[发明专利]控制棒导向筒开口销检测机器人及定位方法

权利要求书

1.一种控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：它包括车本体、垂直升降机构、探头组件、视频定位机构以及安装于所述车本体上的三自由度定位机构，所述三自由度定位机构包括θ轴驱动机构、安装于所述车本体上的Y轴驱动机构和安装于所述Y轴驱动机构上的X轴驱动机构，所述垂直升降机构安装于所述X轴驱动机构上，所述θ轴驱动机构安装于所述垂直升降机构上，所述探头组件安装于所述θ轴驱动机构上，所述X轴驱动机构的驱动方向和Y轴驱动方向相垂直且均与所述车本体上端面相平行，所述θ轴驱动机构带动所述探头组件旋转，所述垂直升降机构垂直所述车本体上端面。

2.根据权利要求1所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：所述车本体包括罩体、安装于所述罩体其中相对的两个侧壁上的两个车轮组件、密封安装于所述罩体内且与所述车轮组件相连接的传动组件。

3.根据权利要求1所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：每个所述车轮组件包括主动同步带轮、从动同步带轮以及连接于所述主动同步带轮和从动同步带轮上的双面齿同步带。

4.根据权利要求1所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：所述Y轴驱动机构包括设于所述车本体上端面上的Y轴导轨、与所述Y轴导轨相平行设置的Y轴丝杆组件、滑动连接于所述Y轴导轨上且与所述Y轴丝杆组件相连接的Y轴底座以及驱动所述Y轴丝杆组件移动的Y轴电机，所述Y轴电机的输出轴与所述Y轴丝杆组件的丝杆相平行或同轴设置。

5.根据权利要求4所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：所述X轴驱动机构包括固定于所述Y轴底座上且与所述Y轴导轨相垂直设置的X轴导轨、安装于所述Y轴底座上且与所述X轴导轨相平行设置的X轴丝杆组件、滑动连接于所述X轴导轨上且与所述X轴丝杆组件的螺母相固定连接的X轴底座以及用于驱动所述X轴丝杆组件转动的X轴电机。

6.根据权利要求5所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：所述X轴电机与所述X轴丝杆组件的丝杆相垂直设置且两者通过锥齿轮组相传动连接，所述X轴电机与所述Y轴电机相平行设置，所述X轴底座具有延伸部，所述延伸部上设有用于安装所述锥齿轮组的X轴框体，所述X轴电机固定安装于所述X轴框体上。

7.根据权利要求1所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：所述垂直升降机构包括垂直所述车本体上端面设置的竖向安装板、安装于所述竖向安装板其中一个侧面上且伸缩方向垂直所述车本体上端面设置的竖向气缸，安装有所述竖向气缸的侧面为第一侧面，所述垂直升降机构还包括安装于所述第一侧面上且与所述竖向气缸的伸缩方向相平行设置的竖向导轨、滑动连接于所述竖向导轨上且与所述竖向气缸的活塞杆相固定连接的竖向底座。

8.根据权利要求1所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：视频定位机构包括安装于所述车本体上的粗定位部以及安装于所述垂直升降机构上的精定位部，所述精定位部安装于竖向安装板上且与所述第一侧面相对的侧面上，粗定位部包视频旋转座、安装于可以转动的视频旋转座上的水平摄像头，所述精定位部为竖向设置的竖向摄像头，竖向摄像头的拍摄方向朝上。

9.根据权利要求1所述的控制棒导向筒开口销检测机器人，其特征在于：所述探头组件包括探头晶片、用于固定所述探头晶片的晶片固定架、底板以及连接于所述底板和所述晶片固定架之间的第一缓冲组件，所述第一缓冲组件与所述晶片固定架之间还设有第二缓冲组件，所述第二缓冲组件包括与所述第一缓冲组件相连接的中板、套设于所述中板上的筒体以及固定于所述筒体内部的弹性橡胶，所述晶片固定架固定插设于所述弹性橡胶内且与所述中板间存在间隙，所述探头晶片与所述晶片固定架高出所述第二缓冲组件部分的高度大于开口销凹槽最深处至上栅格板下端面的距离，该距离为压缩距离。

10.一种利用权利要求8所述的控制棒导向筒开口销检测机器人检测开口销的定位方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(一).利用水平摄像头观察水下环境，并控制检测机器人移动至待检测开口销下方附近。

(二)建立竖向摄像头坐标系，以竖向摄像头中心为原点，以平行于X轴方向为X方向，以平行于Y轴方向为Y方向，探头组件中心与竖向摄像头中心相对位置固定，△X为0，△Y为固定值，且探头组件初始方向与摄像头坐标系X方向平行；

(三).利用竖向摄像头拍摄开口销端面图像，提取开口销中心的相对摄像头的坐标和凹槽角度，利用机器人的X/Y定位机构，将竖向摄像头运动至开口销中心对齐，探头组件由θ轴电机驱动旋转至凹槽角度；

(四).定位机构Y轴移动△Y，这样探头组件完全定位在开口销下方，可由垂直升降机构升入开口销凹槽。