CN108972604A - 一种用于水下作业的自动换接工具库 - Google Patents

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汤伟
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Abstract

一种用于水下作业的自动换接工具库，属于水下机器人作业领域。本发明的外框架上安装两条平行放置的第一导轨、第二导轨，移动平台安装在第一导轨、第二导轨上，外框架的第一导轨、第二导轨之间安装有液压缸，液压缸的驱动杆连接到移动平台上，移动平台的中心安装有中心轴，中心轴上为上层工具转和下层工具转盘，上层工具转盘和下层工具转盘之间安装有蜗杆减速器，上层工具转盘和下层工具转盘的圆周边缘安装多个工具通用支架。本发明可携带多种水下作业工具，由水下作业机器人携带下潜，并且配合水下作业机器人在水下完成作业工具的换接，从而提高水下作业机器人在面对复杂任务时的工作效率，节约时间，提升整体性能。

Description

一种用于水下作业的自动换接工具库
技术领域
本发明属水下机器人作业领域，具体涉及一种用于水下作业的自动换接工具库。
背景技术
深水水下作业主要通过水下作业机器人的机械手操纵水下作业工具完成，一般的水下作业机器人在一次下潜作业中只能携带一种作业工具，只能完成有限的作业任务。当面对较为复杂的水下作业任务时，需要水下作业机器人频繁上浮返回母船更换作业工具，制约了作业效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于水下作业的自动换接工具库。
为实现上述目的，一种用于水下作业的自动换接工具库，结构包括外框架1、第一导轨2、第二导轨14、液压缸3、移动平台4、中心轴5、上层工具转盘6、下层工具转盘7、工具通用支架8、吊耳9、蜗杆减速器10、水下作业工具11、工具专用夹具13，其特征在于：外框架1上安装两条平行放置的第一导轨2、第二导轨14，移动平台4安装在第一导轨2、第二导轨14上，外框架的第一导轨2、第二导轨14之间安装有液压缸3，液压缸3的驱动杆连接到移动平台4上，移动平台4的中心安装有中心轴5，中心轴上为上层工具转盘6和下层工具转盘7，上层工具转盘6和下层工具转盘7之间安装有蜗杆减速器10，上层工具转盘6和下层工具转盘7的圆周边缘安装多个工具通用支架8，外框架1的四个角安装有与水下作业机器人连接的吊耳9。
上层工具转盘6的半径大于下层工具转盘7的半径，上层工具转盘6有一个缺口，缺口的大小满足下层工具转盘7换接水下作业工具11时不发生干涉。
上层工具转盘6与下层工具转盘7由蜗杆减速器10驱动，上层工具转盘6与下层工具转盘7互相独立旋转。
工具通用支架8上开设有第一组槽801和第二组槽802，水下作业工具11的握把12放置在第一组槽801上，或将水下作业工具11放置于工具专用夹具13中，工具专用夹具13放置在第二组槽802上。
工具专用夹具13由带有螺纹孔的圆环1301和带有外螺纹的圆柱1302组成，圆柱1302通过螺纹安装在圆环1301侧面。
液压缸3的驱动杆平行于第一导轨2、第二导轨14伸缩，蜗杆减速器10为带有液压马达的蜗杆减速器。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种用于水下作业的自动换接工具库，可携带多种水下作业工具，由水下作业机器人携带下潜，并且配合水下作业机器人在水下完成作业工具的换接，从而提高水下作业机器人在面对复杂任务时的工作效率，节约时间，提升整体性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的工具通用支架结构示意图。
图3为本发明的工具通用支架第一组槽存放水下作业工具示意图。
图4为本发明的工具通用支架第二组槽存放水下作业工具示意图。
图5为本发明的工具专用夹具结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
实施例1
一种用于水下作业的自动换接工具库，结构包括外框架1、第一导轨2、第二导轨14、液压缸3、移动平台4、中心轴5、上层工具转盘6、下层工具转盘7、工具通用支架8、吊耳9、蜗杆减速器10、水下作业工具11、工具专用夹具13，外框架1上安装两条平行放置的第一导轨2、第二导轨14，移动平台4安装在第一导轨2、第二导轨14上，外框架的第一导轨2、第二导轨14之间安装有液压缸3，液压缸3的驱动杆连接到移动平台4上，移动平台4的中心安装有中心轴5，中心轴上为上层工具转盘6和下层工具转盘7，上层工具转盘6和下层工具转盘7之间安装有蜗杆减速器10，上层工具转盘6和下层工具转盘7的圆周边缘安装多个工具通用支架8，外框架1的四个角安装有与水下作业机器人连接的吊耳9。
上层工具转盘6的半径大于下层工具转盘7的半径，上层工具转盘6有一个缺口，缺口的大小满足下层工具转盘7换接水下作业工具11时不发生干涉。
上层工具转盘6与下层工具转盘7由蜗杆减速器10驱动，上层工具转盘6与下层工具转盘7互相独立旋转。
工具通用支架8上开设有第一组槽801和第二组槽802，水下作业工具11的握把12放置在第一组槽801上，或将水下作业工具11放置于工具专用夹具13中，工具专用夹具13放置在第二组槽802上。
工具专用夹具13由带有螺纹孔的圆环1301和带有外螺纹的圆柱1302组成，圆柱1302通过螺纹安装在圆环1301侧面，可以通过旋进螺纹将水下作业工具11定心锁紧。
