CN115447738B - 一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人回收技术领域，具体涉及一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，包括支撑架，支撑架的内环壁上固定安装有两个相向设置的推动液压缸，两个推动液压缸的伸缩端分别固定安装有半球形结构的一号固定单元和二号固定单元，一号固定单元和二号固定单元相互靠近的一侧均开设有安装凹槽，安装凹槽内固定安装有若干弹簧伸缩杆，一号固定单元和二号固定单元相互靠近的一侧均固定安装有柔性防水膜。本发明可以实现对鱼形水下机器人的多角度回收，解决了现有鱼形水下机器人回收装置回收位置和方位单一的问题，提高了鱼形水下机器人回收时的便捷度，避免对鱼形水下机器人的外壁和仿生鱼鳍造成损坏。

Description

一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置

技术领域

本发明涉及机器人回收技术领域，尤其涉及一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，在现代工业发展中占据的较为重要的地位，机器人根据应用领域不同会存在不同的形态，这其中鱼形水下机器人就是一种常见的机器人，鱼形水下机器人是一种类似鱼形态的水下用机器，多用于海洋探测和研究。

鱼形水下机器人在使用时一般是通过拖船带动其移动至指定位置，再通过吊装设备将鱼形水下机器人调运至海面上进行释放，释放后的鱼形水下机器人会掉落至海水内，此时，通过无线传导操作鱼形水下机器人运行即可使其在一定深度的海水内进行移动，实现探测，当鱼形水下机器人完成水下作业后一般都需要对其进行回收，后续还需要对鱼形水下机器人进行清理和保养，以便继续使用，目前，在回收这种鱼形水下机器人时，一般都需要采用回收装置来实现对鱼形水下机器人的回收，但现有的鱼形水下机器人回收装置一般都是呈管道状或箱体式，用于回收鱼形水下机器人的开口处的方向通常都是唯一且固定的，当需要回收鱼形水下机器人时，需要操作鱼形水下机器人移动至指定方位并精准钻入，操作人员往往需要对鱼形水下机器人的位置进行多次调整才能实现回收，这种情况降低了鱼形水下机器人回收时的便捷性，同时，在回收鱼形水下机器人时为了避免鱼形水下机器人随海流产生晃动或碰撞，需要对回收后的鱼形水下机器人进行定位，而常规的回收装置在对鱼形水下机器人进行定位时大都是采用机械臂或液压杆来对鱼形水下机器人进行夹持，这种定位方式较为单一，需要将鱼形水下机器人的位置和角度调整至指定位置，这进一步增加了鱼形水下机器人的回收难度，且鱼形水下机器人一般为了在水下移动时的顺畅度，其外表面一般都呈流线型且较为光滑，同时为了提高鱼形水下机器人的移动时的稳定性，其外表面一般都存在仿生鱼鳍，在通过机械臂或液压杆来对鱼形水下机器人进行定位时容易对鱼形水下机器人的外表面或仿生鱼鳍造成损坏，这种情况给鱼形水下机器人的回收带来了不便。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，包括支撑架，所述支撑架呈圆环状结构，支撑架的内环壁上固定安装有两个相向设置的推动液压缸，两个推动液压缸的伸缩端分别固定安装有半球形结构的一号固定单元和二号固定单元，一号固定单元和二号固定单元的安装方向位置互为相向设置，一号固定单元和二号固定单元相互靠近的一侧均开设有安装凹槽，安装凹槽内固定安装有若干弹簧伸缩杆，弹簧伸缩杆的伸缩端固定安装有中空结构的橡胶球，一号固定单元和二号固定单元相互靠近的一侧均固定安装有柔性防水膜，一号固定单元和二号固定单元上的橡胶球分别与对应设置的柔性防水膜相接触。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述一号固定单元和二号固定单元上的柔性防水膜相互靠近的一侧均固定安装有圆环形结构的魔术贴，两个魔术贴的安装位置相互对应。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述柔性防水膜上开设有若干沿其周向均匀分布的水流冲孔。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述柔性防水膜内固定安装有若干弹性材质的加强拉线，同一柔性防水膜内的加强拉线呈经纬交织分布。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述一号固定单元和二号固定单元的外壁上均开设有转动槽，一号固定单元和二号固定单元的外壁处均设置有转动环，两个转动环分别与对应设置的转动槽活动连接，两个转动环的外壁上均固定安装有若干凹型结构的定位架，两个转动环上的定位架的安装位置一一对应，对应设置的定位架之间设置有限位条，限位条的两端分别贯穿对应设置的定位架并固定安装有限位块，限位条的中间位置呈圆弧形结构并向一号固定单元和二号固定单元之间的中心点延伸。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述一号固定单元内开设有圆环形结构的电动滑槽，电动滑槽内滑动连接有电动滑块，电动滑槽与对应的转动槽之间固定安装有密封带，电动滑块靠近对应的转动环的一侧转动安装有一号磁珠，一号固定单元上的转动环的内环壁上转动安装有两个对称设置的二号磁珠，二号磁珠的安装位置与一号磁珠的安装位置相互交错分布，一号磁珠与二号磁珠均与密封带相而接触，一号磁珠插设在两个二号磁珠之间。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述支撑架的两侧均固定安装有两个对称设置的辅助支架，辅助支架呈弧形结构，支撑架上固定安装有两个对称设置的加固圆环，加固圆环与对应设置的辅助支架固定连接，支撑架的下方通过若干绳索连接有配重铁球。

