一種基于螺旋槳驅(qū)動(dòng)的海參捕撈機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于螺旋槳驅(qū)動(dòng)的海參捕撈機(jī)器人，具體地說是采用了螺旋槳驅(qū)動(dòng)，帶有機(jī)器視覺進(jìn)行位置檢測(cè)以及采用多個(gè)電機(jī)構(gòu)成的多自由度海參抓取機(jī)械手的一種可潛水捕撈海參的設(shè)備，屬于海洋捕撈設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]海參，屬海參綱(Holothuroidea)，是生活在海邊至8000米的海洋棘皮動(dòng)物，距今已有六億多年的歷史，海參以海底藻類和浮游生物為食。海參全身長(zhǎng)滿肉刺，廣布于世界各海洋中。我國南海沿岸種類較多，約有二十余種海參可供食用，海參同人參、燕窩、魚翅齊名，是世界八大珍品之一。海參不僅是珍貴的食品，也是名貴的藥材。據(jù)《本草綱目拾遺》中記載:海參，味甘咸，補(bǔ)腎，益精髓，攝小便，壯陽療痿，其性溫補(bǔ)，足敵人參，故名海參。海參具有提高記憶力、延緩性腺衰老，防止動(dòng)脈硬化以及抗腫瘤等作用。隨著海參價(jià)值知識(shí)的普及，海參逐漸進(jìn)入百姓餐桌。
[0003]目前，我國海參多靠人工養(yǎng)殖。人工養(yǎng)殖的海參一般在水深1.5-15米的海水中，分為池養(yǎng)和海養(yǎng)。池養(yǎng)海參水深較淺，在收獲時(shí)可通過放水的方法來拾取;而海養(yǎng)的海參的收獲主要靠人工下去捕撈。由于海參夏眠，因此海參的捕撈只能是春捕和秋捕，而無論春捕還是秋捕，此時(shí)海水都很冷，甚至春捕的水溫在零度以下，對(duì)捕撈者的身體造成極大的傷害。因此，在海參捕撈方面，迫切需要一種自動(dòng)化的設(shè)備，可替代人工入水捕撈，但是目前缺乏該類設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述不足，本發(fā)明提供了一種基于螺旋槳驅(qū)動(dòng)的海參捕撈機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于螺旋槳驅(qū)動(dòng)的海參捕撈機(jī)器人，是由拖纜、上蓋、氣囊、殼體、螺旋槳旋轉(zhuǎn)電機(jī)、螺旋槳、下端口、內(nèi)部總成和機(jī)外CCD組成的，其特征在于:上蓋安裝在殼體的上端，拖纜位于機(jī)器人上部的中間，連接機(jī)內(nèi)部件，并通過上蓋的中孔穿出，上延至船上操作平臺(tái)；八個(gè)氣囊安裝在殼體外部的八個(gè)角上，螺旋槳旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在殼體外面的中間，螺旋槳安裝在螺旋槳旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出法蘭上，四只機(jī)外CCD安裝在殼體四個(gè)面下端的中間，下端口安裝在殼體的下部，內(nèi)部總成安裝在殼體的內(nèi)部；
[0006]所述內(nèi)部總成是由手爪組件、底盤、調(diào)節(jié)氣缸、海參筐、鏈輪支架、鏈輪、傳送帶、袋扣、海參袋和鏈輪電機(jī)組成的，帶有孔洞的海參袋靠袋扣固定在海參筐的四個(gè)內(nèi)壁面上，以盛放捕撈的海參;鏈輪支架與海參筐固定在一起并嵌套式安裝在機(jī)器人的殼體內(nèi)部;十二個(gè)鏈輪安裝在鏈輪支架上，鏈輪上安裝有傳送帶，鏈輪靠鏈輪電機(jī)帶動(dòng)，八只鏈輪電機(jī)安裝在鏈輪支架上；四只調(diào)節(jié)氣缸分布在海參筐的四個(gè)角上，并安裝在底盤的上方，手爪組件安裝在底盤的下方；
