一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手，包括升降裝置、Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)和拍攝裝置；所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位于升降裝置與拍攝裝置之間，且Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)下端與升降裝置相連接，Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)上端與拍攝裝置相連接。本發(fā)明具有方位角度調(diào)節(jié)、相機(jī)固定和拍攝作業(yè)的功能，通過無人自動(dòng)化拍攝的方式可實(shí)現(xiàn)對(duì)水面環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)的功能，且智能化程度高、方位角度調(diào)節(jié)方便靈活、相機(jī)固定方便穩(wěn)定和拍攝快速質(zhì)量高。
【專利說明】
一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水域作業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體的說是一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]水環(huán)境是指自然界中水的形成、分布和轉(zhuǎn)化所處空間的環(huán)境，是指圍繞人群空間及可直接或間接影響人類生活和發(fā)展的水體，其正常功能的各種自然因素和有關(guān)的社會(huì)因素的總體;也有的指相對(duì)穩(wěn)定的、以陸地為邊界的天然水域所處空間的環(huán)境，在地球表面，水體面積約占地球表面積的71%，水是由海洋水和陸地水二部分組成，分別與總水量的97.28%和2.72%。后者所占總量比例很小，且所處空間的環(huán)境十分復(fù)雜。水環(huán)境主要由地表水環(huán)境和地下水環(huán)境兩部分組成，地表水環(huán)境包括河流、湖泊、水庫、海洋、池塘、沼澤、冰川等，地下水環(huán)境包括泉水、淺層地下水、深層地下水等，水環(huán)境是構(gòu)成環(huán)境的基本要素之一，是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要場(chǎng)所，也是受人類干擾和破壞最嚴(yán)重的領(lǐng)域。
[0003]水是人們賴以生存的豐富資源，人們利用水環(huán)境可以進(jìn)行多種事務(wù)，比如漁業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖、水上水路交通、水資源發(fā)電等等，隨著人們對(duì)水資源利用的逐步加大，隨之的水上作業(yè)也越來越多，比如水面環(huán)境監(jiān)測(cè)觀察、水面交通巡航、水域拍攝回傳、水質(zhì)觀測(cè)、水上搜救救援等等，目前對(duì)于以上工作的進(jìn)行都離不開的一方面就是拍攝作業(yè)，先對(duì)水環(huán)境表體進(jìn)行照片采集后在進(jìn)行數(shù)據(jù)及畫面分析，找出有用的信息，目前對(duì)于水上拍攝作業(yè)多為人工乘船手持相機(jī)拍攝，但是人工在水域作業(yè)存在人身風(fēng)險(xiǎn)，也有少量進(jìn)行無人機(jī)航拍，但是無人機(jī)由于續(xù)航問題不能大面積長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，因此受到相應(yīng)的限制；除此之外，現(xiàn)在的拍攝作業(yè)多采用三腳架，但是調(diào)節(jié)方位角度有限，而且調(diào)節(jié)時(shí)靈活性差，穩(wěn)定差，導(dǎo)致拍攝時(shí)由于運(yùn)動(dòng)載體的波動(dòng)導(dǎo)致拍攝畫面抖動(dòng)性大，影響拍攝的質(zhì)量。鑒于以上情況，本發(fā)明提供了一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手。
[0005]本發(fā)明所要解決其技術(shù)問題所采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0006]—種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手，包括升降裝置、Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)和拍攝裝置;所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位于升降裝置與拍攝裝置之間，且Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)下端與升降裝置相連接，Stuart并聯(lián)機(jī)構(gòu)上端與拍攝裝置相連接。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的升降裝置包括升降推桿、升降圓臺(tái)和電動(dòng)轉(zhuǎn)盤；所述的升降推桿數(shù)量為四，升降推桿位于升降圓臺(tái)下方，且升降推桿上端與升降圓臺(tái)下端面相連接，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤固定在升降圓臺(tái)上端面中心位置處。