[发明专利]一种蛇鳗形轻作业模块化水下自主运维机器人

说明书

本发明涉及一种蛇鳗形轻作业模块化水下自主运维机器人，包括机器人本体，机器人本体包括多种模块舱，模块舱通过螺栓相互固定，模块舱的类型包括机械爪工具舱、机械扳手工具舱、动力舱、电池舱、扩展电池舱和关节舱，机械爪工具舱和机械扳手工具舱分设于机器人本体两端，动力舱、电池舱和扩展电池舱设于机械爪工具舱和机械扳手工具舱之间，通过关节舱进行连接，由关节舱调节所连接的两个模块舱的相对位置。与现有技术相比，本发明具有提高水下机器人的运动灵活性以及稳定性、同时具备无线充电功能，可常驻水下开展巡检任务等优点。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，尤其是涉及一种蛇鳗形轻作业模块化水下自主运维机器人。

背景技术

近年来人们尝试采用水下机器人开展海底油气生产系统、海底观测网、海上风电场等海洋基础设施的巡检。现有的自主水下航行器和遥控无人潜水器等传统水下机器人为刚性结构，在复杂水下设施中通过性、灵活性欠佳，且通常不具备水下充电的功能，不能满足长时间水下工作的要求。现有的水下仿生机器人在一定程度上提高了水下机器人的运动灵活性，但对自身姿态位置精细调节较低，通常不具备作业能力。水下机器人在水下基础设施巡检任务中往往需要携带不同的设备，如摄像头、声纳、机械爪、机械扳手以及水下探测传感器，特别是面对一些复杂度较高的水下任务时，现有水下机器人对于多任务的适应性较低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的自主水下机器人灵活性不高、功能单一、通用性不强以及没有作业能力的缺陷而提供一种蛇鳗形轻作业模块化水下自主运维机器人。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种蛇鳗形轻作业模块化水下自主运维机器人，包括机器人本体，所述机器人本体包括多种模块舱，所述模块舱通过螺栓相互固定，所述模块舱的类型包括机械爪工具舱、机械扳手工具舱、动力舱、电池舱、扩展电池舱和关节舱，所述机械爪工具舱和机械扳手工具舱分设于机器人本体两端，所述动力舱、电池舱和扩展电池舱设于机械爪工具舱和机械扳手工具舱之间，通过关节舱进行连接，由关节舱调节所连接的两个模块舱的相对位置。

所述机械爪工具舱用于拍摄水下视频以及抓取物体，包括机械爪、第一摄像头、第一照明灯、机械爪工具舱外壳和端盖。

进一步地，所述第一摄像头的数量为2个，对称分布于机械爪的两侧，所述第一照明灯的数量为2个，对称分布于机械爪的两侧，所述第一照明灯的中心连线与第一摄像头的中心连线垂直。

所述机械扳手工具舱用于拍摄水下视频以及螺栓的松紧，包括机械扳手、第二摄像头、第二照明灯、机械扳手工具舱外壳和端盖。

进一步地，所述第二摄像头的数量为2个，对称分布于机械扳手的两侧，所述第二照明灯的数量为2个，对称分布于机械扳手的两侧，所述第二照明灯的中心连线与第二摄像头的中心连线垂直。

进一步地，所述第一摄像头和第二摄像头用于采集水下视频和水下视觉导航，所述第一照明灯和第二照明灯用于对水下环境提供照明，所述机械爪工具舱外壳和机械扳手工具舱外壳用于保护舱内元件。

进一步地，所述机械爪工具舱和机械扳手工具舱中端盖设于机械爪和机械扳手的背面。

所述动力舱用于进行复杂运算与运动控制，同时推动机器人的运动，包括动力舱筒身，所述动力舱筒身的两端设有端盖，所述动力舱筒身的外侧设有天线、第一推进器和第二推进器，所述动力舱筒身的内部设有动力舱支架，所述动力舱支架用于支撑动力舱的内部结构且用于固定动力舱内部的各个元件，所述动力舱支架通过法兰与端盖连接，所述动力舱支架上设有调试模块、单板计算机、串口扩展模块、配重板、运动控制模块和USB扩展模块。

进一步地，所述第一推进器的数量为2个，分设于动力舱筒身的水平两侧，2个第一推进器的推进方向一致且推进方向与动力舱筒身垂直，所述第二推进器分设于动力舱筒身上远离第一推进器的上下两侧，所述第二推进器的推进方向互相垂直且各自推进方向与动力舱筒身的角度均为45度。