一种水下识别抓取式机器人的制作方法

1.本实用新型属于机械制造和水下机器人领域，具体涉及一种水下识别抓取式机器人。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.作为高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，机器人能够自动执行各种操作，适应各种恶劣的工作环境，为释放人类工作负担、提高生产效率带来了很大的效益，因而被广泛应用于生产和生活的各个领域。
4.水下资源或文物在水底，具有一定深度，检查维修存在困难，人工的方式存在潜水深度有限、劳动强度大、危险程度高等缺陷，所以一种可自动识别抓取的水中寻迹机器人的出现就显得极为重要。
5.由于智能水下机器人工作环境的复杂性和未知性，需要不断改进和完善现有的智能体系结构﹐提升对未来的预测能力﹐加强系统的自主学习能力﹐使智能系统更具有前瞻性。而目前，水下机器人自动化程度较低，大部分的水中机器人仍然依靠人工进行手动操作，无法进行自动识别操作。结构复杂，水下运动不稳，易受到水流流动的干扰，水下系统的运动稳定性有待提高。
6.该产品为一种用于资源探测和文物寻迹的水下作业机器人，其可以在恶劣且危险的水下环境中工作，尽可能提升工作效率


技术实现要素：

7.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种水下识别抓取式机器人，本实用新型为了解决水下抓取运动不稳，效率低，阻力大，结构复杂的技术问题。
8.根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：
9.一种水下识别抓取式机器人，包括机身，所述机身包括上甲板和下甲板，所述上下甲板之间设有螺旋桨，所述下甲板下端设有刀具和机械手，所述上甲板和下甲板之间还设有主控舱、密封舱、电池舱和螺旋桨连接轴座，所述螺旋桨通过连接折臂与螺旋桨连接轴座相连，所述螺旋桨、机械手分别与主控舱相连。
10.另外，根据本实用新型实施例的水下识别抓取式机器人还可以具有以下附加技术特征：
11.优选的，所述上甲板和下甲板之间还设有丝杆滑块
12.优选的，所述机身的四角和侧面均设有螺旋桨。
13.优选的，所述上甲板和下甲板为镂空结构。
14.优选的，所述密封舱为亚克力板粘接和密封垫配合结构。
15.优选的，所述螺旋桨为四升降螺旋桨。
16.优选的，所述机身上还设有摄像头和红外传感器，所述摄像头和红外传感器与主
控箱相连。
17.优选的，所述刀具为刀具冲撞结构。
18.优选的，所述机身上还设有陀螺仪。
19.优选的，其中两个螺旋桨置于机身两侧成30
°
角放置。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
21.本实用新型通过设置螺旋桨实现在水下的高效运动，通过设置上甲板和下甲板镂空结构减小阻力，通过设置机械手实现对水下文物的自动抓取，通过设置传感器和摄像头实现水下精准探测的技术效果。
附图说明
22.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
23.图1是本实用新型的水下识别抓取式机器人的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.在图1中，刀具1；下甲板2；螺旋桨连接轴座3；上甲板4；螺旋桨5；丝杆滑块6；主控舱7；连接折臂8；电池舱9；机械手10。
具体实施方式：
26.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
27.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.如图1所示，一种水下识别抓取式机器人，包括机身，所述机身包括上甲板4和下甲板2，所述上下甲板2之间设有螺旋桨5，所述下甲板2下端设有刀具1和机械手10，所述上甲板4和下甲板2之间还设有主控舱7、密封舱、电池舱9和螺旋桨5连接轴座3，所述螺旋桨5通过连接折臂8与螺旋桨5连接轴座3相连，所述螺旋桨5、机械手10分别与主控舱7相连。
