本发明专利技术提供一种盘爪协助式智能减摇吊钩装置，涉及吊钩转运货物技术领域，包括：箱体、轴杆、机械臂、智能吊钩、视觉系统和四轴推力系统；所述箱体设置于轴杆中部，所述箱体内部的轴杆上设置有四轴推力系统，所述箱体的每个侧面下部各设置有一个机械臂，所述轴杆的下端设置有智能吊钩；所述智能吊钩对吊重进行称重和自动锁死，所述视觉系统识别吊重信息反馈至机械臂，所述机械臂根据吊重信息对吊重进行包裹从而减少吊重摆动，所述四轴推力系统识别并调整盘爪协助式智能减摇吊钩装置的偏转角度。本发明专利技术解决了当前货物转运作业过程中吊钩大幅度摆动影响作业效率的问题。度摆动影响作业效率的问题。度摆动影响作业效率的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种盘爪协助式智能减摇吊钩装置
[0001]本专利技术涉及吊钩转运货物
，具体而言，尤其涉及一种盘爪协助式智能减摇吊钩装置。
技术介绍
[0003]直升机的应用存在明显的优势，但在某些环境下执行任务也存在一定的不足。在海上进行转运作业时受到海上风力的影响，所吊取物资会产生大幅度摆动，物资转运过程安全性受到严重威胁。此外，抢险救援工作需要直升机进行人员救助，直升机通过救助吊篮或救助吊笼进行人员转移，吊钩所连接的绳索属于欠驱动的柔性件，吊篮在空中会产生晃动，这种晃动很容易使得被救人员与周围的物体发生碰撞造成二次伤害，对人员的救助转运过程产生很大影响。与此同时，在进行救援过程中直升机驾驶员需要听从绞车手的指挥，考虑救援吊篮晃动的情况下来控制直升机吊篮的方位精准悬停在救援者上空，增加了直升机驾驶员和绞车手操作，同时也大大提高了救援难度。
[0004]当前对于直升机海上运输减摇的研究较少，在已有的方案中，用于直升机转运的专用吊篮利用电磁阻尼和陀螺仪平衡原理降低钢丝绳晃动、模块化防晃吊钩通过推力器施加偏转角度相反的力达到减摇的目的。
[0005]设计直升机转运的专用吊篮中安装有钢丝绳、蓄电池和支撑臂等大大增加了吊篮质量且专用吊篮限制了转运货物的形状大小、模块化防晃吊钩下方绳索容易产生二级摆动，仅通过推力器作用难以达到所吊取物体高效的减摇效果。针对以上问题和当前的研究现状，有待设计一种不限制转运物体形状大小且具有良好减摇效果的直升机转运装置。
技术实现思路
[0006]根据上述提出直升机转运物体形状大小受限且易发生二级摆动的技术问题，而提供一种盘爪协助式智能减摇吊钩装置。本专利技术主要利用四轴推力系统和机械臂协同动作的二级减摇系统，从而起到转运货物减摇的高效性。
[0007]本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种盘爪协助式智能减摇吊钩装置，包括：箱体、轴杆、机械臂、智能吊钩、视觉系统和四轴推力系统；
[0009]所述箱体设置于轴杆中部，所述箱体内部的轴杆上设置有四轴推力系统，所述箱体的每个侧面下部各设置有一个机械臂，所述轴杆的下端设置有智能吊钩；
[0010]所述智能吊钩对吊重进行称重和自动锁死，所述视觉系统识别吊重信息反馈至机械臂，所述机械臂根据吊重信息对吊重进行包裹从而减少吊重摆动，所述四轴推力系统识别并调整盘爪协助式智能减摇吊钩装置的偏转角度。
[0011]进一步地，四个所述机械臂中，两个相对设置的机械臂为吸盘式机械臂，两个相对设置的机械臂为夹爪式机械臂；
[0012]所述吸盘式机械臂包括与箱体侧壁相连的第一控制单元，所述第一控制单元分别
与第一电动液压缸和第一前端关节转动连接，所述第一前端关节与第一中间关节转动连接，所述第一电动液压缸和第一中间关节的另一端分别与吸盘式末端机械手转动连接，所述第一电动液压缸根据第一控制单元的信号，控制缸内的液压从而控制第一电动液压缸向外运动；
