一种水下修复机器人、修复方法及海洋作业设备与流程

1.本发明涉及技术领域，更具体地说，涉及一种水下修复机器人、修复方法及海洋作业设备。


背景技术：

2.近年来我国海产养殖发展迅速，主要经济品种的发展尤为突出，带动了沿海经济的发展，成为沿海地区的一大产业。按照国际统计标准计算，中国已经成为海水养殖第一大国。中国海水鱼类的养殖方式有网箱、池塘和室内工厂化等，而网箱是目前海水鱼类养殖的主要形式，养殖产量占一半以上。养殖用的网箱尤其是深海网箱，受海浪、洋流以及其他野生海洋动物影响，容易产生一定程度的破损，进而造成较大的经济损失。目前对网箱破损尚无有效的检测手段，只能通过潜水员下水巡检，这样不但费时费力，且成本高昂，效率低下，一旦发现漏洞，也没有可靠的修复工具，只能靠潜水员手动修复，这样耗时长且极度消耗潜水员体力，毫无效率可言。特别是对于深海网箱，潜水员不借助更专业设备已无法达到。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种水下修复机器人，还提供了一种水下修复机器人修复方法及一种海洋作业设备。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.构造一种水下修复机器人，其中，包括机身框架，所述机身框架上搭载有对网体进行拍摄的摄像头组件、为所述摄像头组件提供光线的照明组件、提供水下移动动力的水下推进组件、机械手和c型钉枪；所述机械手包括至少两个将网体破损处边缘进行聚拢的活动夹臂，所述活动夹臂的前端设置有固定网体破损处线体的弯曲部，所述c型钉枪用于采用c型钉对网体聚拢的边缘处进行连接修补。
6.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述c型钉枪包括外壳，所述外壳上成型有通道，所述通道内设置有对c型钉上料的上料工位；所述外壳上设置有对所述上料工位上料的上料组件、将所述上料工位上c型钉推出所述通道的推动组件，和对推出所述通道的c型钉进行夹持的夹持组件。
7.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述夹持组件包括与所述外壳转动连接的两个压钉杆，两个所述压钉杆的同一端均设置有夹持槽，两个所述夹持槽构成压持c型钉的压钉杆虎口，所述压钉杆虎口位于所述通道的出口位置。
8.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述压钉杆的中部与所述外壳转动连接，所述压钉杆背离设置有所述夹持槽的一端转动连接有连杆，两个所述连杆的端部通过连杆销钉转动连接；所述连杆销钉由所述推动组件带动移动以通过连杆传动两个所述压钉杆转动进行压持c型钉。
9.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述推动组件包括推动所述c型钉的顶针和带动其移动的推杆电机，所述顶针上开设有与所述连杆销钉配合的顶针槽口。
10.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述上料组件包括叠放c型钉的钉槽以及对所述钉槽内叠放的c型钉提供弹性压持力的弹性压持单元；所述通道上设置有与所述钉槽连接的进钉槽口。
11.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述水下推进组件包括分布于所述机身框架外侧表面的四个第一推进器，四个所述第一推进器用于配合控制所述机身框架横向的移动；所述水下推进组件还包括分布于所述机身框架上侧表面或下侧表面的两个第二推进器，两个所述第二推进器用于配合控制所述机身框架纵向的移动。
12.本发明所述的水下修复机器人，其中，所述摄像头组件包括摄像头和带动其移动的云台，所述照明组件包括辅助补光灯和主补光灯，所述辅助补光灯设置在所述云台上且与所述摄像头同步移动，所述主补光灯在所述机身框架上设置有多个且分布在所述摄像头的周侧。
