CN116280113A - 一种水下机械臂及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下机械臂及控制方法，涉及机械臂领域，包括船体、机械臂与夹爪，所述机械臂与夹爪之间设置有收卷机构与控制机构，所述收卷机构由电机与钢丝绳构成，所述电机的转动部与钢丝绳相连接，所述电机控制钢丝绳的收卷，所述钢丝绳的一端连接有控制机构。本发明对原有的机械臂进行改进，将机械臂分为机械臂与夹爪两部分，两者既可以通过机械臂的运动控制夹爪的工作位置，也可以分离，夹爪单独进入水下进行工作，当需要分离机械臂与夹爪时，启动电机，带动转动辊正转，放出钢丝绳，夹爪进入水中进行工作，夹爪进入水下后，动力机构带动螺旋桨旋转，控制夹爪前进，通过储水仓的水量变化，控制夹爪的升降，使其适配于不同的水位工作。

Description

一种水下机械臂及控制方法

技术领域

本发明涉及机械臂领域，具体为一种水下机械臂及控制方法。

背景技术

机械臂是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

随着我国在探索深海、开发利用深海资源以及保障国家深海安全等方面需求不断增加，越来越多的水下新型设备研发并投入使用，当需要对水下物体进行抓取、切割以及水下标本采集等工作时，需要用到水下机械手，海洋资源的开发离不开水下机械臂，复杂环境下高适应性、高稳定性、高精度、抗冲击性、高续航成为水下机械臂性能的发展趋势，在环境恶劣，水下作业空间狭窄的地方，可以取代人类进行复杂的操作。

现有的水下机械臂在进行水下工作时，一般是通过将机械臂装载于船体上，使用者于船体上控制机械臂的运动，可以对浅水域进行物件的抓取、切割等工作，随着船体的运动，实现机械臂工作位置的改变。

但当使用者需要对距离水面较深处进行工作时，机械臂的长度有限，很难进行相应的工作，倘若加长机械臂的长度，则可能会对机械臂的强度造成影响，水下动作压力较大，甚至可能导致机械臂损坏断裂，影响后续的工作使用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种水下机械臂及控制方法，以解决使用者需要对距离水面较深处进行工作时，机械臂的长度有限，很难进行相应的工作，倘若加长机械臂的长度，则可能会对机械臂的强度造成影响，水下动作压力较大，甚至可能导致机械臂损坏断裂，影响后续的工作使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下机械臂，包括包括安装在船体上的机械臂，机械臂上安装有夹爪，所述机械臂与夹爪之间设置有收卷机构与控制机构，所述收卷机构由电机与钢丝绳构成，所述电机的转动部与钢丝绳相连接，所述电机控制钢丝绳的收卷，所述钢丝绳的一端连接有控制机构，所述控制机构包括储水仓、气泵、排水口与检测机构，所述储水仓的顶部安装有气泵与检测机构，所述储水仓的底部设置有排水口。

通过采用上述技术方案，对原有的机械臂进行改进，将机械臂分为机械臂与夹爪两部分，两者既可以通过机械臂的运动控制夹爪的工作位置，也可以分离，夹爪单独进入水下进行工作，当需要分离机械臂与夹爪时，启动电机，带动转动辊正转，放出钢丝绳，此时钢丝绳底部的夹爪与机械臂分离，夹爪进入水中单独进行工作，夹爪进入水下后，动力机构带动螺旋桨旋转，控制夹爪前进，而当夹爪需要下潜时，启动气泵，将储水仓中的压缩气体沿着输气管抽入压缩气罐中，此时外界水流沿着排水口进入储水仓中，增加整个夹爪的重量，此时夹爪下沉，当夹爪需要上升时，启动气泵，将压缩气罐中的压缩气体沿着输气管压入储水仓中，此时储水仓中的水流排出，减轻整个夹爪的重量，此时夹爪上升，通过储水仓的水量变化，控制夹爪的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作，通过上述结构，机械臂与夹爪之间为可分离结构，即可以适应浅水位置的工作，也可以适应较深水位的工作，相较于传统固定长度的机械臂，本装置适用性更广泛。

本发明进一步设置为，所述收卷机构还包括固定壳与转动辊，所述固定壳设置于机械臂的一端，所述电机安装于固定壳的外壁，所述电机的输出端通过联轴器连接有转动辊，所述钢丝绳连接于转动辊的外壁。