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、連接座、上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數(shù)量為三，上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數(shù)量均為六，所述的定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)均呈圓形狀結(jié)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)位于定平臺(tái)正上方，連接座安裝在定平臺(tái)的上端面上，且連接座在定平臺(tái)上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動(dòng)平臺(tái)下端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯(cuò)，且三角座呈正三角形柱體結(jié)構(gòu)，三角座沿其垂直中心線分別對(duì)稱設(shè)置有傾斜面，傾斜面上開設(shè)有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動(dòng)推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動(dòng)推桿頂端與擋盤座下端相連接，擋盤座上端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動(dòng)推桿上，且限位彈簧一端與電動(dòng)推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接。通過電動(dòng)推桿的上下伸縮運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且通過限位彈簧增加了動(dòng)平臺(tái)的平穩(wěn)性，本發(fā)明采用6-SPS的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)且微動(dòng)精度高，Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)柔性好、運(yùn)動(dòng)空間小、運(yùn)動(dòng)速度快、運(yùn)動(dòng)靈活性好，將Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到本發(fā)明中，一方面起到了對(duì)拍攝裝置整體方位角度的調(diào)節(jié)，使得本發(fā)明可在各種姿態(tài)下進(jìn)行全角度全方位無死角進(jìn)行拍攝作業(yè);另一方面通過Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)提高了本發(fā)明的減震性能，即使處于顛簸或者非平衡狀態(tài)下時(shí)，拍攝裝置始終處于水平平穩(wěn)狀態(tài)，防止拍攝裝置在拍攝作業(yè)時(shí)因抖動(dòng)性或者傾斜性過大導(dǎo)致拍攝畫面差的問題，進(jìn)一步提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的拍攝裝置包括基座、旋轉(zhuǎn)盤、滾珠、固定裝置、點(diǎn)按裝置和防護(hù)外罩;所述的基座下端設(shè)置有基臺(tái)，基座上端設(shè)置有環(huán)圈，環(huán)圈下半段外側(cè)沿其圓周方向均勻設(shè)置有刻度標(biāo)記，刻度標(biāo)記對(duì)拍攝裝置在水平面上的整體旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)起到了參考作用，環(huán)圈上半段外側(cè)設(shè)置有外螺紋，環(huán)圈內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凹腔，旋轉(zhuǎn)盤位于基座上端內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)盤下端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，且旋轉(zhuǎn)電機(jī)與基座下端的基臺(tái)相連接固定，旋轉(zhuǎn)盤外側(cè)壁上設(shè)置有半圓形凹槽，滾珠安裝在基座與旋轉(zhuǎn)盤之間，且滾珠一側(cè)卡在環(huán)圈內(nèi)側(cè)的環(huán)形凹腔內(nèi)，滾珠另一側(cè)卡在旋轉(zhuǎn)盤外側(cè)壁上的半圓形凹槽;所述的固定裝置數(shù)量為二，固定裝置分別對(duì)稱布置在旋轉(zhuǎn)盤左右兩側(cè)，點(diǎn)按裝置位于固定裝置后側(cè)端，防護(hù)外罩呈半球形殼體結(jié)構(gòu)，防護(hù)外罩下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有與基座的環(huán)圈上半段外側(cè)外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，防護(hù)外罩位于基座上方，防護(hù)外罩材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃材料，采用螺紋安裝連接的方式便于防護(hù)外罩的安裝與拆卸，防護(hù)外罩對(duì)拍攝裝置起到了防水和防墜落物的作用，同時(shí)由于防護(hù)外罩的材質(zhì)為透明，不影響拍攝作業(yè)的進(jìn)行。