29.水中机器人可自动控制前进、后退及转向，自主进行图像识别、信息反馈、机械臂抓取物体等，装有红外传感器及水下摄像头,可以更好的对水下的环境,生物种类等进行探测。水下识别抓取式机器人，包括机器人本体、电动推杆加机械手10，其本体包括上下甲板2、密封舱、四升降螺旋桨5、陀螺仪、kapi控制系统、红外传感器、剪切装置。上甲板4和下甲板2可以维持机身的稳定性，且均采用镂空结构，使得其功率体积比较大，可实现减小阻力，为水中机器人的上升与下潜提供了方便。
30.密封舱，用亚克力板粘接以及与密封垫配合的方式。在保证可加工性的前提下，保证精度和设计合理性也能够实现良好的密封效果。四升降螺旋桨5方案满足机器人稳定地升降与前后倾斜。对于物体的识别，在硬件上需要水中摄像头和控制板。控制系统用kapi控制系统控制水中机器人行动，使用树莓派用python编程来进行图像识别。避障功能以及循迹功能的实现，通过红外传感器来满足。剪切装置，采用刀片冲撞的方案，通过持续加力切断绳子，刀片采用t10工具钢。陀螺仪可实现机身倾斜之后的自动调整，防止水中机器人发
生侧翻。
31.通过使用kapi控制板和螺旋桨5可实现水中机器人的基本运动，包括机器人的前进、后退、转向、上浮、下潜等功能。可实现剪切功能，水中机器人配有剪切装置，固定的刀片使得水中机器人在水中也能轻易地将水草或绳子等物体剪断。
32.自主检测相对位置，水中机器人上装配有陀螺仪，可实现机身倾斜之后的自动调整，防止水中机器人发生侧翻。实现巡检功能，水中机器人装配有红外传感器及水下摄像头，通过红外传感器可以探测机身与水底之间的距离，并可以实现自主避障功能及水下自主循迹功能。具备抓取物体的功能，将机械手10放置于机身的正下方，通过电动推杆的推动以实现对正下方物体的抓取。物体抓取时十分稳定，并能保证被抓取物体的完整性。自主进行图像识别、信息反馈，在水中机器人上安装水下摄像头，并通过树莓派控制板及python编程实现图形识别的功能。
33.水中机器人采用模块化设计和可拆卸板块，结构简单，便于实现其模块化生产，如：刀具1模块、控制模块、电池模块、探测模块等，可以根据所需要的功能的不同加装不同的模块，以实现水中机器人在水下不同的功能用途。螺旋桨5连接座连接上下甲板2，更加合理利用空间，使得水中机器人的结构更加紧凑，减小了水中机器人的整体体积。将两个的螺旋桨5置于机身两侧成30
°
角放置，可以减小转弯半径，更加易于转向，在水下的环境适应性更好，驱动效率更高。
34.上下甲板2均采用镂空设计，使得其功率体积比较大，可实现减小阻力，为水中机器人的上升与下潜提供了方便。控制核心舱与电池舱9的一端我们设计成非永久性密封端，使用可拆卸端盖，可以根据需求拆卸控制核心舱里的控制板和电池舱9里的电池，方便以后对控制部分及电池模块进行不定时的调整。
35.上甲板4和下甲板2之间还设有丝杆滑块6。机身的四角和侧面均设有螺旋桨5。上甲板4和下甲板2为镂空结构。密封舱为亚克力板粘接和密封垫配合结构。螺旋桨5为四升降螺旋桨5。机身上还设有摄像头和红外传感器，所述摄像头和红外传感器与主控箱相连。刀具1为刀具1冲撞结构。机身上还设有陀螺仪。其中两个螺旋桨5置于机身两侧成30
°
角放置。
36.水中机器人的控制模块和电池模块需要两个密封舱，使用多块亚克力板粘接并辅助使用密封垫圈配合的方法制造两个密封舱，在保证了可加工性的前提下，通过进行工艺创新，既保证了精度要求也符合设计的合理性，最终也实现了良好的密封效果。螺旋桨5连接座采用铝合金材料，工件刚性较强，先用数控铣床铣削出周围轮廓，加工出工件的外形，再进行划线，钻孔，攻丝，最后进行修角倒棱。上下甲板2采用亚力克材料，通过激光切割在激光切割机上进行加工制作。通过激光切割的优化配置可实现工艺的创新。为保证刀片的硬度和耐磨性，刀片选用t10钢(优质碳素工具钢)，刀片应用精细加工来加工刀刃，以便切割绳索。加工时先用线切割机切割出外形尺寸，再用普通铣床粗开刀刃，之后进行淬火处理淬火，利用表面淬火提高刀片表面的硬度和耐磨性，最后精修刀刃。
37.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
38.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领
域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。