海底生物采收系统

阅读:174发布:2020-05-26

专利汇可以提供海底生物采收系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种海底 生物 采收系统,包括海底采收 机器人 和操控装置;所述海底采收机器人包括车体、防 水 磁耦合 驱动器 、多轴 机械臂 、关节 驱动轴 、采收夹爪、射灯、输送道、收纳箱、吊环和数个 车轮 ;所述操控装置包括车体 控制器 、操控控制器和操控器。本发明采收作业时,位于作业船上的操作人员操纵操控器,操控器将操作人员的肢体动作转化为动作指令电 信号 给操控控制器,操控控制器对信号进行编码操作以后通过线缆或无线电发送给车体控制器,车体控制器将信号解码后,对车轮、关节驱动轴和采收夹爪上的各个 电机 进行运动控制,实现车体的移动以进行海洋生物全方位自动采收,实现了采收的自动化,劳动强度大大降低,安全性大大提高。,下面是海底生物采收系统专利的具体信息内容。

1.海底生物采收系统,其特征在于,包括海底采收机器人和操控装置;
所述海底采收机器人包括车体、防磁耦合驱动器、多轴机械臂、关节驱动轴、采收夹爪、射灯、输送道、收纳箱、吊环和数个车轮
所述操控装置包括车体控制器、操控控制器和操控器;
所述车体下部对应各所述车轮安装有数个所述防水磁耦合驱动器,各所述防水磁耦合驱动器分别驱动各所述车轮转动,从而驱动所述车体实现前后运动或转向运动,所述车体前部安装有所述多轴机械臂,所述多轴机械臂上安装有数个向不同方向运动的所述关节驱动轴,所述多轴机械臂前端安装有所述采收夹爪,所述采收气爪用于对海底生物的抓取;所述车体前端安装有数个用于海底照明的所述射灯,所述车体内部安装有用于输送海洋生物的所述输送道和用于容纳海洋生物的所述收纳箱,所述车体上部安装有数个所述吊环;
所述车体控制器设于所述车体上,所述操控控制器和所述操控器设于作业船上,所述操控控制器与所述车体控制器之间通过线缆或无线电连接,所述操控器连接至所述操控控制器;
操纵所述操控器,所述操控器将操作人员的肢体动作转化为动作指令信号传送给所述操控控制器,所述操控控制器对所述动作指令信号进行编码后发送给所述车体控制器,所述车体控制器将所述动作指令信号解码后,分别控制各所述防水磁耦合驱动器驱动所述车轮移动、各所述关节驱动轴转动和所述采收夹爪运动,实现海洋生物的采收。
2.如权利要求1所述的海底生物采收系统,其特征在于,所述海底采收机器人还包括两个摄像头,各所述摄像头安装于所述多轴机械臂的底部,用于海底环境立体成像;
所述操控装置还包括3D头盔,所述车体控制器将所述摄像头采集到的视频信号发送给所述操控控制器,所述操控控制器将所述视频信号进行3D转换后发送到所述3D头盔。
3.如权利要求1或2所述的海底生物采收系统,其特征在于,所述防水磁耦合驱动器包括同轴设置的第一伺服电机、主动转子安装座、主动转子磁铁、从动转子磁铁安装座、从动转子磁铁和输出轴
所述第一伺服电机通过第一减速机驱动所述主动转子磁铁安装座旋转,所述主动转子磁铁安装座外周安装有数个所述主动转子磁铁,当所述主动转子磁铁旋转时,所述从动转子磁铁继而跟随其转动,所述主动转子磁铁与所述从动转子磁铁之间通过主动转子密封盖隔离,所述从动转子磁铁安装在所述从动转子磁铁安装座上,从而驱动所述从动转子磁铁安装座和所述输出轴旋转。
4.如权利要求3所述的海底生物采收系统,其特征在于,所述关节驱动轴包括第二伺服电机、输出活塞体、第一油池、油嘴和压传感器
所述第二伺服电机通过第二减速机减速后由所述输出活塞体输出旋转动作,通过所述油嘴向所述油池内注有压力润滑油,通过所述压力传感器监控所述油池内的润滑油压力。
