本發(fā)明涉及一種海底生物采收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，海參、貝類(lèi)和蟹類(lèi)等海底生物采收主要依賴(lài)潛水員人工水下作業(yè)，沒(méi)有海底自動(dòng)采收設(shè)備進(jìn)行采收作業(yè)，對(duì)潛水員技能要求高，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度高，人身危險(xiǎn)性較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決目前沒(méi)有海底自動(dòng)采收設(shè)備進(jìn)行采收作業(yè)，致使人工采收勞動(dòng)強(qiáng)度高和人身危險(xiǎn)性大的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種海底生物采收系統(tǒng)，包括海底采收機(jī)器人和操控裝置；

所述海底采收機(jī)器人包括車(chē)體、防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器、多軸機(jī)械臂、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸、采收夾爪、射燈、輸送道、收納箱、吊環(huán)和數(shù)個(gè)車(chē)輪；

所述操控裝置包括車(chē)體控制器、操控控制器和操控器；

所述車(chē)體下部對(duì)應(yīng)各所述車(chē)輪安裝有數(shù)個(gè)所述防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器，各所述防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器分別驅(qū)動(dòng)各所述車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)所述車(chē)體實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，所述車(chē)體前部安裝有所述多軸機(jī)械臂，所述多軸機(jī)械臂上安裝有數(shù)個(gè)向不同方向運(yùn)動(dòng)的所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸，所述多軸機(jī)械臂前端安裝有所述采收夾爪，所述采收氣爪用于對(duì)海底生物的抓??；所述車(chē)體前端安裝有數(shù)個(gè)用于海底照明的所述射燈，所述車(chē)體內(nèi)部安裝有用于輸送海洋生物的所述輸送道和用于容納海洋生物的所述收納箱，所述車(chē)體上部安裝有數(shù)個(gè)所述吊環(huán)；

所述車(chē)體控制器設(shè)于所述車(chē)體上，所述操控控制器和所述操控器設(shè)于作業(yè)船上，所述操控控制器與所述車(chē)體控制器之間通過(guò)線(xiàn)纜或無(wú)線(xiàn)電連接，所述操控器連接至所述操控控制器；

操縱所述操控器，所述操控器將操作人員的肢體動(dòng)作轉(zhuǎn)化為動(dòng)作指令信號(hào)傳送給所述操控控制器，所述操控控制器對(duì)所述動(dòng)作指令信號(hào)進(jìn)行編碼后發(fā)送給所述車(chē)體控制器，所述車(chē)體控制器將所述動(dòng)作指令信號(hào)解碼后，分別控制各所述防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述車(chē)輪移動(dòng)、各所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)和所述采收夾爪運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)海洋生物的采收。

進(jìn)一步地，所述海底采收機(jī)器人還包括兩個(gè)攝像頭，各所述攝像頭安裝于所述多軸機(jī)械臂的底部，用于海底環(huán)境立體成像；

所述操控裝置還包括3D頭盔，所述車(chē)體控制器將所述攝像頭采集到的視頻信號(hào)發(fā)送給所述操控控制器，所述操控控制器將所述視頻信號(hào)進(jìn)行3D轉(zhuǎn)換后發(fā)送到所述3D頭盔。

進(jìn)一步地，所述防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器包括同軸設(shè)置的第一伺服電機(jī)、主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座、主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵、從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座、從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵和輸出軸；

所述第一伺服電機(jī)通過(guò)第一減速機(jī)驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座旋轉(zhuǎn)，所述主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座外周安裝有數(shù)個(gè)所述主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵，當(dāng)所述主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵繼而跟隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵與所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵之間通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)子密封蓋隔離，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝在所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座上，從而驅(qū)動(dòng)所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座和所述輸出軸旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸包括第二伺服電機(jī)、輸出活塞體、第一油池、油嘴和壓力傳感器；

所述第二伺服電機(jī)通過(guò)第二減速機(jī)減速后由所述輸出活塞體輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，通過(guò)所述油嘴向所述油池內(nèi)注有壓力潤(rùn)滑油，通過(guò)所述壓力傳感器監(jiān)控所述油池內(nèi)的潤(rùn)滑油壓力。

進(jìn)一步地，所述采收夾爪包括直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一齒輪、第二齒輪、夾爪推桿、夾爪和彈性條；

所述第二齒輪安裝于所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸上，所述夾爪推桿連接于所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底部，所述第一齒輪套裝于所述夾爪推桿的下部并與所述第二齒輪嚙合，所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、夾爪推桿和第一齒輪同軸設(shè)置，所述夾爪安裝于所述第一齒輪的下表面，所述彈性條連接在所述夾爪的兩個(gè)夾臂之間；