13.一种水下修复机器人修复方法，应用于如上述的水下修复机器人，其实现方法如下：
14.根据网箱形状，预先设定好巡检路线，水下修复机器人通过水下推进组件提供动力沿设定好的巡检路线移动，并依靠摄像头组件进行拍摄巡检；
15.当拍摄画面显示存在网箱漏洞时，截取相关视频并附带破损处相对位置上传给操作人员，待巡检完成后机器人可根据操作人员指令自动返回指定的破损位置，在操作人员手动操作下，通过机械手和c型钉枪对破损位置进行修补。
16.一种海洋作业设备，其中，所述海洋作业设备上设置有如上述的水下修复机器人。
17.本发明的有益效果在于：根据网箱形状，预先设定好巡检路线，水下修复机器人通过水下推进组件提供动力沿设定好的巡检路线移动，并依靠摄像头组件进行拍摄巡检；当拍摄画面显示存在网箱漏洞时，截取相关视频并附带破损处相对位置上传给操作人员，待巡检完成后机器人可根据操作人员指令自动返回指定的破损位置，在操作人员手动操作下，通过机械手和c型钉枪对破损位置进行修补，操作简单，使用方便快捷，高度智能化，在降低巡检、修复成本的基础上，极大地提高了工作效率，减轻工人劳动强度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
19.图1是本发明较佳实施例的水下修复机器人结构示意图；
20.图2是本发明较佳实施例的水下修复机器人c型钉枪结构示意图；
21.图3是本发明较佳实施例的水下修复机器人c型钉枪俯视图；
22.图4是本发明较佳实施例的水下修复机器人c型钉枪剖视图；
23.图5是本发明较佳实施例的水下修复机器人c型钉枪驱动原理图。
具体实施方式
24.为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而
不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
25.本发明较佳实施例的水下修复机器人，如图1所示，同时参阅图2-5，包括机身框架1，机身框架1上搭载有对网体进行拍摄的摄像头组件2、为摄像头组件2提供光线的照明组件3、提供水下移动动力的水下推进组件、机械手5和c型钉枪6；机械手5包括至少两个将网体破损处边缘进行聚拢的活动夹臂50，活动夹臂50的前端设置有固定网体破损处线体的弯曲部51，c型钉枪6用于采用c型钉对网体聚拢的边缘处进行连接修补；
26.根据网箱形状，预先设定好巡检路线，水下修复机器人通过水下推进组件提供动力沿设定好的巡检路线移动，并依靠摄像头组件2进行拍摄巡检；当拍摄画面显示存在网箱漏洞时，截取相关视频并附带破损处相对位置上传给操作人员，待巡检完成后机器人可根据操作人员指令自动返回指定的破损位置，在操作人员手动操作下，通过机械手5和c型钉枪6对破损位置进行修补，操作简单，使用方便快捷，高度智能化，在降低巡检、修复成本的基础上，极大地提高了工作效率，减轻工人劳动强度。
27.本技术的该种水下机器人可工作深度达水下300米，完全覆盖了深海网箱可达到的深度范围
28.优选的，c型钉枪6包括外壳60，外壳60上成型有通道600，通道600内设置有对c型钉7上料的上料工位601；外壳60上设置有对上料工位上料的上料组件61、将上料工位上c型钉7推出通道的推动组件62，和对推出通道的c型钉7进行夹持的夹持组件63；
29.使用时，通过上料组件61对通道600内的上料工位处进行上料c型钉7，通过推动组件将上料的c型钉推出通道，夹持组件对c型钉7进行夹持并使其形变进行锁紧被机械手5拉住的破损处边缘的线头，即可完成修补动作；
30.上述的上料组件61、推动组件62、夹持组件63均可以如下述具体方式外的现有的设备实施，基于该种原理的现有结构替换，均属于本技术保护范畴。
31.优选的，夹持组件63包括与外壳60转动连接的两个压钉杆630，两个压钉杆630的同一端均设置有夹持槽631，两个夹持槽631构成压持c型钉的压钉杆虎口，压钉杆虎口位于通道600的出口位置；夹持结构合理且紧凑，夹持可靠性好。