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的固定裝置包括移動(dòng)滑軌、限位滑塊、鎖緊螺栓、橫向固鎖機(jī)構(gòu)和縱向固鎖機(jī)構(gòu);所述的移動(dòng)滑軌上均勻開設(shè)有限位孔，限位滑塊安裝在移動(dòng)滑軌上，且限位滑塊與移動(dòng)滑軌之間通過鎖緊螺栓進(jìn)行鎖緊固定，限位滑塊呈T型結(jié)構(gòu)，橫向固鎖機(jī)構(gòu)數(shù)量為二，橫向固鎖機(jī)構(gòu)分別位于限位滑塊前后兩側(cè)，縱向固鎖機(jī)構(gòu)位于限位滑塊正上方;所述的橫向固鎖機(jī)構(gòu)包括橫向支撐板、橫向?qū)驐U、橫向鎖緊彈簧、橫向連接柱和橫向鎖緊頭;所述的橫向支撐板為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，且橫向支撐板與限位滑塊之間固連，橫向?qū)驐U位于橫向支撐板和橫向鎖緊頭之間，橫向鎖緊彈簧位于橫向?qū)驐U外側(cè)，且橫向鎖緊彈簧一端通過橫向連接柱與橫向支撐板相連接，橫向鎖緊彈簧另一端通過橫向連接柱與橫向鎖緊頭相連接，橫向鎖緊頭呈腰型平板狀結(jié)構(gòu);所述的縱向固鎖機(jī)構(gòu)包括縱向支撐板、縱向?qū)驐U、縱向鎖緊彈簧、縱向連接柱和縱向鎖緊頭;所述的縱向支撐板呈倒立的L型結(jié)構(gòu)，且縱向支撐板外側(cè)設(shè)置有連接肋板，縱向?qū)驐U位于縱向鎖緊彈簧內(nèi)側(cè)，縱向鎖緊彈簧兩端通過縱向連接柱分別與縱向支撐板和縱向鎖緊頭相連接，縱向鎖緊頭呈釘耙狀結(jié)構(gòu)，縱向鎖緊頭前端均勻設(shè)置有鎖緊爪，且鎖緊爪呈楔形結(jié)構(gòu)，鎖緊爪下端面上設(shè)置有柔性海綿塊。具體操作時(shí)，首先根據(jù)安裝相機(jī)的尺寸型號(hào)大小，通過移動(dòng)限位滑塊在移動(dòng)滑軌上的運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)相應(yīng)的匹配尺寸，并用鎖緊螺栓進(jìn)行鎖緊固定，同時(shí)限位滑塊起到了對(duì)相機(jī)左右位置的固定限位;然后將相機(jī)放置到兩個(gè)橫向固鎖機(jī)構(gòu)之間，橫向固鎖機(jī)構(gòu)起到了對(duì)相機(jī)前后位置的限位固定作用，縱向固鎖機(jī)構(gòu)起到了對(duì)相機(jī)上方位置的限位固定作用，且橫向固鎖機(jī)構(gòu)和縱向固鎖機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)方便快捷，固鎖力度適合，通過固定裝置對(duì)相機(jī)前后、左右和上下的位置均進(jìn)行了鎖緊固定，防止了相機(jī)在拍攝作業(yè)過程中滑脫的現(xiàn)象，提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的點(diǎn)按裝置包括點(diǎn)按導(dǎo)軌、封口塊、導(dǎo)向輪、點(diǎn)按電機(jī)、點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸、點(diǎn)按支座、導(dǎo)向滑桿、點(diǎn)按升降柱、第一伸縮連桿、第一電機(jī)、第二電機(jī)、過渡轉(zhuǎn)軸、第二伸縮連桿和點(diǎn)按頭;所述的點(diǎn)按導(dǎo)軌數(shù)量為二，點(diǎn)按導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)開設(shè)有凹型導(dǎo)槽，點(diǎn)按導(dǎo)軌左右兩端分別通過封口塊進(jìn)行限位，導(dǎo)向輪位于點(diǎn)按導(dǎo)軌上的凹型導(dǎo)槽內(nèi)，點(diǎn)按電機(jī)位于導(dǎo)向輪之間，點(diǎn)按電機(jī)采用雙軸同步輸出電機(jī)，點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸一端與導(dǎo)向輪相連接，點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸另一端與點(diǎn)按電機(jī)輸出軸相連接，點(diǎn)按支座下端設(shè)置有電機(jī)連接座，點(diǎn)按支座中部設(shè)置有移動(dòng)桿，移動(dòng)桿前后兩端分別設(shè)置有移動(dòng)座，移動(dòng)座下端設(shè)置有滑動(dòng)軸承，點(diǎn)按支座上端設(shè)置有點(diǎn)按平臺(tái)，且點(diǎn)按平臺(tái)上設(shè)置有點(diǎn)按轉(zhuǎn)臺(tái)，導(dǎo)向滑桿位于點(diǎn)按導(dǎo)軌正上方，且導(dǎo)向滑桿兩端分別設(shè)置有點(diǎn)按耳座，點(diǎn)按耳座固定在點(diǎn)按導(dǎo)軌上，滑動(dòng)軸承安裝在導(dǎo)向滑桿上，點(diǎn)按升降柱底端固定在點(diǎn)按轉(zhuǎn)臺(tái)上，點(diǎn)按升降柱頂端連接有第一伸縮連桿，第一電機(jī)主軸與第一伸縮桿一端相連接，第二電機(jī)位于第一伸縮連桿另一端上方，且第二電機(jī)主軸穿過第一伸縮連桿另一端與過渡轉(zhuǎn)軸上端相連接，過渡轉(zhuǎn)軸下端與第二伸縮連桿一端相固定，第二伸縮連桿另一端下方安裝有點(diǎn)按頭，且點(diǎn)按頭呈圓臺(tái)狀結(jié)構(gòu)。