通過(guò)O型圈、第二油池、殼體和所述夾爪推桿將所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)封閉在一個(gè)密封的空間里，所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)所述第二齒輪旋轉(zhuǎn)，所述第二齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)與其嚙合的所述第一齒輪旋轉(zhuǎn)，所述第一齒輪帶動(dòng)所述夾爪進(jìn)行360°周向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)伸出帶動(dòng)所述夾爪推桿前的錐形面控制所述夾爪打開(kāi)，以對(duì)不同方向的海底生物進(jìn)行抓取，然后所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)縮回，所述彈性條驅(qū)動(dòng)所述夾爪收攏，以?shī)A住被采收海洋生物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采收作業(yè)時(shí)，位于作業(yè)船上的操作人員操縱操控器，操控器將操作人員的肢體動(dòng)作轉(zhuǎn)化為動(dòng)作指令電信號(hào)給操控控制器，操控控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼操作以后通過(guò)線(xiàn)纜或無(wú)線(xiàn)電發(fā)送給車(chē)體控制器，車(chē)體控制器將信號(hào)解碼后，對(duì)車(chē)輪、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸和采收夾爪上的各個(gè)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)車(chē)體的移動(dòng)以進(jìn)行海洋生物全方位自動(dòng)采收，實(shí)現(xiàn)了采收的自動(dòng)化，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，安全性大大提高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是海底采收機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器的剖視圖；

圖5是關(guān)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的剖視圖；

圖6是采收夾爪的剖視圖。

圖中，1-收納箱；2-車(chē)體；3-吊環(huán)；4-車(chē)輪；5-線(xiàn)纜；6-射燈；7-輸送道；8-攝像頭；9-防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器；91-密封蓋；92-第一伺服電機(jī)；93-電機(jī)固定法蘭；94-連接法蘭；95-第一減速機(jī)；96-箱體；97-主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵；98-主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座；99-主動(dòng)轉(zhuǎn)子密封蓋；910-從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵；911-從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座；912-軸承隔套；913-陶瓷軸承；914-軸承座；915-輸出軸；10-多軸機(jī)械臂；11-關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸；111-密封罩殼；112-第二伺服電機(jī)；113-電機(jī)安裝板；114-密封墊；115-第二減速機(jī)；116-密封殼體；117-油嘴；118-第一油池；119-第一O型圈；1110-輸出活塞體；1111-第一擋圈；1112-壓力傳感器；12-采收夾爪；121-夾爪；122-彈性條；123-第一齒輪；124-陶瓷軸承；125-軸承座；126-底板；127-第二O型圈；128-第二油池；129-直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；1210-殼體；1211-第二擋圈；1212-夾爪推桿；11-關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸；1213-第二齒輪；13-車(chē)體控制器；14-操控控制器；15-操控器；16-作業(yè)船；17-3D頭盔；18-操作人員。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-6所示，本發(fā)明的海底生物采收系統(tǒng)，包括海底采收機(jī)器人和操控裝置；

海底采收機(jī)器人包括車(chē)體2、防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器9、多軸機(jī)械臂10、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11、采收夾爪12、射燈6、輸送道7、收納箱1、吊環(huán)3和數(shù)個(gè)車(chē)輪4；

操控裝置包括車(chē)體控制器13、操控控制器14和操控器15；

車(chē)體2下部對(duì)應(yīng)各車(chē)輪4安裝有數(shù)個(gè)防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器9，各防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器9分別驅(qū)動(dòng)各車(chē)輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)車(chē)體2實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)（當(dāng)各車(chē)輪4等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車(chē)體2前進(jìn)或后退，當(dāng)各車(chē)輪4差速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車(chē)體2進(jìn)行轉(zhuǎn)向），車(chē)體2前部安裝有多軸機(jī)械臂10，多軸機(jī)械臂10上安裝有數(shù)個(gè)向不同方向運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11，多軸機(jī)械臂10前端安裝有采收夾爪12，采收氣爪12用于對(duì)海底生物的抓取；車(chē)體2前端安裝有數(shù)個(gè)用于海底照明的射燈6，車(chē)體2內(nèi)部安裝有用于輸送海洋生物的輸送道7和用于容納海洋生物的收納箱1，車(chē)體2上部安裝有數(shù)個(gè)吊環(huán)3，用于作業(yè)船16吊起海底采收機(jī)器人進(jìn)行釋放和回收；

車(chē)體控制器13設(shè)于車(chē)體2上，操控控制器14和操控器15設(shè)于作業(yè)船16上，操控控制器14與車(chē)體控制器13之間通過(guò)線(xiàn)纜5或無(wú)線(xiàn)電連接，操控器15連接至操控控制器14；

操縱操控器15，操控器15將操作人員18的肢體動(dòng)作轉(zhuǎn)化為動(dòng)作指令信號(hào)傳送給操控控制器14，操控控制器14對(duì)動(dòng)作指令信號(hào)進(jìn)行編碼后發(fā)送給車(chē)體控制器13，車(chē)體控制器13將動(dòng)作指令信號(hào)解碼后，分別控制各防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器9驅(qū)動(dòng)車(chē)輪4移動(dòng)、各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11轉(zhuǎn)動(dòng)和采收夾爪12運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)海洋生物的采收。