通过采用上述技术方案，启动电机，电机带动转动辊正转或者反转，控制钢丝绳的收卷，进而控制夹爪是否与机械臂分离。

本发明进一步设置为，所述控制机构还包括定位壳、压缩气罐与输气管，所述定位壳与钢丝绳相连接，所述储水仓设置于定位壳的内部，所述储水仓的顶部设置有压缩气罐，所述压缩气罐、气泵与储水仓之间连接有输气管。

通过采用上述技术方案，当夹爪需要下潜时，启动气泵，将储水仓中的压缩气体沿着输气管抽入压缩气罐中，此时外界水流沿着排水口进入储水仓中，增加整个夹爪的重量，此时夹爪下沉，当夹爪需要上升时，启动气泵，将压缩气罐中的压缩气体沿着输气管压入储水仓中，此时储水仓中的水流排出，减轻整个夹爪的重量，此时夹爪上升，通过储水仓的水量变化，控制夹爪的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作。

本发明进一步设置为，所述检测机构包括水下声呐、水下水声通信机与控制器，所述水下声呐、水下水声通信机与控制器皆位于密封壳的内部。

通过采用上述技术方案，将采集到的数据存储到水下水声通信机，经过水下水声通信机将声呐数据和夹爪的运行状态发送到水上水声通信机，由水上水声通信机解析声呐数据，进而控制控制器操作夹爪进行相应的动作，水上水声通信机位于船体上，具体结构图中未示出，定位壳的外壁安装有摄像头，摄像头配合上述的声呐结构，增加了船体上使用者对水下夹爪的控制力度。

本发明进一步设置为，所述定位壳的内部安装有动力机构，所述动力机构连接有螺旋桨，所述定位壳的外壁安装有摄像头。

通过采用上述技术方案，夹爪在水下的运动由动力机构与螺旋桨构成的驱动结构进行控制，动力机构连接有螺旋桨，动力机构带动螺旋桨旋转，螺旋桨旋转为夹爪提供动力，便于夹爪的前进与后退，摄像头配合的声呐结构，增加了船体上使用者对水下夹爪的控制力度。

本发明进一步设置为，所述船体的外壁设置有齿条，所述机械臂的一端设置有齿轮，且齿条与齿轮相互啮合，所述船体的外壁设置有导轨。

通过采用上述技术方案，启动机械臂内部的驱动机构，驱动机构可以为电动机等结构，驱动机构带动齿轮旋转，由于齿轮与齿条啮合，故旋转的齿轮可以沿着齿条旋转运动，进而带动机械臂调整在船体上的位置，导轨为机械臂的运动进行限位导向。

本发明进一步设置为，所述定位壳的顶部设置有卡块，且钢丝绳的一端与卡块相连接，所述固定壳的底部开设有卡槽，所述卡块的形状大小与卡槽的形状大小皆相互匹配，且卡块可插入卡槽进行限位。

通过采用上述技术方案，当与卡块连接的钢丝绳收卷到最后时，卡块插入卡槽中，此时卡块与卡槽相配合，有效的防止了夹爪回归后发生偏转撞击，影响夹爪的使用寿命。

本发明进一步设置为，所述卡槽的内壁位于钢丝绳的进线口设置有清洁刷，且清洁刷为圆形。

通过采用上述技术方案，钢丝绳进入安装壳之前与圆形清洁刷接触，将表面的水草等杂质刷下，有效的保证了钢丝绳进入安装壳之后表面的清洁度，降低了内部结构损伤的可能性。

本发明进一步设置为，所述水下声呐、水下水声通信机用于检测夹爪船体的距离信息，所述控制器控制夹爪的动作。

通过采用上述技术方案，加大了船体上使用者对水下夹爪的控制力度。

本发明还提供如下技术方案：一种水下机械臂控制方法，所述具体操作步骤如下：

步骤一：在准备进行水下工作时，通过移动船体，将工作位置移至对应水域；

步骤二：船体到达对应位置后，启动机械臂，控制夹爪进行相应的抓取、切割等动作，机械臂的位置可调，可以通过机械臂内部的驱动机构带动齿轮沿着齿条运动，使机械臂整体可以沿着船体的四周转动，起到任意调节机械臂位置的作用；

步骤三：步骤二中使用者可以控制机械臂进行动作，但当工作位置里水面较远，机械臂的长度不够时，启动电机，带动转动辊正转，放出钢丝绳，此时钢丝绳底部的夹爪与机械臂分离，夹爪进入水中单独进行工作；