[0007]所述的手爪組件是由盤狀旋轉(zhuǎn)電機(jī)、手爪旋轉(zhuǎn)盤、橫向移動(dòng)齒條、導(dǎo)軌、滑塊、滑塊上板、橫向齒輪、橫向移動(dòng)電機(jī)、手爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、手爪支架、導(dǎo)桿、手爪伸縮電機(jī)、手爪伸縮齒輪、手爪開合電機(jī)、手爪開合螺母、手指聯(lián)桿、手爪CCD、手指和手爪底座組成的，所述的手爪支架的前端有開口，后端有安裝法蘭，內(nèi)部側(cè)面有兩條支架齒條;所述手爪底座是由骨架、聯(lián)桿安裝耳板、聯(lián)桿轉(zhuǎn)軸、電機(jī)安裝耳板、導(dǎo)孔和開合電機(jī)法蘭組成的；盤狀旋轉(zhuǎn)電機(jī)的底部安裝在內(nèi)部總成的底盤的下部，盤狀旋轉(zhuǎn)電機(jī)的前端安裝有手爪旋轉(zhuǎn)盤，盤狀旋轉(zhuǎn)電機(jī)可帶動(dòng)手爪旋轉(zhuǎn)盤及安裝在手爪旋轉(zhuǎn)盤上的物體旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)軌安裝在手爪旋轉(zhuǎn)盤下端的中間，滑塊安裝在導(dǎo)軌上，滑塊的上面安裝有滑塊上板，滑塊上板上安裝有橫向移動(dòng)電機(jī)，橫向移動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有橫向齒輪，橫向齒輪與橫向移動(dòng)齒條嚙合在一起，橫向移動(dòng)齒條平行于導(dǎo)軌安裝在手爪旋轉(zhuǎn)盤上，在橫向移動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下，滑塊及安裝在滑塊上的部件可沿導(dǎo)軌橫向移動(dòng);手爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)的后端安裝在滑塊上板上，手爪支架安裝在手爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)的前端，在手爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)的帶動(dòng)下手爪支架旋轉(zhuǎn);手爪支架內(nèi)部安裝有兩根導(dǎo)桿，手爪底座通過導(dǎo)孔嵌套安裝在導(dǎo)桿上，帶有絲杠輸出軸的手爪開合電機(jī)安裝在手爪底座的開合電機(jī)法蘭上，手爪開合螺母安裝在手爪開合電機(jī)的絲杠上，手指聯(lián)桿一端安裝在手爪開合螺母上，另一端與手指的一端連接在一起，手指的中間部位安裝在手爪底座的聯(lián)桿轉(zhuǎn)軸上，這樣在手爪開合電機(jī)的動(dòng)作下，帶動(dòng)手爪開合螺母移動(dòng)，手爪開合螺母上的手指聯(lián)桿帶動(dòng)手指的一端，在以手爪底座的聯(lián)桿轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)的杠桿作用下，手爪實(shí)現(xiàn)開合運(yùn)動(dòng);兩只手爪伸縮電機(jī)安裝在手爪底座的電機(jī)安裝耳板上，手爪伸縮齒輪安裝在手爪伸縮電機(jī)的輸出軸上，手爪伸縮齒輪與手爪支架上的支架齒條相嚙合，在手爪伸縮電機(jī)的旋轉(zhuǎn)下，帶動(dòng)手爪底座移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手爪的伸出與縮回；兩只手爪CCD安裝在手爪支架上，以觀測(cè)手指端部的情況。
[0008]所述傳送帶是由鏈條、隔離柵、遮欄和傳送帶空隙所組成的，傳送帶的兩側(cè)安裝有鏈條，這些鏈條與鏈輪嚙合傳動(dòng)，傳送帶間隔性地分布有隔離柵和傳送帶間隙，遮欄的開口方向朝向傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向，安裝在傳送帶的內(nèi)側(cè)。
[0009]所述的調(diào)節(jié)氣缸是由氣缸安裝底座、嵌套式活塞桿、彈簧、活塞、缸體和氣嘴組成的，嵌套式活塞桿安裝在氣缸安裝底座上，彈簧套裝在嵌套式活塞桿上，活塞安裝在嵌套式活塞桿的頂端，在缸體的內(nèi)部;氣嘴安裝在缸體的上端，壓縮氣體通過氣嘴進(jìn)入缸體，推動(dòng)活塞外移，實(shí)現(xiàn)缸體內(nèi)氣體的增多，嵌套式活塞桿在活塞的推動(dòng)作用下嵌套式縮短；當(dāng)缸體內(nèi)的氣體通過氣嘴排出時(shí)，在彈簧的作用下，可推動(dòng)活塞上移，實(shí)現(xiàn)缸體內(nèi)氣體的減少，從而調(diào)節(jié)整個(gè)機(jī)器人所受到的水的浮力。缸體的下端有間隙，水可進(jìn)入到活塞的下部。
