力组件，其特征在于：所述的浮力组件包括浮筒、球铰和脚踝套筒组件；所述的浮筒上固定有多个力传感器；所述的球铰包括梁、球头和球壳；所述的球头与浮筒通过n根梁固定连接，并与球壳构成球面副，n≥2；所述的脚踝套筒组件包括套筒、舵机二、舵机架和摇杆；套筒通过球壳架与球壳固定；所述的套筒内固定有n个舵机架，每个舵机架上固定有一个舵机二；每个舵机二的输出轴与一根摇杆一端固定，每根摇杆另一端与一根梁通过一根绳索连接；绳索穿过球壳架开设的过孔；所述的机械臂设有阵列排布的四个，每个机械臂中舵机一的输出轴与一个浮力组件的套筒固定；舵机一的输出轴水平设置；舵机一的机座与机身本体通过过渡件连接。2.根据权利要求1所述的水上作业机器人，其特征在于：所述的浮筒包括气垫和固定在气垫上的浮筒架；所有力传感器均固定在浮筒架上，球头与浮筒架通过n根梁固定连接。3.根据权利要求1所述的水上作业机器人，其特征在于：所述的梁上固定有孔环，摇杆与梁上的孔环通过绳索连接。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵易达，杨景，胡明，吴建国，赵德明，高兴文，王丙旭，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：