通過點(diǎn)按電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)向輪在點(diǎn)按滑軌的凹型導(dǎo)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的功能，同時(shí)通過點(diǎn)按支座和導(dǎo)向滑桿的配合使用，一方面起到了對(duì)點(diǎn)按裝置的支撐作用，另一方面也起到了對(duì)點(diǎn)按裝置的導(dǎo)向移動(dòng)的作用，通過點(diǎn)按升降柱可對(duì)點(diǎn)按裝置的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)第一伸縮連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)第二伸縮連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，且第一伸縮連桿和第二伸縮連桿均可進(jìn)行長(zhǎng)度伸縮，點(diǎn)按裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)靈活，調(diào)節(jié)方便，通過點(diǎn)按裝置可對(duì)相機(jī)拍攝按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)對(duì)位以及觸按，且對(duì)位精準(zhǔn)，點(diǎn)按快速。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)本發(fā)明具有方位角度調(diào)節(jié)、相機(jī)固定和拍攝作業(yè)的功能，通過無人自動(dòng)化拍攝的方式可實(shí)現(xiàn)對(duì)水面環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)的功能，且智能化程度高、方位角度調(diào)節(jié)方便靈活、相機(jī)固定方便穩(wěn)定和拍攝快速質(zhì)量高。
[00? 4] (2)本發(fā)明采用6-SPS的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)且微動(dòng)精度高，Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，一方面起到了對(duì)拍攝裝置整體方位角度的調(diào)節(jié)，使得本發(fā)明可在各種姿態(tài)下進(jìn)行全角度全方位無死角進(jìn)行拍攝作業(yè)；另一方面通過Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)提高了本發(fā)明的減震性能，即使處于顛簸或者非平衡狀態(tài)下時(shí)，拍攝裝置始終處于水平平穩(wěn)狀態(tài)，防止拍攝裝置在拍攝作業(yè)時(shí)因抖動(dòng)性或者傾斜性過大導(dǎo)致拍攝畫面差的問題，進(jìn)一步提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。
[0015](3)本發(fā)明的拍攝裝置具有防水防墜落物、相機(jī)固定、拍攝按鈕控制等功能，通過固定裝置對(duì)相機(jī)前后、左右和上下的位置均進(jìn)行了鎖緊固定，防止了相機(jī)在拍攝作業(yè)過程中滑脫的現(xiàn)象，提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性;其點(diǎn)按裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)靈活，調(diào)節(jié)方便，通過點(diǎn)按裝置可對(duì)相機(jī)拍攝按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)對(duì)位以及觸按，且對(duì)位精準(zhǔn)，點(diǎn)按快速。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明拍攝裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明固定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5是本發(fā)明點(diǎn)按裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是本發(fā)明防護(hù)外罩的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0024]如圖1至圖6所示，一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手，包括升降裝置3、Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4和拍攝裝置5;所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4位于升降裝置3與拍攝裝置5之間，且Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4下端與升降裝置3相連接，Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4上端與拍攝裝置5相連接。
[0025]如圖1所示，所述的升降裝置3包括升降推桿31、升降圓臺(tái)32和電動(dòng)轉(zhuǎn)盤33;所述的升降推桿31數(shù)量為四，升降推桿31位于升降圓臺(tái)32下方，且升降推桿31上端與升降圓臺(tái)32下端面相連接，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤33固定在升降圓臺(tái)32上端面中心位置處。