32.优选的，压钉杆630的中部与外壳60转动连接，压钉杆630背离设置有夹持槽631的一端转动连接有连杆632，两个连杆632的端部通过连杆销钉633转动连接；连杆销钉633由推动组件62带动移动以通过连杆传动两个压钉杆转动进行压持c型钉；通过连杆传动的方式，将推料以及夹持进行联动，可以节省一套驱动系统，同时使得推料与夹持动作更加连贯，提升修补效率。
33.优选的，推动组件62包括推动c型钉的顶针620和带动其移动的推杆电机621，顶针620上开设有与连杆销钉633配合的顶针槽口6200；
34.推料时，推杆电机带动顶针横移将上料工位上的c型钉推出通道进入钉杆虎口内，然后推杆电机带动顶针反向移动，此时会带动连杆销钉移动，使得连杆挤压压钉杆，两个压钉杆转动完成对c型钉的夹持动作，结构简洁合理且紧凑，压持可靠性好。
35.优选的，上料组件61包括叠放c型钉的钉槽610以及对钉槽内叠放的c型钉提供弹性压持力的弹性压持单元611；通道600上设置有与钉槽连接的进钉槽口；采用钉槽的方式进行叠放c型钉并进行弹性压持，当每推出一个c型钉后，后续的c型钉会在顶针离开上料工
位时自动进行填入上料，保障修补动作的连续性；
36.较佳的，弹性压持单元611采用不锈钢卷簧，当然也可以采用其他的弹性结构形式，基于该种原理的简单替换均属于本技术保护范畴。
37.较佳的，c型钉选用不锈钢材质，钉枪亦采用耐腐蚀材质，以便于在海水中长期使用。
38.优选的，水下推进组件包括分布于机身框架1外侧表面的四个第一推进器40，四个第一推进器40用于配合控制机身框架横向的移动；水下推进组件还包括分布于机身框架1上侧表面或下侧表面的两个第二推进器41，两个第二推进器41用于配合控制机身框架纵向的移动；机器人搭载六个高效能水下推进器，推进期之间相互配合可实现前进、后退、左移、右移、上浮、下沉、俯仰、左右转弯等等多种动作；
39.优选的，摄像头组件2包括摄像头20和带动其移动的云台21，照明组件3包括辅助补光灯30和主补光灯31，辅助补光灯30设置在云台21上且与摄像头20同步移动，主补光灯31在机身框架1上设置有多个且分布在摄像头20的周侧。
40.较佳的，摄像头20采用高清、低照度浑水摄像头，以便于在较暗的环境下拍出清晰的照片和视频，而且具有较强的穿透能力，即使水质较为浑浊也可以清晰地观测到网箱的状况。
41.较佳的，主补光灯31和辅助补光灯30均采用高亮度led灯，主补光灯设置于机身前部摄像头两侧，辅助补光灯设置于摄像头云台上，随摄像头动作而动作。
42.更进一步的，主补光灯31和辅助补光灯30均具有调光功能，可根据光照条件自动或手动开关或调整亮度，确保摄像头可以拍出高清晰度图像。
43.较佳的，机器人主体内部为电气设备密封舱8，内有机器人的供电电路、控制电路、通信电路等等；机器人还可以搭载距离传感器、水深传感器、感光传感器、陀螺仪等等多种传感器，结合机器人的智能操作系统，以及推进器，可实现按预定路线自动巡检和自动返回多个定位点。
44.一种水下修复机器人修复方法，应用于如上述的水下修复机器人，其实现方法如下：
45.根据网箱形状，预先设定好巡检路线，水下修复机器人通过水下推进组件提供动力沿设定好的巡检路线移动，并依靠摄像头组件进行拍摄巡检；
46.当拍摄画面显示存在网箱漏洞时，截取相关视频并附带破损处相对位置上传给操作人员，待巡检完成后机器人可根据操作人员指令自动返回指定的破损位置，在操作人员手动操作下，通过机械手和c型钉枪对破损位置进行修补；操作简单，使用方便快捷，高度智能化，在降低巡检、修复成本的基础上，极大地提高了工作效率，减轻工人劳动强度。
47.一种海洋作业设备，其中，海洋作业设备上设置有如上述的水下修复机器人；本技术所指的海洋作业设备，不仅包括船只、海上建筑等，也包括海洋直升机、潜水设备等等设备；
48.可以理解的，在淡水或者咸淡水中应用本技术的水下修复机器人进行修复作业，同样属于本技术保护范畴。
49.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。