5.如权利要求4所述的海底生物采收系统,其特征在于,所述采收夹爪包括直线运动机构、第一齿轮、第二齿轮、夹爪推杆、夹爪和弹性条;
所述第二齿轮安装于所述关节驱动轴上,所述夹爪推杆连接于所述直线运动机构的底部,所述第一齿轮套装于所述夹爪推杆的下部并与所述第二齿轮啮合,所述直线运动机构、夹爪推杆和第一齿轮同轴设置,所述夹爪安装于所述第一齿轮的下表面,所述弹性条连接在所述夹爪的两个夹臂之间;
通过O型圈、第二油池、壳体和所述夹爪推杆将所述直线运动机构封闭在一个密封的空间里,所述关节驱动轴转动时可带动所述第二齿轮旋转,所述第二齿轮旋转时带动与其啮合的所述第一齿轮旋转,所述第一齿轮带动所述夹爪进行360°周向转动,所述直线运动机构伸出带动所述夹爪推杆前的锥形面控制所述夹爪打开,以对不同方向的海底生物进行抓取,然后所述直线运动机构缩回,所述弹性条驱动所述夹爪收拢,以夹住被采收海洋生物。
6.如权利要求1或2所述的海底生物采收系统,其特征在于,所述关节驱动轴包括第二伺服电机、输出活塞体、油池、油嘴和压力传感器;
所述第二伺服电机通过第二减速机减速后由所述输出活塞体输出旋转动作,通过所述油嘴向所述油池内注有压力润滑油,通过所述压力传感器监控所述油池内的润滑油压力。
7.如权利要求1或2所述的海底生物采收系统,其特征在于,所述采收夹爪包括直线运动机构、第一齿轮、第二齿轮、夹爪推杆、夹爪和弹性条;
所述第二齿轮安装于所述关节驱动轴上,所述夹爪推杆连接于所述直线运动机构的底部,所述第一齿轮套装于所述夹爪推杆的下部并与所述第二齿轮啮合,所述直线运动机构、夹爪推杆和第一齿轮同轴设置,所述夹爪安装于所述第一齿轮的下表面,所述弹性条连接在所述夹爪的两个夹臂之间;
通过O型圈、第二油池、壳体和所述夹爪推杆将所述直线运动机构封闭在一个密封的空间里,所述关节驱动轴转动时可带动所述第二齿轮旋转,所述第二齿轮旋转时带动与其啮合的所述第一齿轮旋转,所述第一齿轮带动所述夹爪进行360°周向转动,所述直线运动机构伸出带动所述夹爪推杆前的锥形面控制所述夹爪打开,以对不同方向的海底生物进行抓取,然后所述直线运动机构缩回,所述弹性条驱动所述夹爪收拢,以夹住被采收海洋生物。

说明书全文

海底生物采收系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种海底生物采收系统。

背景技术

[0002] 目前,海参、贝类和蟹类等海底生物采收主要依赖潜员人工水下作业,没有海底自动采收设备进行采收作业,对潜水员技能要求高,作业人员劳动强度高,人身危险性较大。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决目前没有海底自动采收设备进行采收作业,致使人工采收劳动强度高和人身危险性大的技术问题。
[0004] 为实现以上发明目的,本发明提供一种海底生物采收系统,包括海底采收机器人和操控装置;所述海底采收机器人包括车体、防水磁耦合驱动器、多轴机械臂、关节驱动轴、采收夹爪、射灯、输送道、收纳箱、吊环和数个车轮
所述操控装置包括车体控制器、操控控制器和操控器;
所述车体下部对应各所述车轮安装有数个所述防水磁耦合驱动器,各所述防水磁耦合驱动器分别驱动各所述车轮转动,从而驱动所述车体实现前后运动或转向运动,所述车体前部安装有所述多轴机械臂,所述多轴机械臂上安装有数个向不同方向运动的所述关节驱动轴,所述多轴机械臂前端安装有所述采收夹爪,所述采收气爪用于对海底生物的抓取;所述车体前端安装有数个用于海底照明的所述射灯,所述车体内部安装有用于输送海洋生物的所述输送道和用于容纳海洋生物的所述收纳箱,所述车体上部安装有数个所述吊环;