[0026]如圖1和圖2所示，所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4包括定平臺(tái)41、動(dòng)平臺(tái)42、連接座43、上球鉸鏈44、電動(dòng)推桿45、擋盤座46、下球鉸鏈47、三角座48和限位彈簧49;所述的連接座43和三角座48數(shù)量為三，上球鉸鏈44、電動(dòng)推桿45、擋盤座46和下球鉸鏈47的數(shù)量均為六，所述的定平臺(tái)41和動(dòng)平臺(tái)42均呈圓形狀結(jié)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)42位于定平臺(tái)41正上方，連接座43安裝在定平臺(tái)41的上端面上，且連接座43在定平臺(tái)41上呈正三角形位置布置，三角座48安裝在動(dòng)平臺(tái)42下端面上，且連接座43和三角座48之間的安裝位置兩兩交錯(cuò)，且三角座48呈正三角形柱體結(jié)構(gòu)，三角座48沿其垂直中心線分別對(duì)稱設(shè)置有傾斜面，傾斜面上開設(shè)有與下球鉸鏈47下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動(dòng)推桿45底端通過上球鉸鏈44與連接座43相連接，電動(dòng)推桿45頂端與擋盤座46下端相連接，擋盤座46上端與下球鉸鏈47—端相連接，下球鉸鏈47另一端安裝在三角座48上，限位彈簧49繞套在電動(dòng)推桿45上，且限位彈簧49 一端與電動(dòng)推桿45相連接，限位彈簧49另一端與擋盤座46相連接;通過電動(dòng)推桿45的上下伸縮運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)42的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且通過限位彈簧49增加了動(dòng)平臺(tái)42的平穩(wěn)性，本發(fā)明采用6-SPS的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)且微動(dòng)精度高，Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共六個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)柔性好、運(yùn)動(dòng)空間小、運(yùn)動(dòng)速度快、運(yùn)動(dòng)靈活性好，將Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4應(yīng)用到本發(fā)明中，一方面起到了對(duì)拍攝裝置5整體方位角度的調(diào)節(jié)，使得本發(fā)明可在各種姿態(tài)下進(jìn)行全角度全方位無死角進(jìn)行拍攝作業(yè)；另一方面通過Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)4提高了本發(fā)明的減震性能，即使處于顛簸或者非平衡狀態(tài)下時(shí)，拍攝裝置5始終處于水平平穩(wěn)狀態(tài)，防止拍攝裝置5在拍攝作業(yè)時(shí)因抖動(dòng)性或者傾斜性過大導(dǎo)致拍攝畫面差的問題，進(jìn)一步提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。
[0027]如圖3至圖6所示，所述的拍攝裝置5包括基座51、旋轉(zhuǎn)盤52、滾珠53、固定裝置54、點(diǎn)按裝置55和防護(hù)外罩56;所述的基座51下端設(shè)置有基臺(tái)，基座51上端設(shè)置有環(huán)圈，環(huán)圈下半段外側(cè)沿其圓周方向均勻設(shè)置有刻度標(biāo)記，刻度標(biāo)記對(duì)拍攝裝置5在水平面上的整體旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)起到了參考作用，環(huán)圈上半段外側(cè)設(shè)置有外螺紋，環(huán)圈內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凹腔，旋轉(zhuǎn)盤52位于基座上端內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)盤52下端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，且旋轉(zhuǎn)電機(jī)與基座下端的基臺(tái)相連接固定，旋轉(zhuǎn)盤52外側(cè)壁上設(shè)置有半圓形凹槽，滾珠53安裝在基座與旋轉(zhuǎn)盤52之間，且滾珠53—側(cè)卡在環(huán)圈內(nèi)側(cè)的環(huán)形凹腔內(nèi)，滾珠53另一側(cè)卡在旋轉(zhuǎn)盤52外側(cè)壁上的半圓形凹槽;所述的固定裝置54數(shù)量為二，固定裝置54分別對(duì)稱布置在旋轉(zhuǎn)盤52左右兩側(cè)，點(diǎn)按裝置55位于固定裝置54后側(cè)端，防護(hù)外罩56呈半球形殼體結(jié)構(gòu)，防護(hù)外罩56下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有與基座的環(huán)圈上半段外側(cè)外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，防護(hù)外罩56位于基座上方，防護(hù)外罩56材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃材料，采用螺紋安裝連接的方式便于防護(hù)外罩56的安裝與拆卸，防護(hù)外罩56對(duì)拍攝裝置5起到了防水和防墜落物的作用，同時(shí)由于防護(hù)外罩56的材質(zhì)為透明，不影響拍攝作業(yè)的進(jìn)行。