步骤四：当夹爪进入水下后，动力机构带动螺旋桨旋转，控制夹爪前进，而当夹爪需要下潜时，启动气泵，将储水仓中的压缩气体沿着输气管抽入压缩气罐中，此时外界水流沿着排水口进入储水仓中，增加整个夹爪的重量，此时夹爪下沉，当夹爪需要上升时，启动气泵，将压缩气罐中的压缩气体沿着输气管压入储水仓中，此时储水仓中的水流排出，减轻整个夹爪的重量，此时夹爪上升，通过储水仓的水量变化，控制夹爪的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作；

步骤五：当夹爪完成水下工作时，电机控制转动辊反转，将钢丝绳收卷，使其重新回到机械臂上进行固定。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：本发明通过对原有的机械臂进行改进，将机械臂分为机械臂与夹爪两部分，两者既可以通过机械臂的运动控制夹爪的工作位置，也可以分离，夹爪单独进入水下进行工作，当需要分离机械臂与夹爪时，启动电机，带动转动辊正转，放出钢丝绳，此时钢丝绳底部的夹爪与机械臂分离，夹爪进入水中单独进行工作，夹爪进入水下后，动力机构带动螺旋桨旋转，控制夹爪前进，而当夹爪需要下潜时，启动气泵，将储水仓中的压缩气体沿着输气管抽入压缩气罐中，此时外界水流沿着排水口进入储水仓中，增加整个夹爪的重量，此时夹爪下沉，当夹爪需要上升时，启动气泵，将压缩气罐中的压缩气体沿着输气管压入储水仓中，此时储水仓中的水流排出，减轻整个夹爪的重量，此时夹爪上升，通过储水仓的水量变化，控制夹爪的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作，通过上述结构，机械臂与夹爪之间为可分离结构，即可以适应浅水位置的工作，也可以适应较深水位的工作，相较于传统固定长度的机械臂，本装置适用性更广泛。

附图说明

图1为本发明立体结构的第一视角示意图；

图2为本发明立体结构的第二视角示意图；

图3为本发明机械臂的具体结构示意图；

图4为本发明收卷机构、控制机构与夹爪的结构示意图；

图5为本发明固定壳的内部的结构示意图；

图6为本发明固定壳的底部结构示意图；

图7为本发明定位壳的内部结构正剖图；

图8为本发明定位壳的内部结构俯剖图；

图9为本发明检测机构的结构示意图；

图10为本发明检测机构的工作流程图。

图中：1、船体；2、机械臂；3、夹爪；4、收卷机构；41、固定壳；42、电机；43、转动辊；44、钢丝绳；5、控制机构；51、定位壳；52、储水仓；53、压缩气罐；54、气泵；55、输气管；56、排水口；57、检测机构；571、水下声呐；572、水下水声通信机；573、控制器；6、动力机构；7、螺旋桨；8、摄像头；9、齿条；10、齿轮；11、导轨；12、卡块；13、卡槽；14、清洁刷。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

随着我国在探索深海、开发利用深海资源以及保障国家深海安全等方面需求不断增加，越来越多的水下新型设备研发并投入使用，当需要对水下物体进行抓取、切割以及水下标本采集等工作时，需要用到水下机械手，海洋资源的开发离不开水下机械臂，复杂环境下高适应性、高稳定性、高精度、抗冲击性、高续航成为水下机械臂性能的发展趋势，在环境恶劣，水下作业空间狭窄的地方，可以取代人类进行复杂的操作。

水下机械臂在进行水下工作时，一般是通过将机械臂装载于船体1上，使用者于船体1上控制机械臂的运动，可以对浅水域进行物件的抓取、切割等工作，随着船体1的运动，实现机械臂工作位置的改变，为此，本实施例提供了一种水下机械臂，如图1-10所示，该机械臂2安装于船体1的外侧，通过船体1的运动对工作位置进行调整，到达对应位置后，控制机械臂2进行相应的工作，但当使用者需要对距离水面较深处进行工作时，机械臂2的长度有限，很难进行相应的工作，倘若加长机械臂2的长度，则可能会对机械臂的强度造成影响，水下动作压力较大，甚至可能导致机械臂损坏断裂，影响后续的工作使用，因此需要在不影响机械臂2强度的情况下，保证夹爪3可以在水下较深处进行工作，故将机械臂2与夹爪3设置为可分离结构，机械臂2与夹爪3之间设置有收卷机构4与控制机构5，收卷机构4控制机械臂2与夹爪3收卷，收卷动作由电机42实现，电机42驱动转动辊43旋转，控制钢丝绳44的放卷，钢丝绳44的一端连接有控制机构5与夹爪3，当钢丝绳44放出时，夹爪与机械臂2为分离状态，当钢丝绳44收回时，夹爪3与机械臂2为固定状态，控制机构5控制夹爪3在水面下的运动，夹爪3的前进与后退由动力机构6带动螺旋桨7旋转控制，而夹爪3的上升与下降由储水仓52内部的水量控制，气泵54控制压缩气罐53中的压缩气体进入或者离开储水仓52，以此控制储水仓52中的水量变化，水量变大，夹爪3变重，夹爪3下沉；水量变小，夹爪3变轻，夹爪3上升。

