水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)、科研院所相繼開發(fā)不少水下機(jī)器人，如中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研宄所“金魚系列”水下機(jī)器人，上海交通大學(xué)研制的ROV_JTR-21水下輕作業(yè)機(jī)器人，北京泰富坤VSSii水下機(jī)器人等，這些機(jī)器人均以較深水域數(shù)據(jù)采集，勘探等作業(yè)為主，在專業(yè)海水養(yǎng)殖領(lǐng)域，如定點(diǎn)投餌、分類捕撈、專項(xiàng)數(shù)據(jù)采樣、惡劣天氣環(huán)境作業(yè)等仍有待進(jìn)一步研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，解決水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人無(wú)法快速組合，功能配置不靈活多樣，效率低成本高的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，包括潛航器和遙控站，潛航器與遙控站之間通過(guò)通訊電纜相連；潛航器包括攝像頭、機(jī)械手臂、餌料儲(chǔ)存箱、投料捕獲執(zhí)行裝置、通訊接口、機(jī)架側(cè)板、前置浮力單元、推進(jìn)器、后置浮力單7Π、機(jī)架、底板、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，底板上安裝有機(jī)架、液壓系統(tǒng)，機(jī)架上安裝有通訊接口、若干個(gè)推進(jìn)器、控制系統(tǒng)，通訊接口與通訊電纜相連，后置浮力單元與機(jī)架之間通過(guò)機(jī)架側(cè)板連接，后置浮力單元與前置浮力單元連接，前置浮力單元上安裝有若干個(gè)攝像頭，機(jī)架上安裝有兩個(gè)機(jī)械手臂，底板上安裝有餌料儲(chǔ)存箱、投料捕獲執(zhí)行裝置，餌料儲(chǔ)存箱與投料捕獲執(zhí)行裝置相連。
[0005]進(jìn)一步的，推進(jìn)器的數(shù)量為六個(gè)。
[0006]進(jìn)一步的，攝像頭的數(shù)量為三個(gè)。
[0007]進(jìn)一步的，機(jī)械手臂包括底座、大臂、小臂和手爪，底座安裝在機(jī)架上，底座與大臂之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，大臂與小臂之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，小臂與手爪之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接。
[0008]進(jìn)一步的，手爪包括手指座、連接桿和手指，手指座與手指之間通過(guò)連接桿連接。
[0009]進(jìn)一步的，機(jī)械手臂為六個(gè)自由度。
[0010]進(jìn)一步的，投料捕獲執(zhí)行裝置包括連接座、管道、連接臂和投料捕獲吸盤，連接座安裝在底板上，連接座與連接臂相連，管道的一端與投料捕獲吸盤連接，另一端穿過(guò)連接臂與餌料儲(chǔ)存箱相連。
[0011]進(jìn)一步的，機(jī)架的外表面設(shè)有耐腐蝕材料包套。
[0012]進(jìn)一步的，攝像頭采用二維成像視覺(jué)技術(shù)。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]1、工作能力強(qiáng)；能夠代替人進(jìn)行水下投餌、施肥、種草、割草、監(jiān)測(cè)等，特別是進(jìn)行水下定點(diǎn)投餌，關(guān)鍵區(qū)域海水、海底環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及因海產(chǎn)品密度分布或環(huán)境不理想而需要進(jìn)行無(wú)傷害轉(zhuǎn)移等；
[0015]2、耐海水腐蝕性高；選用耐腐蝕材料，在設(shè)計(jì)上采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行有限元應(yīng)力分析，增加耐腐蝕材料包套等，解決點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、低頻腐蝕疲勞、應(yīng)力腐蝕以及微生物腐蝕等；
[0016]3、攜帶作業(yè)工具多；兩個(gè)可快速安裝式六自由度機(jī)械手臂，攜帶海參捕撈、貝殼拾取、水草收割、定點(diǎn)投餌工具以及海水、海底土壤溫度、水質(zhì)、流速檢測(cè)等專業(yè)監(jiān)測(cè)儀器等；
[0017]4、操控簡(jiǎn)單；采用iPad或加固筆記本電腦控制，觸摸或遙控手柄方式操作，可實(shí)時(shí)將圖像和傳感器信號(hào)上傳到互聯(lián)網(wǎng)，為漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)化養(yǎng)殖提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；
[0018]5、精準(zhǔn)物體抓取技術(shù)；采用先進(jìn)的二維成像視覺(jué)技術(shù)和精確的智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)作業(yè)；
[0019]6、組合快速便捷，功能配置靈活多樣，效率高成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是潛航器內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖；