在上述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置中，所述支撑架内开设有对称设置的T型结构的一号气道，加固圆环内开设有对称设置的二号气道，一号气道的两端分别与对应设置的二号气道相连通，加固圆环内并位于二号气道的两端均开设有内凹槽，内凹槽与对应设置的二号气道相连通，内凹槽的内壁上开设有两个对称设置的排水孔，排水孔贯通对应设置的加固圆环，内凹槽内设置有球形铃铛，支撑架的两侧均设置有充气管道，充气管道的一端与对应设置的一号气道相连通。

与现有的技术相比，本采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置的优点在于：

1、本发明可以实现对鱼形水下机器人的多角度回收，解决了现有鱼形水下机器人回收装置回收位置和方位单一的问题，提高了鱼形水下机器人回收时的便捷度，同时可以通过柔性定位的方式对鱼形水下机器人进行夹持固定，避免对鱼形水下机器人的外壁和仿生鱼鳍造成损坏，且柔性定位无需操作鱼形水下机器人移动至指定位置，降低了鱼形水下机器人回收时的精准度，进一步降低了鱼形水下机器人的回收难度；

2、本发明设计了一号固定单元和二号固定单元，通过一号固定单元和二号固定单元的相互闭合可以对鱼形水下机器人进行快速的夹持固定，配合支撑架可以实现对鱼形水下机器人的快速回收，同时一号固定单元和二号固定单元通过限位条可以对鱼形水下机器人起到阻拦的作用，可以便于将鱼形水下机器人定位在一号固定单元和二号固定单元之间，方便一号固定单元和二号固定单元对鱼形水下机器人进行夹持固定。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明图1中A处的放大剖视结构示意图；