優(yōu)選地，海底采收機(jī)器人還包括兩個(gè)攝像頭8，各攝像頭8安裝于多軸機(jī)械臂10的底部，用于海底環(huán)境立體成像；

操控裝置還包括3D頭盔17，車(chē)體控制器13將攝像頭8采集到的視頻信號(hào)發(fā)送給操控控制器15，操控控制器15將視頻信號(hào)進(jìn)行3D轉(zhuǎn)換后發(fā)送到3D頭盔17，操作人員18可通過(guò)3D頭盔17獲得海底立體影像，從而獲得身臨其境的操作感受。

優(yōu)選地，防水磁耦合驅(qū)動(dòng)器9包括同軸設(shè)置的第一伺服電機(jī)92、主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座98、主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵97、從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座911、從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵910和輸出軸915；

第一伺服電機(jī)92通過(guò)電機(jī)固定法蘭93和連接法蘭94與第一減速機(jī)95連接，第一伺服電機(jī)92由密封蓋91密封，第一伺服電機(jī)92通過(guò)第一減速機(jī)95驅(qū)動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座98旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座98外周安裝有數(shù)個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵97，當(dāng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵97旋轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵910繼而跟隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵97與從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵910之間通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)子密封蓋99隔離，從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵910安裝在從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座911上，從而驅(qū)動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座910和輸出軸95旋轉(zhuǎn)。主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵97、主動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座98、主動(dòng)轉(zhuǎn)子密封蓋99、從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵910和從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座911均置于箱體96內(nèi)，輸出軸915通過(guò)軸承隔套912、陶瓷軸承913和軸承座914連接至從動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鐵安裝座910。

優(yōu)選地，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11包括第二伺服電機(jī)112、輸出活塞體1110、第一油池118、油嘴117和壓力傳感器1112；

第二伺服電機(jī)112安裝在電機(jī)安裝板113上并由密封罩殼111密封，第二減速機(jī)115由密封殼體116密封，密封罩殼111與密封殼體116之間設(shè)有密封墊114，輸出活塞體1110套設(shè)于密封殼體116內(nèi)，密封殼體116內(nèi)壁與輸出活塞體1110之間設(shè)有第一O型圈119，第一O型圈119與輸出活塞體1110之間設(shè)有第一擋圈1111，第一O型圈119與密封殼體116內(nèi)壁之間形成油池118，第二伺服電機(jī)112通過(guò)第二減速機(jī)115減速后由輸出活塞體1110輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，通過(guò)油嘴117向油池118內(nèi)注有壓力潤(rùn)滑油，通過(guò)壓力傳感器1112監(jiān)控油池118內(nèi)的潤(rùn)滑油壓力。

優(yōu)選地，采收夾爪12包括直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129、第一齒輪123、第二齒輪1213、夾爪推桿1212、夾爪121和彈性條122；

第二齒輪1213安裝于關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11上，夾爪推桿1212連接于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129的底部，第一齒輪123套裝于夾爪推桿1212的下部并與第二齒輪1213嚙合，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129、夾爪推桿1212和第一齒輪123同軸設(shè)置，夾爪121安裝于第一齒輪123的下表面，彈性條122連接在夾爪121的兩個(gè)夾臂之間；

通過(guò)第二O型圈127、第二油池128、殼體1210和夾爪推桿1212將直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129封閉在一個(gè)密封的空間里，第二O型圈127與殼體1210之間形成第二油池128，第二O型圈127與夾爪推桿1212之間設(shè)有第二擋圈1211，承載夾爪推桿1212的陶瓷軸承124通過(guò)軸承座125安裝于第一齒輪123的上方，軸承座125通過(guò)底板126連接在殼體1210底部；關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)第二齒輪1213旋轉(zhuǎn)，第二齒輪1213旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)與其嚙合的第一齒輪123旋轉(zhuǎn)，第一齒輪123帶動(dòng)夾爪121進(jìn)行360°周向轉(zhuǎn)動(dòng)，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129伸出帶動(dòng)夾爪推桿1212前的錐形面控制夾爪121打開(kāi)，以對(duì)不同方向的海底生物進(jìn)行抓取，然后直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129縮回，彈性條122驅(qū)動(dòng)夾爪121收攏，以?shī)A住被采收海洋生物。直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129可包括第三伺服電機(jī)（圖中未示出），以精確驅(qū)動(dòng)夾爪推桿1212上下移動(dòng)。

采收作業(yè)時(shí)，位于作業(yè)船16上的操作人員18操縱操控器15，操控器15將操作人員的肢體動(dòng)作轉(zhuǎn)化為動(dòng)作指令電信號(hào)給操控控制器14，操控控制器14對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼操作以后通過(guò)線(xiàn)纜5或無(wú)線(xiàn)電發(fā)送給車(chē)體控制器13，車(chē)體控制器13將信號(hào)解碼后，對(duì)車(chē)輪4、關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸11和采收夾爪12上的各個(gè)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)車(chē)體2的移動(dòng)以進(jìn)行海洋生物全方位自動(dòng)采收，實(shí)現(xiàn)了采收的自動(dòng)化。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。