机械臂2可以沿着船体1的四周运动，船体1的外壁设置有齿条9，机械臂2的一端设置有齿轮10，且齿条9与齿轮10相互啮合，船体1的外壁设置有导轨11，当需要调节机械臂2处于船体1上的位置时，启动机械臂2内部的驱动机构，驱动机构可以为电动机等结构，驱动机构带动齿轮10旋转，由于齿轮10与齿条9啮合，故旋转的齿轮10可以沿着齿条9旋转运动，进而带动机械臂2调整在船体1上的位置，导轨11为机械臂2的运动进行限位导向。

收卷机构4的具体结构如图4、图5与图6所示，包括电机42，电机42的输出端通过联轴器连接有转动辊43，钢丝绳44连接于转动辊43的外壁，定位壳51与钢丝绳44相连接，当需要分离机械臂2与夹爪3时，启动电机42，电机42带动转动辊43转动，释放钢丝绳44，钢丝绳44一端连接与控制机构5的定位壳51连接，此时携带有控制机构5的夹爪3与机械臂2分离，随着钢丝绳44的放出，夹爪3可以进入不同深度的水位进行工作，夹爪3与机械臂2不局限于固定位置，可以根据需要进行分离，在不需要增长机械臂2长度的情况下，可以使夹爪3适应更深的水位进行工作，当需要收回夹爪3回归机械臂2时，启动电机42，电机42控制转动辊43翻转，此时钢丝绳44收卷，夹爪3重新回到机械臂2上进行固定。

为了方便夹爪3回归机械臂2，定位壳51的顶部设置有卡块12，且钢丝绳44的一端与卡块12相连接，固定壳41的底部开设有卡槽13，卡块12的形状大小与卡槽13的形状大小皆相互匹配，且卡块11可插入卡槽13进行限位，当与卡块12连接的钢丝绳44收卷到最后时，卡块12插入卡槽13中，卡槽13仅起到对卡块12的限位导向，有效的防止了夹爪3回归后发生偏转撞击，影响夹爪3的使用寿命，当钢丝绳44放卷后，卡块12可直接从卡槽13中脱离。

进一步的，由于收卷机构4放出夹爪3进入水下工作，钢丝绳44一直处于水下工作，可能表面会附着水草或者杂质，如果收入固定壳41中，可能会对内部结构造成损伤，故在钢丝绳44进入固定壳41之前，需要对钢丝绳44进行清洁，清洁机构的具体结构如图6所示，卡槽13的内壁位于钢丝绳44的进线口设置有清洁刷14，且清洁刷14为圆形，钢丝绳44进入固定壳41之前与圆形清洁刷14接触，将表面的水草等杂质刷下，有效的保证了钢丝绳44进入固定壳41之后表面的清洁度，降低了内部结构损伤的可能性。

夹爪3在水下的运动由动力机构6与螺旋桨7构成的驱动结构进行控制，动力机构6连接有螺旋桨7，动力机构6带动螺旋桨7旋转，螺旋桨7旋转为夹爪3提供动力，便于夹爪3的前进与后退。

但夹爪3在水中的运动不局限于前后，还有夹爪3在水中的深度，示例性的，夹爪3于水下的深度调节也可以通过螺旋桨7的运动来实现，但对于直线下降较大的深度，往往需要很大的运动行程来实现，耗费的时间更长。