[0028]如圖3和圖4所示，所述的固定裝置54包括移動(dòng)滑軌541、限位滑塊542、鎖緊螺栓543、橫向固鎖機(jī)構(gòu)544和縱向固鎖機(jī)構(gòu)545;所述的移動(dòng)滑軌541上均勻開設(shè)有限位孔，限位滑塊542安裝在移動(dòng)滑軌541上，且限位滑塊542與移動(dòng)滑軌541之間通過鎖緊螺栓543進(jìn)行鎖緊固定，限位滑塊542呈T型結(jié)構(gòu)，橫向固鎖機(jī)構(gòu)544數(shù)量為二，橫向固鎖機(jī)構(gòu)544分別位于限位滑塊542前后兩側(cè)，縱向固鎖機(jī)構(gòu)545位于限位滑塊542正上方;所述的橫向固鎖機(jī)構(gòu)544包括橫向支撐板5441、橫向?qū)驐U5442、橫向鎖緊彈簧5443、橫向連接柱5444和橫向鎖緊頭5445;所述的橫向支撐板5441為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，且橫向支撐板5441與限位滑塊542之間固連，橫向?qū)驐U5442位于橫向支撐板5441和橫向鎖緊頭5445之間，橫向鎖緊彈簧5443位于橫向?qū)驐U5442外側(cè)，且橫向鎖緊彈簧5443—端通過橫向連接柱5444與橫向支撐板5441相連接，橫向鎖緊彈簧5443另一端通過橫向連接柱5444與橫向鎖緊頭5445相連接，橫向鎖緊頭5445呈腰型平板狀結(jié)構(gòu);所述的縱向固鎖機(jī)構(gòu)545包括縱向支撐板5451、縱向?qū)驐U5452、縱向鎖緊彈簧5453、縱向連接柱5454和縱向鎖緊頭5455;所述的縱向支撐板5451呈倒立的L型結(jié)構(gòu)，且縱向支撐板5451外側(cè)設(shè)置有連接肋板，縱向?qū)驐U5452位于縱向鎖緊彈簧5453內(nèi)側(cè)，縱向鎖緊彈簧5453兩端通過縱向連接柱5454分別與縱向支撐板5451和縱向鎖緊頭5455相連接，縱向鎖緊頭5455呈釘耙狀結(jié)構(gòu)，縱向鎖緊頭5455前端均勻設(shè)置有鎖緊爪，且鎖緊爪呈楔形結(jié)構(gòu)，鎖緊爪下端面上設(shè)置有柔性海綿塊。具體操作時(shí)，首先根據(jù)安裝相機(jī)的尺寸型號(hào)大小，通過移動(dòng)限位滑塊542在移動(dòng)滑軌541上的運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)相應(yīng)的匹配尺寸，并用鎖緊螺栓543進(jìn)行鎖緊固定，同時(shí)限位滑塊542起到了對(duì)相機(jī)左右位置的固定限位;然后將相機(jī)放置到兩個(gè)橫向固鎖機(jī)構(gòu)544之間，橫向固鎖機(jī)構(gòu)544起到了對(duì)相機(jī)前后位置的限位固定作用，縱向固鎖機(jī)構(gòu)545起到了對(duì)相機(jī)上方位置的限位固定作用，且橫向固鎖機(jī)構(gòu)544和縱向固鎖機(jī)構(gòu)545調(diào)節(jié)方便快捷，固鎖力度適合，通過固定裝置54對(duì)相機(jī)前后、左右和上下的位置均進(jìn)行了鎖緊固定，防止了相機(jī)在拍攝作業(yè)過程中滑脫的現(xiàn)象，提高了本發(fā)明拍攝作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。
[0029]如圖3和圖5所示，所述的點(diǎn)按裝置55包括點(diǎn)按導(dǎo)軌551、封口塊552、導(dǎo)向輪553、點(diǎn)按電機(jī)554、點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸555、點(diǎn)按支座556、導(dǎo)向滑桿557、點(diǎn)按升降柱558、第一伸縮連桿559、第一電機(jī)5510、第二電機(jī)5511、過渡轉(zhuǎn)軸5512、第二伸縮連桿5513和點(diǎn)按頭5514;所述的點(diǎn)按導(dǎo)軌551數(shù)量為二，點(diǎn)按導(dǎo)軌551內(nèi)側(cè)開設(shè)有凹型導(dǎo)槽，點(diǎn)按導(dǎo)軌551左右兩端分別通過封口塊552進(jìn)行限位，導(dǎo)向輪553位于點(diǎn)按導(dǎo)軌551上的凹型導(dǎo)槽內(nèi)，點(diǎn)按電機(jī)554位于導(dǎo)向輪553之間，點(diǎn)按電機(jī)554采用雙軸同步輸出電機(jī)，點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸555—端與導(dǎo)向輪553相連接，點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸555另一端與點(diǎn)按電機(jī)554輸出軸相連接，點(diǎn)按支座556下端設(shè)置有電機(jī)連接座，點(diǎn)按支座556中部設(shè)置有移動(dòng)桿，移動(dòng)桿前后兩端分別設(shè)置有移動(dòng)座，移動(dòng)座下端設(shè)置有滑動(dòng)軸承，點(diǎn)按支座556上端設(shè)置有點(diǎn)按平臺(tái)，且點(diǎn)按平臺(tái)上設(shè)置有點(diǎn)按轉(zhuǎn)臺(tái)，導(dǎo)向滑桿557位于點(diǎn)按導(dǎo)軌551正上方，且導(dǎo)向滑桿557兩端分別設(shè)置有點(diǎn)按耳座，點(diǎn)按耳座固定在點(diǎn)按導(dǎo)軌551上，滑動(dòng)軸承安裝在導(dǎo)向滑桿557上，點(diǎn)按升降柱558底端固定在點(diǎn)按轉(zhuǎn)臺(tái)上，點(diǎn)按升降柱558頂端連接有第一伸縮連桿559，第一電機(jī)5510主軸與第一伸縮桿559—端相連接，第二電機(jī)5511位于第一伸縮連桿559另一端上方，且第二電機(jī)5511主軸穿過第一伸縮連桿559另一端與過渡轉(zhuǎn)軸5512上端相連接，過渡轉(zhuǎn)軸5512下端與第二伸縮連桿5513—端相固定，第二伸縮連桿5513另一端下方安裝有點(diǎn)按頭5514，且點(diǎn)按頭5514呈圓臺(tái)狀結(jié)構(gòu)。