图3是本发明图1中B处的放大结构示意图；

图4是本发明中一号固定单元和二号固定单元的立体结构示意图；

图5是本发明中一号固定单元和二号固定单元的立体剖切结构示意图；

图6是本发明图5中C处的放大结构示意图；

图7是本发明中电动滑块和转动环的局部剖视结构示意图；

图8是本发明中柔性防水膜和缓冲垫的局部剖视结构示意图；

图9是本发明中柔性防水膜和魔术贴的平面结构示意图；

图10是本发明中一号气道的剖视结构示意图；

图11是本发明中二号气道的剖视结构示意图。

图中：1、支撑架；101、推动液压缸；2、一号固定单元；3、二号固定单元；201、安装凹槽；202、弹簧伸缩杆；203、橡胶球；204、柔性防水膜；205、魔术贴；206、水流冲孔；211、加强拉线；212、转动槽；213、转动环；214、定位架；215、限位条；216、限位块；217、电动滑槽；218、电动滑块；219、密封带；220、一号磁珠；221、二号磁珠；102、辅助支架；103、加固圆环；104、一号气道；105、二号气道；106、内凹槽；107、排水孔；108、球形铃铛；109、充气管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-图11，一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，包括支撑架1，支撑架1呈圆环状结构，支撑架1的内环壁上固定安装有两个相向设置的推动液压缸101，两个推动液压缸101的伸缩端分别固定安装有半球形结构的一号固定单元2和二号固定单元3，一号固定单元2和二号固定单元3的安装方向位置互为相向设置，一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近的一侧均开设有安装凹槽201，安装凹槽201内固定安装有若干弹簧伸缩杆202，弹簧伸缩杆202的伸缩端固定安装有中空结构的橡胶球203，一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近的一侧均固定安装有柔性防水膜204，一号固定单元2和二号固定单元3上的橡胶球203分别与对应设置的柔性防水膜204相接触，支撑架1通过吊索吊送至海水下，推动液压缸101为水下用液压缸，两个推动液压缸101通过其伸缩端的伸缩可以带动一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近或相互远离，当鱼形水下机器人移动至一号固定单元2和二号固定单元3之间时，通过两个推动液压缸101的推动可以使一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近并罩设在鱼形水下机器人的外侧，同时，可以带动两个柔性防水膜204贴合在鱼形水下机器人上并对其起到包裹的效果，通过两个柔性防水膜204的包裹可以对鱼形水下机器人起到定位的作用，弹簧伸缩杆202配合橡胶球203可以提高柔性防水膜204的支撑强度。

一号固定单元2和二号固定单元3上的柔性防水膜204相互靠近的一侧均固定安装有圆环形结构的魔术贴205，两个魔术贴205的安装位置相互对应，当两个柔性防水膜204贴合在鱼形水下机器人的外壁上时会带动两个魔术贴205的部分区域相贴合，通过两个魔术贴205的相互贴合可以对鱼形水下机器人的位置起到进一步的限定作用，可以避免鱼形水下机器人在两个柔性防水膜204之间产生滑动。

柔性防水膜204上开设有若干沿其周向均匀分布的水流冲孔206，当一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近时，会带动两个柔性防水膜204与鱼形水下机器人相接触，随着一号固定单元2和二号固定单元3的继续靠近，鱼形水下机器人会对两个柔性防水膜204起到反向挤压的作用，当两个柔性防水膜204受到挤压时会通过水流冲孔206将多余的海水挤出，避免安装凹槽201内的海水过于充盈损坏鱼形水下机器人。

所述柔性防水膜204内固定安装有若干弹性材质的加强拉线211，同一柔性防水膜204内的加强拉线211呈经纬交织分布，加强拉线211可以增加柔性防水膜204的强度，避免在包裹鱼形水下机器人时柔性防水膜204受到挤压而产生破裂。

一号固定单元2和二号固定单元3的外壁上均开设有转动槽212，一号固定单元2和二号固定单元3的外壁处均设置有转动环213，两个转动环213分别与对应设置的转动槽212活动连接，两个转动环213的外壁上均固定安装有若干凹型结构的定位架214，两个转动环213上的定位架214的安装位置一一对应，对应设置的定位架214之间设置有限位条215，限位条215的两端分别贯穿对应设置的定位架214并固定安装有限位块216，限位条215的中间位置呈圆弧形结构并向一号固定单元2和二号固定单元3之间的中心点延伸，一号固定单元2和二号固定单元3通过转动槽212与对应的转动环213相连接，转动环213配合定位架214用于连接限位条215，在限位条215的带动下可以使两个转动环213同步转动，限位块216可以避免限位条215脱离对应的定位架214，当鱼形水下机器人移动至一号固定单元2和二号固定单元3之间时会直接撞击在限位条215上，通过限位条215可以对鱼形水下机器人起到阻拦的作用，可以辅助鱼形水下机器人的回收定位，限位块216上的弧形结构可以使受到阻拦的鱼形水下机器人停止在一号固定单元2和二号固定单元3的中心位置，当一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近时，会挤压限位块216使弧形结构处缓慢伸直，此时，在定位架214的限位作用下可以避免限位条215脱离转动环213。