[0010]所述的螺旋槳旋轉(zhuǎn)電機(jī)、鏈輪電機(jī)、盤狀旋轉(zhuǎn)電機(jī)、橫向移動(dòng)電機(jī)、手爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、手爪伸縮電機(jī)、手爪開合電機(jī)以及螺旋槳內(nèi)的電機(jī)均為防水電機(jī)。
[0011 ]該發(fā)明的有益之處是:首先，該捕撈機(jī)器人通過拖纜與船上的操作者相連接，操作者可通過機(jī)外CCD觀察機(jī)器人下部的情況，并通過螺旋槳的運(yùn)動(dòng)來控制整個(gè)機(jī)器人的移動(dòng)，當(dāng)螺旋槳的口都朝向水面時(shí)，在螺旋槳的推動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的下潛；當(dāng)螺旋槳的出口都朝向水底時(shí)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的上移；當(dāng)機(jī)器人相對(duì)兩側(cè)的螺旋槳橫向轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置時(shí)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的橫向移動(dòng)；當(dāng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺旋槳的朝向也發(fā)生變化時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的姿態(tài)變換和曲線運(yùn)動(dòng)，從而通過對(duì)四個(gè)螺旋槳的控制，實(shí)現(xiàn)捕撈機(jī)器人在水中的全方位、全姿態(tài)運(yùn)動(dòng)；
[0012]安裝在殼體外側(cè)的八只氣囊在機(jī)器人的工作中起到重要的作用，一方面氣囊產(chǎn)生的浮力可平衡機(jī)器人的重量，使機(jī)器人的自重與其受到水的浮力相抵消，從而減小了螺旋槳驅(qū)動(dòng)的功率;另一方面，氣囊安裝在殼體的八個(gè)角上，可有效減輕機(jī)器人與其他物體的碰撞，實(shí)現(xiàn)保護(hù)機(jī)器人的目的；
[0013]機(jī)器人的手爪組件在盤狀旋轉(zhuǎn)電機(jī)的作用下，可實(shí)現(xiàn)手爪組件整體的旋轉(zhuǎn);在橫向移動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下，可實(shí)現(xiàn)手爪在手爪旋轉(zhuǎn)盤上徑向的運(yùn)動(dòng)，這兩只電機(jī)實(shí)現(xiàn)了手爪位置的極坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng);手爪旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)了手爪的自身轉(zhuǎn)動(dòng);手爪伸縮電機(jī)實(shí)現(xiàn)了手指的前移和縮回；上述電機(jī)實(shí)現(xiàn)了手爪的四自由度運(yùn)動(dòng)。
[0014]傳送帶的結(jié)構(gòu)對(duì)于海參捕撈機(jī)器人的應(yīng)用起著重要的作用，隔離柵與傳送帶空隙的間隔布置，當(dāng)傳送帶空隙移動(dòng)到手爪下方時(shí)，為手指拾取海參提供了操作空間；當(dāng)手指拾取了海參時(shí)，傳送帶旋轉(zhuǎn)，將隔離柵運(yùn)動(dòng)到手指的下方，此時(shí)手指調(diào)節(jié)拾取海參時(shí)的姿態(tài)，將海參以垂直于傳送帶前進(jìn)方向的姿態(tài)放入到隔離柵上，此時(shí)傳送帶運(yùn)動(dòng)，在傳送帶遮