为了解决上述问题，夹爪3深度的调节可以通过控制机构5实现。

控制机构5的具体结构如图7、图8与图9所示，包括储水仓52，储水仓52的顶部安装有气泵54与检测机构57，储水仓52的底部设置有排水口56，排水口56的内部设置有阀门(图中未示出)，阀门为现有结构，储水仓52设置于定位壳51的内部，储水仓52的顶部设置有压缩气罐53，压缩气罐53、气泵54与储水仓52之间连接有输气管55，输气管55中间设置有涂有纳米涂层的过滤网，过滤网起到的是防止储水仓52中的水被气泵54抽入压缩气罐53中，当需要控制夹爪3下潜时，打开阀门，启动气泵54，将储水仓52中的压缩气体沿着输气管55抽入压缩气罐53中，此时外界水流沿着排水口56进入储水仓52中，增加整个夹爪3的重量，随后关闭阀门，此时夹爪3下沉，当夹爪3需要上升时，启动气泵54，打开阀门，将压缩气罐53中的压缩气体沿着输气管55压入储水仓52中，此时储水仓52中的水流排出，减轻整个夹爪3的重量，随后关闭阀门，此时夹爪3上升，通过储水仓52的水量变化，控制夹爪3的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作。

当控制机构5控制夹爪3在水下运动时，需要采集作业环境数据并作数据处理，发送运动指令到控制器573，控制器573驱动夹爪3运动，完成夹爪3在水下的运动指令，水下声呐571、水下水声通信机572与控制器573皆位于密封壳的内部，水下声呐571实时发送声波探测周围环境状况，例如检测夹爪3与船体1的距离信息，将采集到的数据存储到水下水声通信机572，经过水下水声通信机572将声呐数据和夹爪3的运行状态发送到水上水声通信机，由水上水声通信机解析声呐数据，进而控制控制器573操作夹爪3进行相应的动作，水上水声通信机位于船体1上，具体结构图中未示出，定位壳51的外壁安装有摄像头8，摄像头8配合上述的声呐结构，增加了船体1上使用者对水下夹爪3的控制力度。

机械臂的工作流程：在准备进行水下工作时，通过移动船体1，将工作位置移至对应水域，船体1到达对应位置后，启动机械臂2，控制夹爪3进行相应的抓取、切割等动作，机械臂2的位置可调，可以通过机械臂2内部的驱动机构带动齿轮10沿着齿条9运动，使机械臂2整体可以沿着船体1的四周转动，起到任意调节机械臂2位置的作用，使用者可以控制机械臂2进行动作，但当工作位置里水面较远，机械臂2的长度不够时，启动电机42，带动转动辊43正转，放出钢丝绳44，此时钢丝绳44底部的夹爪3与机械臂2分离，夹爪3进入水中单独进行工作，当夹爪3进入水下后，动力机构6带动螺旋桨7旋转，控制夹爪3前进，而当夹爪3需要下潜时，启动气泵54，将储水仓52中的压缩气体沿着输气管55抽入压缩气罐53中，此时外界水流沿着排水口56进入储水仓52中，增加整个夹爪3的重量，此时夹爪3下沉，当夹爪3需要上升时，启动气泵54，将压缩气罐53中的压缩气体沿着输气管55压入储水仓52中，此时储水仓52中的水流排出，减轻整个夹爪3的重量，此时夹爪3上升，通过储水仓52的水量变化，控制夹爪3的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作，当夹爪3完成水下工作时，电机42控制转动辊43反转，将钢丝绳44收卷，卡块12插入卡槽13中，此时卡块12与卡槽13相配合，使其重新回到机械臂2上进行固定，钢丝绳44收卷时，卡槽13的内壁位于钢丝绳44的进线口设置有清洁刷14，钢丝绳44进入固定壳41之前与圆形清洁刷14接触，将表面的水草等杂质刷下，有效的保证了钢丝绳44进入固定壳41之后表面的清洁度，降低了内部结构损伤的可能性。

本发明创造性的将机械臂分为机械臂2与夹爪3两部分，两者既可以通过机械臂2的运动控制夹爪3的工作位置，也可以分离，夹爪3单独进入水下进行工作，即可以适应浅水位置的工作，也可以适应较深水位的工作，相较于传统固定长度的机械臂2，适用性更广泛。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种水下机械臂，包括安装在船体(1)上的机械臂(2)，所述机械臂(2)上设置有夹爪(3)，其特征在于：所述机械臂(2)与夹爪(3)之间设置有收卷机构(4)与控制机构(5)，所述收卷机构(4)由电机(42)与钢丝绳(44)构成，所述电机(42)的转动部与钢丝绳(44)相连接，所述电机(42)控制钢丝绳(44)的收卷，所述钢丝绳(44)的一端连接有控制机构(5)，所述控制机构(5)包括储水仓(52)、气泵(54)、排水口(56)与检测机构(57)，所述储水仓(52)的顶部安装有气泵(54)与检测机构(57)，所述储水仓(52)的底部设置有排水口(56)。