所述车体控制器设于所述车体上,所述操控控制器和所述操控器设于作业船上,所述操控控制器与所述车体控制器之间通过线缆或无线电连接,所述操控器连接至所述操控控制器;
操纵所述操控器,所述操控器将操作人员的肢体动作转化为动作指令信号传送给所述操控控制器,所述操控控制器对所述动作指令信号进行编码后发送给所述车体控制器,所述车体控制器将所述动作指令信号解码后,分别控制各所述防水磁耦合驱动器驱动所述车轮移动、各所述关节驱动轴转动和所述采收夹爪运动,实现海洋生物的采收。
[0005] 进一步地,所述海底采收机器人还包括两个摄像头,各所述摄像头安装于所述多轴机械臂的底部,用于海底环境立体成像;所述操控装置还包括3D头盔,所述车体控制器将所述摄像头采集到的视频信号发送给所述操控控制器,所述操控控制器将所述视频信号进行3D转换后发送到所述3D头盔。
[0006] 进一步地,所述防水磁耦合驱动器包括同轴设置的第一伺服电机、主动转子安装座、主动转子磁铁、从动转子磁铁安装座、从动转子磁铁和输出轴;所述第一伺服电机通过第一减速机驱动所述主动转子磁铁安装座旋转,所述主动转子磁铁安装座外周安装有数个所述主动转子磁铁,当所述主动转子磁铁旋转时,所述从动转子磁铁继而跟随其转动,所述主动转子磁铁与所述从动转子磁铁之间通过主动转子密封盖隔离,所述从动转子磁铁安装在所述从动转子磁铁安装座上,从而驱动所述从动转子磁铁安装座和所述输出轴旋转。
[0007] 进一步地,所述关节驱动轴包括第二伺服电机、输出活塞体、第一油池、油嘴和压传感器;所述第二伺服电机通过第二减速机减速后由所述输出活塞体输出旋转动作,通过所述油嘴向所述油池内注有压力润滑油,通过所述压力传感器监控所述油池内的润滑油压力。
[0008] 进一步地,所述采收夹爪包括直线运动机构、第一齿轮、第二齿轮、夹爪推杆、夹爪和弹性条;所述第二齿轮安装于所述关节驱动轴上,所述夹爪推杆连接于所述直线运动机构的底部,所述第一齿轮套装于所述夹爪推杆的下部并与所述第二齿轮啮合,所述直线运动机构、夹爪推杆和第一齿轮同轴设置,所述夹爪安装于所述第一齿轮的下表面,所述弹性条连接在所述夹爪的两个夹臂之间;
通过O型圈、第二油池、壳体和所述夹爪推杆将所述直线运动机构封闭在一个密封的空间里,所述关节驱动轴转动时可带动所述第二齿轮旋转,所述第二齿轮旋转时带动与其啮合的所述第一齿轮旋转,所述第一齿轮带动所述夹爪进行360°周向转动,所述直线运动机构伸出带动所述夹爪推杆前的锥形面控制所述夹爪打开,以对不同方向的海底生物进行抓取,然后所述直线运动机构缩回,所述弹性条驱动所述夹爪收拢,以夹住被采收海洋生物。
[0009] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采收作业时,位于作业船上的操作人员操纵操控器,操控器将操作人员的肢体动作转化为动作指令电信号给操控控制器,操控控制器对信号进行编码操作以后通过线缆或无线电发送给车体控制器,车体控制器将信号解码后,对车轮、关节驱动轴和采收夹爪上的各个电机进行运动控制,实现车体的移动以进行海洋生物全方位自动采收,实现了采收的自动化,劳动强度大大降低,安全性大大提高。
附图说明
[0010] 图1是本发明的结构示意图;图2是海底采收机器人的结构示意图;
图3是防水磁耦合驱动器的分解结构示意图;
图4是防水磁耦合驱动器的剖视图;
图5是关机驱动轴的剖视图;
图6是采收夹爪的剖视图。