通過點(diǎn)按電機(jī)554的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸555的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)向輪553在點(diǎn)按滑軌551的凹型導(dǎo)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的功能，同時(shí)通過點(diǎn)按支座556和導(dǎo)向滑桿557的配合使用，一方面起到了對(duì)點(diǎn)按裝置55的支撐作用，另一方面也起到了對(duì)點(diǎn)按裝置55的導(dǎo)向移動(dòng)的作用，通過點(diǎn)按升降柱558可對(duì)點(diǎn)按裝置55的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過第一電機(jī)5510的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)第一伸縮連桿559的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第二電機(jī)5511的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)第二伸縮連桿5513的轉(zhuǎn)動(dòng)，且第一伸縮連桿559和第二伸縮連桿5513均可進(jìn)行長(zhǎng)度伸縮，點(diǎn)按裝置55在空間內(nèi)可進(jìn)行三平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)靈活，調(diào)節(jié)方便，通過點(diǎn)按裝置55可對(duì)相機(jī)拍攝按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)對(duì)位以及觸按，且對(duì)位精準(zhǔn)，點(diǎn)按快速。
[0030]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中的描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手，其特征在于:包括升降裝置、Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)和拍攝裝置;所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位于升降裝置與拍攝裝置之間，且Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)下端與升降裝置相連接，Stuart并聯(lián)機(jī)構(gòu)上端與拍攝裝置相連接;其中: 所述的升降裝置包括升降推桿、升降圓臺(tái)和電動(dòng)轉(zhuǎn)盤;所述的升降推桿數(shù)量為四，升降推桿位于升降圓臺(tái)下方，且升降推桿上端與升降圓臺(tái)下端面相連接，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤固定在升降圓臺(tái)上端面中心位置處； 所述的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、連接座、上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座、下球鉸鏈、三角座和限位彈簧;所述的連接座和三角座數(shù)量為三，上球鉸鏈、電動(dòng)推桿、擋盤座和下球鉸鏈的數(shù)量均為六，所述的定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)均呈圓形狀結(jié)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)位于定平臺(tái)正上方，連接座安裝在定平臺(tái)的上端面上，且連接座在定平臺(tái)上呈正三角形位置布置，三角座安裝在動(dòng)平臺(tái)下端面上，且連接座和三角座之間的安裝位置兩兩交錯(cuò)，且三角座呈正三角形柱體結(jié)構(gòu)，三角座沿其垂直中心線分別對(duì)稱設(shè)置有傾斜面，傾斜面上開設(shè)有與下球鉸鏈下端外螺紋相配合的安裝螺紋孔，電動(dòng)推桿底端通過上球鉸鏈與連接座相連接，電動(dòng)推桿頂端與擋盤座下端相連接，擋盤座上端與下球鉸鏈一端相連接，下球鉸鏈另一端安裝在三角座上，限位彈簧繞套在電動(dòng)推桿上，且限位彈簧一端與電動(dòng)推桿相連接，限位彈簧另一端與擋盤座相連接； 