[发明专利]一种集成声呐通信的水下机械臂

说明书

本发明提供一种集成声呐通信的水下机械臂，包括供电系统、水声通信系统、机械臂、稳定器以及控制器，所述机械臂包括壳体、谐波减速机、定子、转子以及刹车片，所述水声通信系统用于机械臂与岸上工作台的信息传递，所述稳定器检测水底信息并稳定机械臂位置，所述供电系统为其他部分供电。本发明的实质性效果是：通过水下机械臂安装电池供电系统，大大增加了机械臂水下作业的续航能力；通过水下声呐装置，可以测量水下机械臂距离河床的距离，从而辅助机器人定位系统精确定位。解决了现有水下机器人续航时间短、运动稳定性差的技术问题。

技术领域

本发明涉及机器人一体化关节领域，尤其涉及一种集成声呐通信的水下机械臂。

背景技术

随着陆地资源越来越匮乏，许多资源面临开发殆尽，近年来对海洋资源的开发成为趋势，但是在环境恶劣，水下作业空间狭窄的地方，人类显然无法胜任。

海洋资源的开发离不开水下机械臂，复杂环境下高适应性、高稳定性、高精度、抗冲击性、高续航成为水下机械臂性能的发展趋势。

有缆水下机械臂的控制比较简单，可由操作人员通过操作台实现人机交互控制。但水下机器人在水中的运动有六个自由度，它本身是一个强耦合的非线性系统，加上局部水流方向、流速都是无规则变化的，动力定位控制系统的刚度很难满足定点作业的要求，现有水下机器人一旦遇到突发的水流冲击，很容易对作业产生影响，存在着运动稳定性差的技术问题。

公开号为CN110758680B的专利文献公开了一种水下机器人、用于水域搜救的平台及其操作方法。一种水下机器人，包括：主体部分；布置在所述主体部分的侧面的多个推进器；经由上盖端部耦合的连接装置；以及传感器系统。一种包括上述水下机器人的用于水域搜救的平台，包括：在水面或水下航行的无人艇；以及装载在所述无人艇上方的控制仓。一种用于操作上述平台的方法，包括：接收释放命令；响应于接收到所述释放命令，释放所述水下机器人到预定深度；响应于所述水下机器人到达预定深度，接收作业命令以使所述水下机器人开展作业。该申请解决运动稳定性差的技术问题所用的技术手段为改变机器人外形，难以适用于各个方向的不同水流冲击。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有水下机器人续航时间短、运动稳定性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种集成声呐通信的水下机械臂，包括供电系统、水声通信系统、机械臂、稳定器以及控制器，所述机械臂包括壳体、谐波减速机、定子、转子以及刹车片，所述水声通信系统用于机械臂与岸上工作台的信息传递，所述稳定器检测水底信息并稳定机械臂位置，所述供电系统为其他部分供电。供电系统为安装在壳体内的电池，机械臂壳体有防水涂层且密封良好，该方案使得机械臂可以进行无线缆作业，集成的声呐系统可以在水中环境作业时检测周围环境，稳定器使得水下机械臂能够在恶劣环境下保持稳定作业。谐波减速机用于完成转子与其他机构的传动，刹车片用于停止机械臂的运动，避免撞击或位置偏差。

作为优选，水声通信系统包括水声通信机、水下声呐、水下声学释放器，所述水声通信机包括水上水声通信机以及水下水声通信机。

作为优选，包括输出轴、输入轴以及电动爪手，所述电动爪手与机械臂的输出轴连接，所述刹车片与机械臂的输入轴连接。

作为优选，所述声学释放器、水下声呐以及水下通信机均通过橡胶圈封装在壳体内，所述水下声呐检测机械臂与岸边的距离信息。

作为优选，还包括隔磁板，避免定子和转子产生的磁场对其他元件的干扰。