一种水下小目标定位抓取装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111674530A(43)申请公布日2020.09.18(21)申请号202010358027.3B25J9/16(2006.01)(22)申请日2020.04.29(71)申请人大连海事大学地址116000辽宁省大连市甘井子区凌水街道凌海路1号(72)发明人付先平袁国良周烽张军奧斯曼·穆罕默德(74)专利代理机构大连至诚专利代理事务所(特殊普通合伙)21242代理人杨威杨爽(51)Int.Cl.B63C11/48(2006.01)B63C11/52(2006.01)B25J15/10(2006.01)B25J13/08(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图10页(54)发明名称一种水下小目标定位抓取装置及方法(57)摘要本发明提供一种水下小目标定位抓取装置，承载体、设置于承载体两侧的多个所述推进器和用于装载目标物的网袋，还包括：机械手、第一摄像头、第二摄像头、推进器、处理单元、深度传感器、声纳和驱动机构；处理单元接收第一摄像头、第二摄像头、深度传感器、声纳各自采集的数据信息并进行处理，根据处理结果控制驱动机构驱动机械手对目标物进行抓取。本发明在机器人上方的第一摄像头成功识别到目标物后，机器人根据目标物所在位置调整自身姿态，当目标物进入第一摄像头视野盲区后，可由固定于机械手上的第二摄像头继续跟踪目标物，通过第一摄像头和第二摄像头的相互协作，以及深度传感器和声纳的配合，使机器人对目标物的抓取过程顺利完成。CN111674530ACN111674530A权利要求书1/2页1.一种水下小目标定位抓取装置，包括承载体(12)、处理单元(13)、设置于所述承载体(12)两侧的多个推进器(11)；其特征在于，还包括：机械手、第一摄像头(14)、第二摄像头(15)、推进器(11)、深度传感器(17)、声纳(18)、驱动机构和用于装载目标物的网袋(10)，所述网袋(10)固定于底板(12-1)的底部，所述网袋(10)设置于所述机械手与所述驱动机构之间；所述驱动机构设置于所述承载体(12)内部，所述机械手一端与所述驱动机构连接；所述第一摄像头(14)固定于所述机械手上，用于采集所述第一摄像头(14)与所述机器人之间的实时角度；所述第二摄像头(15)固定于所述承载体(12)顶部，用于采集目标物的实时视频；所述深度传感器(17)固定于所述承载体(12)顶部，用于采集机器人距离海底的距离；所述声纳(18)固定于所述承载体(12)底部，用于采集所述第一摄像头(14)距离海底的距离；所述处理单元(13)接收所述第一摄像头(14)发送的所述机器人之间的实时角度、所述第二摄像头(15)发送的目标物的实时视频、所述深度传感器(17)发送的集机器人距离海底的距离和所述声纳(18)发送的所述第一摄像头(14)距离海底的距离并进行处理，根据处理得到的机器人与目标物之间实时距离控制所述多个推进器(11)动作，使所述水下机器人运动到到目标物处，并控制所述驱动机构驱动所述机械手对目标物进行抓取。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动机构包括：第一舵机(1)、第二舵机(2)、旋转臂(9)和第一支架(4)；所述第一舵机(1)固定于底板(12-1)上，所述旋转臂(9)由横部垂直于纵部构成，所述纵部旋转固定于所述第一舵机(1)上，所述第一舵机(1)控制所述旋转臂(9)以所述第一舵机(1)为旋转中心进行旋转；所述第一支架(4)为“U”型结构，所述第一支架(4)的两自由端向外延伸有凸沿，所述凸沿在支撑板(12-2)上的滑槽(12-2-1)内滑动；所述第二舵机(2)固定于所述第一支架(4)上；所述机械手包括：机械手本体(8)、第三舵机(3)和第二支架(5)；所述第二支架(5)旋转固定于所述第二舵机(2)上，所述第二舵机(2)控制所述第二支架(5)翻转；所述第三舵机(3)固定于所述第二支架(5)上；所述机械手本体(8)固定于所述第三舵机(3)上，所述第三舵机(3)控制所述机械手本体(8)开合；所述承载体(12)顶部固定有至少两个滑轮(6)，所述旋转臂(9)的横部两自由端与绳索(7)一端固定，所述绳索(7)另一端与所述第一支架(4)的凸沿固定，所述绳索(7)穿过所述滑轮(6)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述旋转臂(9)自由端靠近所述机械手本体(8)且与水平夹角大于45°小于90°时，所述第二舵机(2)驱动所述第二支架(5)向上旋转，使所述机械手本体(8)的指尖朝上，所述第三舵机(3)控制所述机械手本体(8)打开。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述旋转臂(9)的自由端靠近所述机械手本体(8)且与水平夹角大于0°小于30°时，所述第二舵机(2)驱动所述第二支架(5)向