[发明专利]一种船舶清洗残渣回收机器人及其系统

权利要求书

1.一种船舶清洗残渣回收机器人，其特征在于，包括残渣回收装置(1)、浮力平衡水箱(2)以及运动控制本体(3)，所述的残渣回收装置(1)滑动安装于运动控制本体(3)上，所述的残渣回收装置(1)可沿运动控制本体(3)高度方向做往复收缩运动，所述的浮力平衡水箱(2)安装于运动控制本体(3)的底部，所述的残渣回收装置(1)上表面开设有残渣回收入口(4)，所述的运动控制本体(3)上设有若干推进器(5)、摄像装置(6)、计算控制单元(7)，所述的推进器(5)、摄像装置(6)均与计算控制单元(7)通信连接，所述的摄像装置(6)用于对水下清洗机器人进行定位；

所述的浮力平衡水箱(2)包括若干独立的储水罐(9)，所述的运动控制本体(3)上还设置有充气排水机构(8)，每个所述的储水罐(9)均通过管道连通充气排水机构(8)，每个所述的储水罐(9)的排水口上均设有一单向阀(10)，所述的单向阀(10)用于充气排水机构(8)对储水罐(9)进行充气时将储水罐(9)内的水排出，储水罐(9)外部的水无法从单向阀(10)流入；

所述的浮力平衡水箱(2)还包括固定支架(11)，所述的固定支架(11)上设有若干储水罐安装孔(12)，所述的储水罐(9)安装于储水罐安装孔(12)上，所述的固定支架(11)上还设有安装孔，所述的固定支架(11)通过连接件和安装孔将储水罐(9)安装在运动控制本体(3)底部；

所述的运动控制本体(3)上还设有与计算控制单元(7)通信连接的深度传感器(13)，所述的深度传感器(13)用于感应深度变化；

所述的运动控制本体(3)上还设有与计算控制单元(7)通信连接的姿态传感器(14)，所述的姿态传感器(14)用于感知船舶清洗残渣回收机器人的姿态变化；

所述的推进器(5)包括水平推进装置(15)和竖直推进装置(16)，所述的水平推进装置(15)用于推进船舶清洗残渣回收机器人进行前进和后退动作，所述的竖直推进装置(16)用于调节船舶清洗残渣回收机器人的深度和进行姿态补偿动作；所述竖直推进装置(16)数量为4个，分别安装于运动控制本体(3)的四角；所述的摄像装置(6)包括双目摄像机(17)和伸缩支架(18)，所述的运动控制本体(3)上还开设有摄像安装槽(24)，所述的伸缩支架(18)安装于摄像安装槽(24)上，所述的双目摄像机(17)安装于伸缩支架(18)上，所述的双目摄像机(17)可随伸缩支架(18)的伸缩运动沿伸缩支架(18)长度方向做往复运动；

所述的残渣回收装置(1)包括框架(19)和网状面板(20)，所述的网状面板(20)安装于框架(19)上，所述的框架(19)顶部无网状面板(20)处为残渣回收入口(4)，所述网状面板(20)上还设有安装滑轨(21)，所述的残渣回收装置(1)通过安装滑轨(21)和连接件安装在运动控制本体(3)上；

姿态传感器(14)是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统，它包含三轴陀螺仪，三轴加速度计，三轴电子罗盘运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位数据，利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据；

双目摄像机(17)采用双目立体视觉系统，由双摄像机从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，或由单摄像机在不同时刻从不同角度获得被测物的两幅数字图像，并基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体三维轮廓及位置；

还包括残渣回收站(22)和机器人检修站(23)，所述的机器人检修站(23)用于船舶清洗残渣回收机器人的状态检查和充电维护；

所述的船舶清洗残渣回收机器人数量至少为2台，所述的船舶清洗残渣回收机器人交替工作回收残渣；

第一台船舶清洗残渣回收机器人执行回收作业时，第二台船舶清洗残渣回收机器人处于待命状态，当残渣回收量达到规定值时，第一台船舶清洗残渣回收机器人返航到残渣回收站，第二台船舶清洗残渣回收机器人到位继续执行残渣回收工作，此时第一台船舶清洗残渣回收机器人完成残渣倾倒后，进入机器人检修站进行状态检查和机器人充电，如果残渣回收装置(1)的侧网损坏则及时更换，浮力平衡水箱(2)重新充水，充气排水机构(8)重新充气，完毕后保持待命状态。