2.根据权利要求1所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述收卷机构(4)还包括固定壳(41)与转动辊(43)，所述固定壳(41)设置于机械臂(2)的一端，所述电机(42)安装于固定壳(41)的外壁，所述电机(42)的输出端通过联轴器连接有转动辊(43)，所述钢丝绳(44)连接于转动辊(43)的外壁。

3.根据权利要求2所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述控制机构(5)还包括定位壳(51)、压缩气罐(53)与输气管(55)，所述定位壳(51)与钢丝绳(44)相连接，所述储水仓(52)设置于定位壳(51)的内部，所述储水仓(52)的顶部设置有压缩气罐(53)，所述压缩气罐(53)、气泵(54)与储水仓(52)之间连接有输气管(55)。

4.根据权利要求3所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述检测机构(57)包括水下声呐(571)、水下水声通信机(572)与控制器(573)，所述水下声呐(571)、水下水声通信机(572)与控制器(573)皆位于密封壳的内部。

5.根据权利要求3所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述定位壳(51)的内部安装有动力机构(6)，所述动力机构(6)连接有螺旋桨(7)，所述定位壳(51)的外壁安装有摄像头(8)。

6.根据权利要求1所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述船体(1)的外壁设置有齿条(9)，所述机械臂(2)的一端设置有齿轮(10)，且齿条(9)与齿轮(10)相互啮合，所述船体(1)的外壁设置有导轨(11)。

7.根据权利要求3所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述定位壳(51)的顶部设置有卡块(12)，且钢丝绳(44)的一端与卡块(12)相连接，所述固定壳(41)的底部开设有卡槽(13)，所述卡块(12)的形状大小与卡槽(13)的形状大小皆相互匹配，且卡块(11)可插入卡槽(13)进行限位。

8.根据权利要求7所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述卡槽(13)的内壁位于钢丝绳(44)的进线口设置有清洁刷(14)，且清洁刷(14)为圆形。

9.根据权利要求4所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述水下声呐(571)、水下水声通信机(572)用于检测夹爪(3)与船体(1)的距离信息，所述控制器(573)控制夹爪(3)的动作。

10.一种水下机械臂控制方法，采用了权利要求1-9任一项所述的一种水下机械臂，其特征在于：所述具体操作步骤如下：

步骤一：在准备进行水下工作时，通过移动船体(1)，将工作位置移至对应水域；

步骤二：船体(1)到达对应位置后，启动机械臂(2)，控制夹爪(3)进行相应的抓取、切割等动作，机械臂(2)的位置可调，可以通过机械臂(2)内部的驱动机构带动齿轮(10)沿着齿条(9)运动，使机械臂(2)整体可以沿着船体(1)的四周转动，起到任意调节机械臂(2)位置的作用；

步骤三：步骤二中使用者可以控制机械臂(2)进行动作，但当工作位置里水面较远，机械臂(2)的长度不够时，启动电机(42)，带动转动辊(43)正转，放出钢丝绳(44)，此时钢丝绳(44)底部的夹爪(3)与机械臂(2)分离，夹爪(3)进入水中单独进行工作；

步骤四：当夹爪(3)进入水下后，动力机构(6)带动螺旋桨(7)旋转，控制夹爪(3)前进，而当夹爪(3)需要下潜时，启动气泵(54)，将储水仓(52)中的压缩气体沿着输气管(55)抽入压缩气罐(53)中，此时外界水流沿着排水口(56)进入储水仓(52)中，增加整个夹爪(3)的重量，此时夹爪(3)下沉，当夹爪(3)需要上升时，启动气泵(54)，将压缩气罐(53)中的压缩气体沿着输气管(55)压入储水仓(52)中，此时储水仓(52)中的水流排出，减轻整个夹爪(3)的重量，此时夹爪(3)上升，通过储水仓(52)的水量变化，控制夹爪(3)的升降，使其可以适配于不同的水位高度工作；

步骤五：当夹爪(3)完成水下工作时，电机(42)控制转动辊(43)反转，将钢丝绳(44)收卷，使其重新回到机械臂(2)上进行固定。

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