一种水下作业机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103303449A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103303449103303449A(43)申请公布日2013.09.18(21)申请号201310208192.0B25J9/08(2006.01)(22)申请日2013.05.30B25J19/04(2006.01)(71)申请人河北工业大学地址300401天津市北辰区双口镇西平道5340号申请人中科华核电技术研究院有限公司(72)发明人张明路刘青松袁杰张小俊钱建华李满宏(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人李济群(51)Int.Cl.B63C11/52(2006.01)B25J5/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图8页附图8页(54)发明名称一种水下作业机器人(57)摘要本发明公开一种水下作业机器人，其特征在于该机器人主要包括车体模块、机械手模块或/和水下摄像机模块、功能组件模块及控制模块，各模块之间机械与电气完全隔离；车体模块主要由六轮六驱密封车体、车体直流伺服电机、车体电机驱动器、车体水下超声传感器、车体温度压力传感器、水下照明灯、车体防水插头、车体充气阀及车体防辐射铅板组成；机械手模块主要由基座、腰部、大臂、小臂及末端执行器组成，其中基座、腰部、大臂、小臂之间依次通过中空关节轴连接，机械手内部充气和走线；水下摄像机模块主要由水下摄像机、水下摄像照明灯和二维云台组成；功能组件模块主要有储物盒、水下吸尘器和水下切割器；控制模块主要为主控制台和手控盒。CN103303449ACN10349ACN103303449A权利要求书1/2页1.一种水下作业机器人，采用模块化设计，其特征在于该机器人主要包括车体模块、机械手模块或/和水下摄像机模块、功能组件模块以及控制模块，各模块之间的机械与电气完全隔离；所述车体模块主要由六轮六驱密封车体、车体直流伺服电机、车体电机驱动器、车体水下超声传感器、车体温度压力传感器、水下照明灯、车体防水插头、车体充气阀以及车体防辐射铅板组成，对称布置于车体内部的两套带有制动器的车体直流伺服电机，经车体锥齿轮与车体后轴连接，分别驱动车体两侧用同步带连接的车轮前后、左右无级变速运动；车体电机驱动器布置于车体内部隔板之上，用于驱动车体直流伺服电机运动；车体水下超声传感器与水下照明灯安装于车体前侧功能组件模块储物盒之下；车体温度压力传感器通过传感器支架安装于车体内部；车体防水插头安装于车体后侧，在车体内侧分别与车体电机驱动器和车体温度压力传感器连接，在车体外侧与零重力电缆连接，实现车体内部电器元件与岸上控制模块的电气连接；车体充气阀位于车体后侧左下角；车体防辐射铅板布置于车体内部腔体周围；所述的机械手模块主要由基座、腰部、大臂、小臂以及末端执行器组成，其中基座、腰部、大臂、小臂之间依次通过中空关节轴连接，机械手内部充气和走线；基座主要由基座箱体、腰部关节轴、基座直流伺服电机、基座电机驱动器、基座温度压力传感器、基座防水插头、基座充气阀以及基座防辐射铅板组成；基座箱体下侧与车体上部机械连接，上侧经垂直于基座箱体上平面的中空腰部关节轴与腰部连接；基座直流伺服电机布置于基座箱体内部，经基座锥齿轮与腰部关节轴连接，驱动腰部水平旋转；驱动机械手各关节及末端执行器的直流伺服电机的基座电机驱动器均布置于基座箱体内部，位于基座直流伺服电机的两侧；基座温度压力传感器安装于基座箱体内部基座直流伺服电机之上；基座充气阀布置于基座箱体后侧左下角；基座防辐射铅板布置于基座箱体内部腔体周围；腰部的外形前端呈方形，后端为圆柱形，主要由腰部箱体、肩部关节轴和腰部直流伺服电机组成，下侧经腰部关节轴与基座箱体连接，左侧经中空肩部关节轴与大臂箱体连接，其中两个中空轴的轴线垂直且共面；带有制动器的腰部直流伺服电机布置于腰部箱体内部，其轴线与腰部箱体中轴线重合，经腰部锥齿轮与肩部关节轴相连，驱动大臂俯仰转动；大臂的外形呈圆柱形，主要由大臂箱体、肘部关节轴和大臂直流伺服电机组成，前部右侧经中空肘部关节轴与小臂箱体连接，后部右侧经肩部关节轴与腰部连接，其中两个中空轴的轴线平行；带有制动器的大臂直流伺服电机布置于大臂箱体内部，其轴线与大臂箱体中轴线重合，经一对大臂锥齿轮与肘部关节轴连接，驱动小臂实现俯仰转动；小臂外形为圆柱形，主要由小臂箱体、腕部套轴外轴、腕部套轴芯轴、末端执行器直流伺服电机、腕部直流伺服电机、小臂摄像机和小臂水下超声传感器组成，前端经轴线与小臂箱体中轴线重合的腕部套轴外轴与末端执行器连接，后部左侧经肘部关节轴与大臂连接，两轴轴线共面且垂直，与末端执行器连接的腕部套轴外轴轴线与腰部箱体中轴线共面；末端执行器直流伺服电机、腕部直流伺服电机前