一号固定单元2内开设有圆环形结构的电动滑槽217，电动滑槽217内滑动连接有电动滑块218，电动滑槽217与对应的转动槽212之间固定安装有密封带219，电动滑块218靠近对应的转动环213的一侧转动安装有一号磁珠220，一号固定单元2上的转动环213的内环壁上转动安装有两个对称设置的二号磁珠221，二号磁珠221的安装位置与一号磁珠220的安装位置相互交错分布，一号磁珠220与二号磁珠221均与密封带219相而接触，一号磁珠220插设在两个二号磁珠221之间，电动滑槽217用于连接和移动电动滑块218，当电动滑块218在电动滑槽217内移动时，通过一号磁珠220和二号磁珠221的相插接可以使电动滑块218带动对应的转动环213进行转动，密封带219用于对电动滑槽217进行密封，避免海水浸泡电动滑块218使其损坏，通过一号磁珠220与二号磁珠221的滚动可以使电动滑块218透过密封带219带动转动环213同步转动，通过转动环213的转动可以对限位条215的位置进行调节，便于根据鱼形水下机器人的位置进行调节，无需操作鱼形水下机器人移动至指定位置进行回收，进一步提高了鱼形水下机器人回收时的便捷性。

支撑架1的两侧均固定安装有两个对称设置的辅助支架102，辅助支架102呈弧形结构，支撑架1上固定安装有两个对称设置的加固圆环103，加固圆环103与对应设置的辅助支架102固定连接，支撑架1的下方通过若干绳索连接有配重铁球，辅助支架102和加固圆环103用于增加支撑架1的稳定性，减小支撑架1在水下产生倾斜的可能性，配重铁球用于使支撑架1下沉，同时通过配重铁球的重量。

支撑架1内开设有对称设置的T型结构的一号气道104，加固圆环103内开设有对称设置的二号气道105，一号气道104的两端分别与对应设置的二号气道105相连通，加固圆环103内并位于二号气道105的两端均开设有内凹槽106，内凹槽106与对应设置的二号气道105相连通，内凹槽106的内壁上开设有两个对称设置的排水孔107，排水孔107贯通对应设置的加固圆环103，内凹槽106内设置有球形铃铛108，支撑架1的两侧均设置有充气管道109，充气管道109的一端与对应设置的一号气道104相连通，当本发明放置在水下时，水下的鱼群游动至一号固定单元2和二号固定单元3之间时，为了避免一号固定单元2和二号固定单元3闭合时将鱼群同时包裹，可以通过充气管道109向一号气道104和二号气道105内注入气体，充入的气体会通过一号气道104和二号气道105并从排水孔107中排出，在气体排出排水孔107时会呈气泡状，且气体会推动球形铃铛108在内凹槽106中翻滚并产生碰撞，此时，球形铃铛108会发出声响，通过球形铃铛108的声响配合气泡可以起到惊扰鱼群的作用，可以避免水下的鱼类等生物游动至一号固定单元2和二号固定单元3之间。

使用时：

首先，将一号固定单元2和二号固定单元3闭合，通过吊装设备将支撑架1吊送至海面上，并配合配重铁球使支撑架1下沉至海面下指定位置，此时，操作一号固定单元2和二号固定单元3分离，在支撑架1下沉的过程中，由于一号固定单元2和二号固定单元3之间不是完全密封的，海水会自水流冲孔206填充满安装凹槽201；

当鱼形水下机器人移动至一号固定单元2和二号固定单元3之间时会直接撞击在限位条215上，通过限位条215可以对鱼形水下机器人起到阻拦的作用，可以辅助鱼形水下机器人的回收定位，限位块216上的弧形结构可以使受到阻拦的鱼形水下机器人停止在一号固定单元2和二号固定单元3的中心位置；

当一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近时，会带动两个柔性防水膜204与鱼形水下机器人相接触，随着一号固定单元2和二号固定单元3的继续靠近，鱼形水下机器人会对两个柔性防水膜204起到反向挤压的作用，当两个柔性防水膜204受到挤压时会通过水流冲孔206将多余的海水挤出，避免安装凹槽201内的海水过于充盈损坏鱼形水下机器人；