液压缸3的驱动杆平行于第一导轨2、第二导轨14伸缩，蜗杆减速器10为带有液压马达的蜗杆减速器。
该工具库的油路与电路与水下作业机器人连通，工作时由水下作业机器人携带至作业地点，水下作业机器人在作业时需要使用不同的水下作业工具，此时水下作业机器人的机械手从工具库中存取所需要的水下作业工具。
当存取的水下作业工具位于上层工具转盘6时，由水下作业机器人通过液压驱动带有液压马达的蜗杆减速器10，带动上层工具转盘6和水下作业工具11旋转到换接角度，再由水下作业机器人驱动液压缸3使移动平台4整体横向移动，使水下作业工具11横向移动到机械手换接位置，然后水下作业机器人操纵机械手完成工具的存放或换接。
当存取的水下作业工具位于下层工具转盘7时，由水下作业机器人通过液压驱动带有液压马达的蜗杆减速器10，带动上层工具转盘6上的缺口旋转到换接角度，同时带动下层工具转盘7和水下作业工具11旋转到换接角度，此时下层工具转盘7上的水下作业工具11应位于上层工具6转盘缺口的正下方，然后由水下作业机器人驱动液压缸3使移动平台4整体横向移动，使水下作业工具11横向移动到机械手换接位置，水下作业机器人操纵机械手通过上层工具转盘6的缺口完成工具的存放或换接。
实施例2
本发明涉及水下机器人作业领域，是一种可由水下作业机器人携带下潜，可为水下作业机器人提供多种不同水下作业工具并配合水下作业机器人完成工具换接的工具库。
目前，深水水下作业主要通过水下作业机器人的机械手操纵水下作业工具完成，一般的水下作业机器人在一次下潜作业中只能携带一种作业工具，只能完成有限的作业任务。当面对较为复杂的水下作业任务时，需要水下作业机器人频繁上浮返回母船更换作业工具，制约了作业效率。因此，本发明设计了一种用于水下作业的自动换接工具库，使水下作业机器人可以一次性携带多个水下作业工具下潜，并且可在水下更换工具，避免将时间浪费在频繁往返母船以更换作业工具上，节约时间。从而提高水下作业机器人在面对复杂任务时的工作效率，提升整体性能。
一种用于水下作业的自动换接工具库，可携带多种水下作业工具，由水下作业机器人携带下潜，并且配合水下作业机器人在水下完成作业工具的换接，从而提高水下作业效率，包括用于携带工具的工具存放系统，用于工具库转动和移动平台进给的传动系统。
本发明采用技术方案如下：
一种用于水下作业的自动换接工具库，包括外框架，所述外框架上安装有导轨；所述导轨上安装有移动平台，所述移动平台通过液压缸驱动；所述移动平台上安装有中心轴；所述外框架上安装有用于与水下作业机器人连接的吊耳。
所述中心轴上安装有可以互相独立旋转的上层工具转盘和下层工具转盘；所述上层工具转盘和下层工具转盘由带有液压马达的蜗杆减速器驱动；所述上层工具转盘和下层工具转盘上安装有用于放置水下作业工具的工具通用支架；所述上层工具转盘的半径大于下层工具转盘的半径；所述上层工具转盘上开设有一缺口；所述缺口的大小可以容纳水下作业机器人在换接位于下层工具转盘上的工具时不发生干涉。
所述工具通用支架上开设有第一组槽和第二组槽；所述第一组槽与水下作业工具的握把配合，以存放水下作业工具；所述第二组槽与工具专用夹具配合，以存放水下作业工具。
所述工具专用夹具由带有螺纹孔的圆环和有外螺纹的圆柱组成；所述圆柱通过螺纹安装在圆环侧面，同时可以通过旋进螺纹将水下作业工具定心锁紧。
下面结合附图说明本发明工作方式：
如图1-图5所示，本发明的结构包括外框架1，外框架1上安装有导轨2，导轨2上安装有移动平台4，移动平台4通过液压缸3驱动，移动平台4上安装有中心轴5；
中心轴5上安装有可以互相独立旋转的上层工具转盘6和下层工具转盘7；
上层工具转盘6和下层工具转盘7由带有液压马达的蜗杆减速器10驱动，上层工具转盘6和下层工具转盘7上安装有用于放置水下作业工具的工具11通用支架8，上层工具转盘6的半径大于下层工具转盘7的半径；
上层工具转盘6上开设有一缺口，缺口的大小可以容纳水下作业机器人在换接位于下层工具转盘7上的工具时不发生干涉；
工具通用支架8上开设有第一组槽801和第二组槽802；第一组槽801与水下作业工具11的握把12配合，以存放水下作业工具11；第二组槽802与工具专用夹具13配合，以存放水下作业工具；
工具专用夹具13由带有螺纹孔的圆环1301和有外螺纹的圆柱1302组成；圆柱1302通过螺纹安装在圆环1301侧面，同时可以通过旋进螺纹将水下作业工具11定心锁紧；
该工具库的油路与电路与水下作业机器人连通，工作时由水下作业机器人携带至作业地点，水下作业机器人在作业时需要使用不同的水下作业工具，此时水下作业机器人的机械手从工具库中存取所需要的水下作业工具。
当存取的水下作业工具位于上层工具转盘6时，由水下作业机器人通过液压驱动带有液压马达的蜗杆减速器10，带动上层工具转盘6和水下作业工具11旋转到换接角度，再由水下作业机器人驱动液压缸3使移动平台4整体横向移动，使水下作业工具11横向移动到机械手换接位置，然后水下作业机器人操纵机械手完成工具的存放或换接。
当存取的水下作业工具位于下层工具转盘7时，由水下作业机器人通过液压驱动带有液压马达的蜗杆减速器10，带动上层工具转盘6上的缺口旋转到换接角度，同时带动下层工具转盘7和水下作业工具11旋转到换接角度，此时下层工具转盘7上的水下作业工具11应位于上层工具6转盘缺口的正下方，然后由水下作业机器人驱动液压缸3使移动平台4整体横向移动，使水下作业工具11横向移动到机械手换接位置，水下作业机器人操纵机械手通过上层工具转盘6的缺口完成工具的存放或换接。