[0022]圖3是機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是手爪的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是投料捕獲執(zhí)行裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中:1.攝像頭，2.遙控站，3.機(jī)械手臂，4.餌料儲(chǔ)存箱，5.投料捕獲執(zhí)行裝置，6.通訊電纜，7.通訊接口，8.機(jī)架側(cè)板，9.前置浮力單元，10.推進(jìn)器，11.后置浮力單元，12.機(jī)架，13.底板，14.液壓系統(tǒng)，15.控制系統(tǒng)，16.底座，17.大臂，18.小臂，19.手爪，20.手指座，21.連接桿，22.手指，23.連接座，24.管道，25.連接臂，26.投料捕獲吸盤。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1-圖5所示，水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，包括潛航器和遙控站2，潛航器與遙控站2之間通過(guò)通訊電纜6相連；遙控站(2)在水上工作，負(fù)責(zé)對(duì)潛航器進(jìn)行控制和監(jiān)視；潛航器包括攝像頭1、機(jī)械手臂3、餌料儲(chǔ)存箱4、投料捕獲執(zhí)行裝置5、通訊接口 7、機(jī)架側(cè)板8、前置浮力單元9、推進(jìn)器10、后置浮力單元11、機(jī)架12、底板13、液壓系統(tǒng)14和控制系統(tǒng)15，底板13上安裝有機(jī)架12、液壓系統(tǒng)14，機(jī)架12的外表面設(shè)有耐腐蝕材料包套，機(jī)架12上安裝有通訊接口 7、六個(gè)推進(jìn)器10、控制系統(tǒng)15，通訊接口 7與通訊電纜6相連，后置浮力單元11與機(jī)架12之間通過(guò)機(jī)架側(cè)板8連接，后置浮力單元11與前置浮力單元9連接，前置浮力單元9上安裝有三個(gè)攝像頭1，攝像頭I可以實(shí)現(xiàn)水下環(huán)境的監(jiān)控，同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙目測(cè)距圖像的獲??；機(jī)架12上安裝有兩個(gè)機(jī)械手臂3，機(jī)械手臂3為六個(gè)自由度，機(jī)械手臂3包括底座16、大臂17、小臂18和手爪19，底座16安裝在機(jī)架12上，手爪19包括手指座20、連接桿21和手指22，手指座20與手指22之間通過(guò)連接桿21連接，底座16與大臂17之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，大臂17與小臂18之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，小臂18與手爪19之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，左、右兩個(gè)機(jī)械手臂3可以協(xié)同工作，有效完成執(zhí)行操作；底板13上安裝有餌料儲(chǔ)存箱4、投料捕獲執(zhí)行裝置5，餌料儲(chǔ)存箱4與投料捕獲執(zhí)行裝置5相連，投料捕獲執(zhí)行裝置5包括連接座23、管道24、連接臂25和投料捕獲吸盤26，連接座23安裝在底板13上，連接座23與連接臂25相連，管道24的一端與投料捕獲吸盤26連接，另一端穿過(guò)連接臂25與餌料儲(chǔ)存箱4相連，投料捕獲執(zhí)行裝置5可以完成餌料的準(zhǔn)確投放，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海產(chǎn)品的捕獲；潛航器操作分兩種模式，即遙控模式和自動(dòng)模式，遙控模式是由操控員在控制端通過(guò)控制發(fā)出機(jī)器人動(dòng)作命令，自動(dòng)模式按照預(yù)設(shè)航線、GPS導(dǎo)航，通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)航向、航速控制，無(wú)人自主完成計(jì)劃任務(wù)航行，保證了航線固定；根據(jù)實(shí)時(shí)航程、航速、料量等參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制投料速率，保證了均勻投餌；數(shù)據(jù)與圖像傳輸部分實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)采集部分采集的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)傳輸?shù)降孛嬲?；潛航器在遙控站2的操控和監(jiān)視下，攜帶兩個(gè)機(jī)械手臂3、投料捕獲執(zhí)行裝置5在水底進(jìn)行作業(yè)，大臂17轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)小臂18、手爪19也跟隨移動(dòng)，在工作時(shí)，一般采用兩個(gè)機(jī)械手臂3協(xié)同配合方式進(jìn)行工作，大大提高工作效率和增加任務(wù)完成的成功率；投料捕獲執(zhí)行裝置5有兩種工作模式，即投料模式和捕獲模式，在投料模式，餌料儲(chǔ)存箱4存放餌料，由管道24與投料捕獲吸盤26連接，投料捕獲吸盤26執(zhí)行精確投放動(dòng)作，完成餌料投放；在捕獲模式，餌料儲(chǔ)存箱4作為水產(chǎn)品存儲(chǔ)器，對(duì)捕獲的產(chǎn)品進(jìn)行存儲(chǔ)；雙目立體視覺(jué)測(cè)量是人類利用雙眼獲取環(huán)境三維信息的主要途徑，該技術(shù)采用先進(jìn)的二維成像視覺(jué)技術(shù)和精確的智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)作業(yè)，二維成像視覺(jué)技術(shù)是由不同位置的兩臺(tái)攝像機(jī)(CCD)拍攝同一幅場(chǎng)景，通過(guò)計(jì)算空間點(diǎn)在兩幅圖像中的視差，計(jì)算景物的深度，獲得該點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。