[0013]所述夹爪式机械臂包括与箱体侧壁相连的第二控制单元，所述第二控制单元分别与第二电动液压缸和第二前端关节转动连接，所述第二前端关节与第二中间关节转动连接，所述第二电动液压缸和第二中间关节的另一端分别与夹爪式末端机械手转动连接，所述第二电动液压缸驱动夹爪式末端机械手进行夹取。
[0014]进一步地，所述四轴推力系统包括第三控制器、推力器和推力支架，所述推力支架上设置有第三控制器和四个推力器，四个推力器的轴心分别与箱体四周圆形窗口的轴心重合；
[0015]所述第三控制器根据内部的位姿传感器获取盘爪协助式智能减摇吊钩装置的偏转角度，从而控制推力器对所述盘爪协助式智能减摇吊钩装置施加与其偏转角度相反的作用力。
[0016]进一步地，所述吸盘式末端机械手的下部为电动伸缩杆，所述吸盘式末端机械手的中部安装有用以控制电动伸缩杆的第一控制器，所述电动伸缩杆下方设置有第一视觉传感器，所述第一视觉传感器将重物形状和位置信息发送至第一控制器中，所述第一视觉传感器下方与吸盘转动连接，所述吸盘与真空泵相连。
[0017]进一步地，所述夹爪式末端机械手的末端为橡胶夹爪，所述橡胶夹爪上设置有若干个微型橡胶块，所述夹爪式末端机械手的中部设置有第一压力传感器和第二控制器，所述第二控制器根据第一压力传感器反馈夹取物体的力的大小从而控制第二电动液压缸运动，从而调节夹爪式末端机械手的夹紧程度。
[0018]进一步地，所述箱体上下底面中心对称轴与轴杆轴心处于同一直线，所述箱体四个侧壁上开设有尺寸大小相同的圆形窗口，四个所述圆形窗口分别与四轴推力系统的推力轴同轴心，所述箱体的下底面上设置有用以固定吸盘和夹爪的卡槽。
[0019]进一步地，所述轴杆上部与吊环相连，所述轴杆中部设置有梅花槽型座，所述梅花槽型座上固定有推力支架，所述梅花槽型座下方的轴杆上设置有承重板，所述箱体的下板设置于承重板上。
[0020]进一步地，所述智能吊钩包括设置于吊钩卡槽内的自动式防脱卡环和第二压力传感器，当吊重对智能吊钩产生压力时，第二压力传感器数值发生变化，自动式防脱卡环自动下落进行限位卡紧；当吊重对智能吊钩压力消失时，自动式防脱卡环升起。
[0021]进一步地，所述视觉系统包括箱体底面上设置的视觉反馈摄像头，所述视觉反馈摄像头识别吊重物体的形状将信号反馈至第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元根据反馈信号控制吸盘式机械臂进行协助减摇，所述第二控制单元根据反馈信号控制夹爪式机械臂进行协助减摇。
[0022]进一步地，当所吊物体为球形或椭球形时，吸盘式机械臂进行动作，协助减摇；当所吊物体为方体时，夹爪式机械臂进行动作，协助减摇。当所吊物体为其他不规则形状时，夹爪式机械臂和吸盘机械臂同时动作，协助减摇。
[0023]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0024]1、本专利技术提供的盘爪协助式智能减摇吊钩装置的四轴推力系统、夹爪机械臂、吸盘机械臂，通过四轴推力系统与机械臂协同动作的反馈控制原理，实现了盘爪协助式智能减摇装置转运物体时的减摇目的。
[0025]2、盘爪协助式智能减摇吊钩装置通过夹爪机械臂和吸盘机械臂根据物体形状进行协助减摇的一级减摇系统，搭配四轴推力系统施加与偏转角度相反的作用力的二级减摇系统，大大增加了转运物体减摇效果的可靠性。