所述的拍攝裝置包括基座、旋轉(zhuǎn)盤、滾珠、固定裝置、點(diǎn)按裝置和防護(hù)外罩;所述的基座下端設(shè)置有基臺(tái)，基座上端設(shè)置有環(huán)圈，環(huán)圈下半段外側(cè)沿其圓周方向均勻設(shè)置有刻度標(biāo)記，環(huán)圈上半段外側(cè)設(shè)置有外螺紋，環(huán)圈內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凹腔，旋轉(zhuǎn)盤位于基座上端內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)盤下端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，且旋轉(zhuǎn)電機(jī)與基座下端的基臺(tái)相連接固定，旋轉(zhuǎn)盤外側(cè)壁上設(shè)置有半圓形凹槽，滾珠安裝在基座與旋轉(zhuǎn)盤之間，且滾珠一側(cè)卡在環(huán)圈內(nèi)側(cè)的環(huán)形凹腔內(nèi)，滾珠另一側(cè)卡在旋轉(zhuǎn)盤外側(cè)壁上的半圓形凹槽;所述的固定裝置數(shù)量為二，固定裝置分別對(duì)稱布置在旋轉(zhuǎn)盤左右兩側(cè)，點(diǎn)按裝置位于固定裝置后側(cè)端，防護(hù)外罩呈半球形殼體結(jié)構(gòu)，防護(hù)外罩下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有與基座的環(huán)圈上半段外側(cè)外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，防護(hù)外罩位于基座上方，防護(hù)外罩材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃材料； 所述的固定裝置包括移動(dòng)滑軌、限位滑塊、鎖緊螺栓、橫向固鎖機(jī)構(gòu)和縱向固鎖機(jī)構(gòu)；所述的移動(dòng)滑軌上均勻開設(shè)有限位孔，限位滑塊安裝在移動(dòng)滑軌上，且限位滑塊與移動(dòng)滑軌之間通過鎖緊螺栓進(jìn)行鎖緊固定，限位滑塊呈T型結(jié)構(gòu)，橫向固鎖機(jī)構(gòu)數(shù)量為二，橫向固鎖機(jī)構(gòu)分別位于限位滑塊前后兩側(cè)，縱向固鎖機(jī)構(gòu)位于限位滑塊正上方； 所述的點(diǎn)按裝置包括點(diǎn)按導(dǎo)軌、封口塊、導(dǎo)向輪、點(diǎn)按電機(jī)、點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸、點(diǎn)按支座、導(dǎo)向滑桿、點(diǎn)按升降柱、第一伸縮連桿、第一電機(jī)、第二電機(jī)、過渡轉(zhuǎn)軸、第二伸縮連桿和點(diǎn)按頭；所述的點(diǎn)按導(dǎo)軌數(shù)量為二，點(diǎn)按導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)開設(shè)有凹型導(dǎo)槽，點(diǎn)按導(dǎo)軌左右兩端分別通過封口塊進(jìn)行限位，導(dǎo)向輪位于點(diǎn)按導(dǎo)軌上的凹型導(dǎo)槽內(nèi)，點(diǎn)按電機(jī)位于導(dǎo)向輪之間，點(diǎn)按電機(jī)采用雙軸同步輸出電機(jī)，點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸一端與導(dǎo)向輪相連接，點(diǎn)按轉(zhuǎn)軸另一端與點(diǎn)按電機(jī)輸出軸相連接，點(diǎn)按支座下端設(shè)置有電機(jī)連接座，點(diǎn)按支座中部設(shè)置有移動(dòng)桿，移動(dòng)桿前后兩端分別設(shè)置有移動(dòng)座，移動(dòng)座下端設(shè)置有滑動(dòng)軸承，點(diǎn)按支座上端設(shè)置有點(diǎn)按平臺(tái)，且點(diǎn)按平臺(tái)上設(shè)置有點(diǎn)按轉(zhuǎn)臺(tái)，導(dǎo)向滑桿位于點(diǎn)按導(dǎo)軌正上方，且導(dǎo)向滑桿兩端分別設(shè)置有點(diǎn)按耳座，點(diǎn)按耳座固定在點(diǎn)按導(dǎo)軌上，滑動(dòng)軸承安裝在導(dǎo)向滑桿上，點(diǎn)按升降柱底端固定在點(diǎn)按轉(zhuǎn)臺(tái)上，點(diǎn)按升降柱頂端連接有第一伸縮連桿，第一電機(jī)主軸與第一伸縮桿一端相連接，第二電機(jī)位于第一伸縮連桿另一端上方，且第二電機(jī)主軸穿過第一伸縮連桿另一端與過渡轉(zhuǎn)軸上端相連接，過渡轉(zhuǎn)軸下端與第二伸縮連桿一端相固定，第二伸縮連桿另一端下方安裝有點(diǎn)按頭，且點(diǎn)按頭呈圓臺(tái)狀結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手，其特征在于:所述的橫向固鎖機(jī)構(gòu)包括橫向支撐板、橫向?qū)驐U、橫向鎖緊彈簧、橫向連接柱和橫向鎖緊頭；所述的橫向支撐板為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，且橫向支撐板與限位滑塊之間固連，橫向?qū)驐U位于橫向支撐板和橫向鎖緊頭之間，橫向鎖緊彈簧位于橫向?qū)驐U外側(cè)，且橫向鎖緊彈簧一端通過橫向連接柱與橫向支撐板相連接，橫向鎖緊彈簧另一端通過橫向連接柱與橫向鎖緊頭相連接，橫向鎖緊頭呈腰型平板狀結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水面環(huán)境監(jiān)測(cè)巡航機(jī)器人作業(yè)機(jī)械手，其特征在于:所述的縱向固鎖機(jī)構(gòu)包括縱向支撐板、縱向?qū)驐U、縱向鎖緊彈簧、縱向連接柱和縱向鎖緊頭；所述的縱向支撐板呈倒立的L型結(jié)構(gòu)，且縱向支撐板外側(cè)設(shè)置有連接肋板，縱向?qū)驐U位于縱向鎖緊彈簧內(nèi)側(cè)，縱向鎖緊彈簧兩端通過縱向連接柱分別與縱向支撐板和縱向鎖緊頭相連接，縱向鎖緊頭呈釘耙狀結(jié)構(gòu)，縱向鎖緊頭前端均勻設(shè)置有鎖緊爪，且鎖緊爪呈楔形結(jié)構(gòu)，鎖緊爪下端面上設(shè)置有柔性海綿塊。
【文檔編號(hào)】B25J19/00GK105936048SQ201610470863
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】何程
【申請(qǐng)人】何程