当鱼形水下机器人移动至一号固定单元2和二号固定单元3之间时，通过两个推动液压缸101的推动可以使一号固定单元2和二号固定单元3相互靠近并罩设在鱼形水下机器人的外侧，同时，可以带动两个柔性防水膜204贴合在鱼形水下机器人上并对其起到包裹的效果，通过两个柔性防水膜204的包裹可以对鱼形水下机器人起到定位的作用，弹簧伸缩杆202配合橡胶球203可以提高柔性防水膜204的支撑强度。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，包括支撑架（1），其特征在于：所述支撑架（1）呈圆环状结构，支撑架（1）的内环壁上固定安装有两个相向设置的推动液压缸（101），两个推动液压缸（101）的伸缩端分别固定安装有半球形结构的一号固定单元（2）和二号固定单元（3），一号固定单元（2）和二号固定单元（3）的安装方向位置互为相向设置，一号固定单元（2）和二号固定单元（3）相互靠近的一侧均开设有安装凹槽（201），安装凹槽（201）内固定安装有若干弹簧伸缩杆（202），弹簧伸缩杆（202）的伸缩端固定安装有中空结构的橡胶球（203），一号固定单元（2）和二号固定单元（3）相互靠近的一侧均固定安装有柔性防水膜（204），一号固定单元（2）和二号固定单元（3）上的橡胶球（203）分别与对应设置的柔性防水膜（204）相接触。

2.根据权利要求1所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述一号固定单元（2）和二号固定单元（3）上的柔性防水膜（204）相互靠近的一侧均固定安装有圆环形结构的魔术贴（205），两个魔术贴（205）的安装位置相互对应。

3.根据权利要求1所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述柔性防水膜（204）上开设有若干沿其周向均匀分布的水流冲孔（206）。

4.根据权利要求1所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述柔性防水膜（204）内固定安装有若干弹性材质的加强拉线（211），同一柔性防水膜（204）内的加强拉线（211）呈经纬交织分布。

5.根据权利要求1所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述一号固定单元（2）和二号固定单元（3）的外壁上均开设有转动槽（212），一号固定单元（2）和二号固定单元（3）的外壁处均设置有转动环（213），两个转动环（213）分别与对应设置的转动槽（212）活动连接，两个转动环（213）的外壁上均固定安装有若干凹型结构的定位架（214），两个转动环（213）上的定位架（214）的安装位置一一对应，对应设置的定位架（214）之间设置有限位条（215），限位条（215）的两端分别贯穿对应设置的定位架（214）并固定安装有限位块（216），限位条（215）的中间位置呈圆弧形结构并向一号固定单元（2）和二号固定单元（3）之间的中心点延伸。

6.根据权利要求5所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述一号固定单元（2）内开设有圆环形结构的电动滑槽（217），电动滑槽（217）内滑动连接有电动滑块（218），电动滑槽（217）与对应的转动槽（212）之间固定安装有密封带（219），电动滑块（218）靠近对应的转动环（213）的一侧转动安装有一号磁珠（220），一号固定单元（2）上的转动环（213）的内环壁上转动安装有两个对称设置的二号磁珠（221），二号磁珠（221）的安装位置与一号磁珠（220）的安装位置相互交错分布，一号磁珠（220）与二号磁珠（221）均与密封带（219）相而接触，一号磁珠（220）插设在两个二号磁珠（221）之间。

7.根据权利要求1所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述支撑架（1）的两侧均固定安装有两个对称设置的辅助支架（102），辅助支架（102）呈弧形结构，支撑架（1）上固定安装有两个对称设置的加固圆环（103），加固圆环（103）与对应设置的辅助支架（102）固定连接，支撑架（1）的下方通过若干绳索连接有配重铁球。

8.根据权利要求7所述的一种采用柔性定位的鱼形水下机器人的回收装置，其特征在于：所述支撑架（1）内开设有对称设置的T型结构的一号气道（104），加固圆环（103）内开设有对称设置的二号气道（105），一号气道（104）的两端分别与对应设置的二号气道（105）相连通，加固圆环（103）内并位于二号气道（105）的两端均开设有内凹槽（106），内凹槽（106）与对应设置的二号气道（105）相连通，内凹槽（106）的内壁上开设有两个对称设置的排水孔（107），排水孔（107）贯通对应设置的加固圆环（103），内凹槽（106）内设置有球形铃铛（108），支撑架（1）的两侧均设置有充气管道（109），充气管道（109）的一端与对应设置的一号气道（104）相连通。

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