[0011] 图中,1-收纳箱;2-车体;3-吊环;4-车轮;5-线缆;6-射灯;7-输送道;8-摄像头;9-防水磁耦合驱动器;91-密封盖;92-第一伺服电机;93-电机固定法兰;94-连接法兰;95-第一减速机;96-箱体;97-主动转子磁铁;98-主动转子磁铁安装座;99-主动转子密封盖;910-从动转子磁铁;911-从动转子磁铁安装座;912-轴承隔套;913-陶瓷轴承;914-轴承座;915-输出轴;10-多轴机械臂;11-关节驱动轴;111-密封罩壳;112-第二伺服电机;113-电机安装板;114-密封垫;115-第二减速机;116-密封壳体;117-油嘴;118-第一油池;119-第一O型圈;1110-输出活塞体;1111-第一挡圈;1112-压力传感器;12-采收夹爪;121-夹爪;122-弹性条;123-第一齿轮;124-陶瓷轴承;125-轴承座;126-底板;127-第二O型圈;128-第二油池;129-直线运动机构;1210-壳体;1211-第二挡圈;1212-夹爪推杆;11-关节驱动轴;1213-第二齿轮;13-车体控制器;14-操控控制器;15-操控器;16-作业船;17-3D头盔;18-操作人员。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 如图1-6所示,本发明的海底生物采收系统,包括海底采收机器人和操控装置;海底采收机器人包括车体2、防水磁耦合驱动器9、多轴机械臂10、关节驱动轴11、采收夹爪12、射灯6、输送道7、收纳箱1、吊环3和数个车轮4;
操控装置包括车体控制器13、操控控制器14和操控器15;
车体2下部对应各车轮4安装有数个防水磁耦合驱动器9,各防水磁耦合驱动器9分别驱动各车轮4转动,从而驱动车体2实现前后运动或转向运动(当各车轮4等速转动时,车体2前进或后退,当各车轮4差速转动时,车体2进行转向),车体2前部安装有多轴机械臂10,多轴机械臂10上安装有数个向不同方向运动的关节驱动轴11,多轴机械臂10前端安装有采收夹爪12,采收气爪12用于对海底生物的抓取;车体2前端安装有数个用于海底照明的射灯6,车体2内部安装有用于输送海洋生物的输送道7和用于容纳海洋生物的收纳箱1,车体2上部安装有数个吊环3,用于作业船16吊起海底采收机器人进行释放和回收;
车体控制器13设于车体2上,操控控制器14和操控器15设于作业船16上,操控控制器14与车体控制器13之间通过线缆5或无线电连接,操控器15连接至操控控制器14;
操纵操控器15,操控器15将操作人员18的肢体动作转化为动作指令信号传送给操控控制器14,操控控制器14对动作指令信号进行编码后发送给车体控制器13,车体控制器13将动作指令信号解码后,分别控制各防水磁耦合驱动器9驱动车轮4移动、各关节驱动轴11转动和采收夹爪12运动,实现海洋生物的采收。
[0014] 优选地,海底采收机器人还包括两个摄像头8,各摄像头8安装于多轴机械臂10的底部,用于海底环境立体成像;操控装置还包括3D头盔17,车体控制器13将摄像头8采集到的视频信号发送给操控控制器15,操控控制器15将视频信号进行3D转换后发送到3D头盔17,操作人员18可通过3D头盔17获得海底立体影像,从而获得身临其境的操作感受。