Claims (6)

1.一种用于水下作业的自动换接工具库，其结构包括外框架(1)、第一导轨(2)、第二导轨(14)、液压缸(3)、移动平台(4)、中心轴(5)、上层工具转盘(6)、下层工具转盘(7)、工具通用支架(8)、吊耳(9)、蜗杆减速器(10)、水下作业工具(11)、工具专用夹具(13)，其特征在于：外框架(1)上安装两条平行放置的第一导轨(2)、第二导轨(14)，移动平台(4)安装在第一导轨(2)、第二导轨(14)上，外框架的第一导轨(2)、第二导轨(14)之间安装有液压缸(3)，液压缸(3)的驱动杆连接到移动平台(4)上，移动平台(4)的中心安装有中心轴(5)，中心轴上为上层工具转盘(6)和下层工具转盘(7)，上层工具转盘(6)和下层工具转盘(7)之间安装有蜗杆减速器(10)，上层工具转盘(6)和下层工具转盘(7)的圆周边缘安装多个工具通用支架(8)，外框架(1)的四个角安装有与水下作业机器人连接的吊耳(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下作业的自动换接工具库，其特征在于：上层工具转盘(6)的半径大于下层工具转盘(7)的半径，上层工具转盘(6)有一个缺口，缺口的大小满足下层工具转盘(7)换接水下作业工具(11)时不发生干涉。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下作业的自动换接工具库，其特征在于：上层工具转盘(6)与下层工具转盘(7)由蜗杆减速器(10)驱动，上层工具转盘(6)与下层工具转盘(7)互相独立旋转。
4.根据权利要求1所述的一种用于水下作业的自动换接工具库，其特征在于：工具通用支架(8)上开设有第一组槽(801)和第二组槽(802)，水下作业工具(11)的握把(12)放置在第一组槽(801)上，或将水下作业工具(11)放置于工具专用夹具(13)中，工具专用夹具(13)放置在第二组槽(802)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下作业的自动换接工具库，其特征在于：工具专用夹具(13)由带有螺纹孔的圆环(1301)和带有外螺纹的圆柱(1302)组成，圆柱(1302)通过螺纹安装在圆环(1301)侧面。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下作业的自动换接工具库，其特征在于：液压缸(3)的驱动杆平行于第一导轨(2)、第二导轨(14)伸缩，蜗杆减速器(10)为带有液压马达的蜗杆减速器。
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