[0026]3、夹爪机械臂末端设置张力传感器和微型橡胶块，通过张力反馈控制夹爪力大小，防止破坏物体。吸盘机械臂末端电动伸缩杆根据第一视觉传感器对物体位置的反馈，控制器精准控制真空吸盘对物体表面进行夹取。
[0027]4、智能吊钩安装防脱卡环和第二压力传感器，重物挂取后防止转运过程脱落，实现自动防脱功能。第三控制器获取第二压力传感器挂取重物后的压差信号，输出重物质量大小，实现物体称重功能。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种盘爪协助式智能减摇吊钩装置，其特征在于，包括：箱体(1)、轴杆(2)、机械臂、智能吊钩(5)、视觉系统(6)和四轴推力系统(7)；所述箱体(1)设置于轴杆(2)中部，所述箱体(1)内部的轴杆(2)上设置有四轴推力系统(7)，所述箱体(1)的每个侧面下部各设置有一个机械臂，所述轴杆(2)的下端设置有智能吊钩(5)；所述智能吊钩(5)对吊重进行称重和自动锁死，所述视觉系统(6)识别吊重信息反馈至机械臂，所述机械臂根据吊重信息对吊重进行包裹从而减少吊重摆动，所述四轴推力系统(7)识别并调整盘爪协助式智能减摇吊钩装置的偏转角度。2.根据权利要求1所述的盘爪协助式智能减摇吊钩装置，其特征在于，四个所述机械臂中，两个相对设置的机械臂为吸盘式机械臂(3)，两个相对设置的机械臂为夹爪式机械臂(4)；所述吸盘式机械臂(3)包括与箱体(1)侧壁相连的第一控制单元(301)，所述第一控制单元(301)分别与第一电动液压缸(302)和第一前端关节(303)转动连接，所述第一前端关节(303)与第一中间关节(304)转动连接，所述第一电动液压缸(302)和第一中间关节(304)的另一端分别与吸盘式末端机械手(305)转动连接，所述第一电动液压缸(302)根据第一控制单元(301)的信号，控制缸内的液压从而控制第一电动液压缸(302)向外运动；所述夹爪式机械臂(4)包括与箱体(1)侧壁相连的第二控制单元(401)，所述第二控制单元(401)分别与第二电动液压缸(402)和第二前端关节(403)转动连接，所述第二前端关节(403)与第二中间关节(404)转动连接，所述第二电动液压缸(402)和第二中间关节(404)的另一端分别与夹爪式末端机械手(405)转动连接，所述第二电动液压缸(402)驱动夹爪式末端机械手(405)进行夹取。3.根据权利要求2所述的盘爪协助式智能减摇吊钩装置，其特征在于，所述四轴推力系统(7)包括第三控制器(701)、推力器(702)和推力支架(703)，所述推力支架(703)上设置有第三控制器(701)和四个推力器(702)，四个推力器(702)的轴心分别与箱体(1)四周圆形窗口(101)的轴心重合；所述第三控制器(701)根据内部的位姿传感器获取盘爪协助式智能减摇吊钩装置的偏转角度，从而控制推力器(702)对所述盘爪协助式智能减摇吊钩装置施加与其偏转角度相反的作用力。4.根据权利要求2所述的盘爪协助式智能减摇吊钩装置，其特征在于，所述吸盘式末端机械手(305)的下部为电动伸缩杆(306)，所述吸盘式末端机械手(305)的中部安装有用以控制电动伸缩杆(306)的第一控制器(308)，所述电动伸缩杆(306)下方设置有第一视觉传...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海泉，黄哲，赵庭祺，任昭鹏，方楠，刘可心，王生海，王丙昱，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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