[0015] 优选地,防水磁耦合驱动器9包括同轴设置的第一伺服电机92、主动转子磁铁安装座98、主动转子磁铁97、从动转子磁铁安装座911、从动转子磁铁910和输出轴915;第一伺服电机92通过电机固定法兰93和连接法兰94与第一减速机95连接,第一伺服电机92由密封盖91密封,第一伺服电机92通过第一减速机95驱动主动转子磁铁安装座98旋转,主动转子磁铁安装座98外周安装有数个主动转子磁铁97,当主动转子磁铁97旋转时,从动转子磁铁910继而跟随其转动,主动转子磁铁97与从动转子磁铁910之间通过主动转子密封盖99隔离,从动转子磁铁910安装在从动转子磁铁安装座911上,从而驱动从动转子磁铁安装座910和输出轴95旋转。主动转子磁铁97、主动转子磁铁安装座98、主动转子密封盖99、从动转子磁铁910和从动转子磁铁安装座911均置于箱体96内,输出轴915通过轴承隔套
912、陶瓷轴承913和轴承座914连接至从动转子磁铁安装座910。
[0016] 优选地,关节驱动轴11包括第二伺服电机112、输出活塞体1110、第一油池118、油嘴117和压力传感器1112;第二伺服电机112安装在电机安装板113上并由密封罩壳111密封,第二减速机115由密封壳体116密封,密封罩壳111与密封壳体116之间设有密封垫114,输出活塞体1110套设于密封壳体116内,密封壳体116内壁与输出活塞体1110之间设有第一O型圈119,第一O型圈
119与输出活塞体1110之间设有第一挡圈1111,第一O型圈119与密封壳体116内壁之间形成油池118,第二伺服电机112通过第二减速机115减速后由输出活塞体1110输出旋转动作,通过油嘴117向油池118内注有压力润滑油,通过压力传感器1112监控油池118内的润滑油压力。
[0017] 优选地,采收夹爪12包括直线运动机构129、第一齿轮123、第二齿轮1213、夹爪推杆1212、夹爪121和弹性条122;第二齿轮1213安装于关节驱动轴11上,夹爪推杆1212连接于直线运动机构129的底部,第一齿轮123套装于夹爪推杆1212的下部并与第二齿轮1213啮合,直线运动机构129、夹爪推杆1212和第一齿轮123同轴设置,夹爪121安装于第一齿轮123的下表面,弹性条122连接在夹爪121的两个夹臂之间;
通过第二O型圈127、第二油池128、壳体1210和夹爪推杆1212将直线运动机构129封闭在一个密封的空间里,第二O型圈127与壳体1210之间形成第二油池128,第二O型圈127与夹爪推杆1212之间设有第二挡圈1211,承载夹爪推杆1212的陶瓷轴承124通过轴承座125安装于第一齿轮123的上方,轴承座125通过底板126连接在壳体1210底部;关节驱动轴11转动时可带动第二齿轮1213旋转,第二齿轮1213旋转时带动与其啮合的第一齿轮123旋转,第一齿轮123带动夹爪121进行360°周向转动,直线运动机构129伸出带动夹爪推杆1212前的锥形面控制夹爪121打开,以对不同方向的海底生物进行抓取,然后直线运动机构129缩回,弹性条122驱动夹爪121收拢,以夹住被采收海洋生物。直线运动机构129可包括第三伺服电机(图中未示出),以精确驱动夹爪推杆1212上下移动。
[0018] 采收作业时,位于作业船16上的操作人员18操纵操控器15,操控器15将操作人员的肢体动作转化为动作指令电信号给操控控制器14,操控控制器14对信号进行编码操作以后通过线缆5或无线电发送给车体控制器13,车体控制器13将信号解码后,对车轮4、关节驱动轴11和采收夹爪12上的各个电机进行运动控制,实现车体2的移动以进行海洋生物全方位自动采收,实现了采收的自动化。
[0019] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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