[0027]我公司從事海水水產(chǎn)品養(yǎng)殖有多年的歷史，在該領(lǐng)域積累了大量的專業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本發(fā)明經(jīng)過(guò)了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，性能安全可靠。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:包括潛航器和遙控站(2)，潛航器與遙控站⑵之間通過(guò)通訊電纜(6)相連； 潛航器包括攝像頭(I)、機(jī)械手臂(3)、餌料儲(chǔ)存箱(4)、投料捕獲執(zhí)行裝置(5)、通訊接口(7)、機(jī)架側(cè)板⑶、前置浮力單元(9)、推進(jìn)器(10)、后置浮力單元(11)、機(jī)架(12)、底板(13)、液壓系統(tǒng)(14)和控制系統(tǒng)(15)，底板(13)上安裝有機(jī)架(12)、液壓系統(tǒng)(14)，機(jī)架(12)上安裝有通訊接口(7)、若干個(gè)推進(jìn)器(10)、控制系統(tǒng)(15)，通訊接口(7)與通訊電纜(6)相連，后置浮力單元(11)與機(jī)架(12)之間通過(guò)機(jī)架側(cè)板(8)連接，后置浮力單元(11)與前置浮力單元(9)連接，前置浮力單元(9)上安裝有若干個(gè)攝像頭(1)，機(jī)架(12)上安裝有兩個(gè)機(jī)械手臂(3)，底板(13)上安裝有餌料儲(chǔ)存箱(4)、投料捕獲執(zhí)行裝置(5)，餌料儲(chǔ)存箱(4)與投料捕獲執(zhí)行裝置(5)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述推進(jìn)器(10)的數(shù)量為六個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述攝像頭(I)的數(shù)量為三個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述的機(jī)械手臂⑶包括底座(16)、大臂(17)、小臂(18)和手爪(19)，底座(16)安裝在機(jī)架(12)上，底座(16)與大臂(17)之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，大臂(17)與小臂(18)之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接，小臂(18)與手爪(19)之間通過(guò)關(guān)節(jié)活動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述的手爪(19)包括手指座(20)、連接桿(21)和手指(22)，手指座(20)與手指(22)之間通過(guò)連接桿(21)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述的機(jī)械手臂(3)為六個(gè)自由度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述的投料捕獲執(zhí)行裝置(5)包括連接座(23)、管道(24)、連接臂(25)和投料捕獲吸盤(26)，連接座(23)安裝在底板(13)上，連接座(23)與連接臂(25)相連，管道(24)的一端與投料捕獲吸盤(26)連接，另一端穿過(guò)連接臂(25)與懼料儲(chǔ)存箱(4)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)架(12)的外表面設(shè)有耐腐蝕材料包套。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，其特征在于:所述的攝像頭(I)采用二維成像視覺(jué)技術(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下無(wú)人作業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)器人，潛航器與遙控站之間通過(guò)通訊電纜相連；底板上安裝有機(jī)架、液壓系統(tǒng)，機(jī)架上安裝有通訊接口、若干個(gè)推進(jìn)器、控制系統(tǒng)，通訊接口與通訊電纜相連，后置浮力單元與機(jī)架之間通過(guò)機(jī)架側(cè)板連接，后置浮力單元與前置浮力單元連接，前置浮力單元上安裝有若干個(gè)攝像頭，機(jī)架上安裝有兩個(gè)機(jī)械手臂，底板上安裝有餌料儲(chǔ)存箱、投料捕獲執(zhí)行裝置，餌料儲(chǔ)存箱與投料捕獲執(zhí)行裝置相連。本發(fā)明工作能力強(qiáng)，耐海水腐蝕性高，攜帶作業(yè)工具多，操控簡(jiǎn)單，精準(zhǔn)物體抓取技術(shù)，組合快速便捷，功能配置靈活多樣，效率高成本低。
【IPC分類】B25J9-00, A01K79-00, B63C11-52, A01K61-02
【公開號(hào)】CN104813975
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510244554
【發(fā)明人】卜立群
【申請(qǐng)人】大連赫?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日