CN212980505U - 防绕卷机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型的防绕卷机器人，包括主体、连接到主体的线缆以及设置于主体上的防卷绕装置，防卷绕装置包括绕线轮以及用于控制绕线轮转动的驱动控制器，线缆至少部分卷绕到绕线轮上。本实用新型的防绕卷机器人，结构简单，通过设置的绕线轮在机器人线缆被缠绕时，通过卷绕回收的形式实现解缠绕，效率高，效果好，操作便利性好。

Description

防绕卷机器人

技术领域

本实用新型属于液下特种作业设备技术领域，具体涉及一种防绕卷机器人，特别适合在内河湖水下、下水道、海水等多种液体环境下进行采捕、维护维修、打捞等作业的装置。

背景技术

液下作业指在液体环境的液面以下进行相关作业，一般而言采用专业设备进行时，相关设备由于需要处于浸没状态而对相应的设备质量提出较高的要求，从而使得这些设备都较为昂贵，具有极高的购置、使用和维护成本。液下作业可以包括水下(包括淡水、咸水以及污水等环境)、油下、腐蚀液下(如酸液、碱液等环境下)等多种复杂高要求条件下进行的作业。

液下作业机器人为了通信或者控制等方面的要求，通常都会拖曳有线缆，而在作业时，由于工作环境的复杂性，这种长长的线缆极易发生缠绕，从而限制机器人的行动而难以解脱开，为了应对这种情况在现有方案中，一般采用截断线缆或者由潜水员潜入回收的方式，成本以及时间耗费较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供防绕卷机器人，结构简单，操作便利性好，对液面以下机器人缠绕具有极高的应对能力和应对效率，解脱缠绕的效率高成本低，从而有效降低了复杂环境液下作业的成本和难度。

本实用新型公开的防绕卷机器人，包括主体、连接到主体的线缆(线缆可以包括牵引绳、控制线、传输线、通信线等绳索、电缆、光缆等)以及设置于主体上的防卷绕装置，防卷绕装置包括绕线轮以及用于控制绕线轮转动的驱动控制器，线缆至少部分卷绕到绕线轮上。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，防卷绕装置还包括传感器，传感器连接到绕线轮或者线缆上以获取其状态信号，并且驱动控制器依据由传感器获得的状态信号判定机器人的线缆是否卷绕，启动电机等驱动绕线轮进行操作。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，状态信号包括由拉力传感器获得的力信号或者由压电传感器获得的电信号。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，驱动控制器包括驱动电机和控制器，驱动电机驱动绕线轮，控制器电连接控制驱动电机或传感器(驱动电机依据控制器的指令信号进行作业，传感器向控制器反馈状态信号)。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，控制器为PLC控制器或者微电脑控制器。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，主体上还设置有驱动装置，驱动装置包括行进装置，行进装置包括若干推进方向平行(推进方向指推进器在工作状态时向主体施加促使主体运动的方向，以螺旋桨推进器在水下推进为例，则可以为螺旋桨推进器在其转轴所在的方向或者驱动的水流的流动方向/反方向)的行进推进器。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，驱动装置包括调向装置，调向装置包括若干推进方向与行进推进器的推进方向相交(指行进推进器的推进方向与变向推进器的推进方向两者所形成的方向向量不同)的变向推进器。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，若干变向推进器其转轴的轴线在同一平面内。

本实用新型公开的防绕卷机器人的一种改进，变向推进器或行进推进器为螺旋桨推进器或者射流推进器(射流推进器指由一喷射口通过向特定方向喷射气流或者水流等流体而获得推进力的装置，气流可以由高压气泵或者高压气罐等气源提供，水流可以由水泵等提供)。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的防绕卷机器人的一种实施方式的结构示意图；

图2是本申请的防绕卷机器人的一种实施方式的主视图示意图；

图3是图2实施方式的侧视图；

图4是图2实施方式的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本实用新型公开的防绕卷机器人，包括主体，主体作为机器人的主要结构，可以设置了一般机器人的主要功能部分，如壳体、PLC等控制系统、动力装置、传感器、声呐、摄像机、机械爪等作业工具或者灯等一种或者几种满足需求液下工作需求的结构或者部件，这些主要部件采用现有技术的方案即可，这里不作特别的要求或者限定；

连接到主体的线缆，一般线缆由液面上的平台延伸而出，随着机器人的下潜以及行程的增强会不断延长，可以包括牵引绳、控制线、传输线、通信线等绳索、电缆、光缆等，以满足对液下机器人的操控和信息传输的通信需求等，这就使得一旦发生缠绕就需要摸排；

为了解决缠绕这一问题，可以在主体上设置防卷绕装置，其可以包括绕线轮以及用于控制绕线轮转动的驱动控制器，线缆至少部分卷绕到绕线轮上，一旦发生缠绕，则启动防卷绕装置，通过驱动控制器驱动绕线轮转动而将主体与缠绕点之间的线缆主要部分均缠绕到绕线轮上，而极大地缩短主体与缠绕点之间的线缆长度，在机器人退回到缠绕点附近后，通过简单控制机器人的移动即可实现解开缠绕，机器人可以调整位置，规避缠绕点，继续执行任务作业。

在上述方案中为了便于判定机器人的状态，是否发生了缠绕，防卷绕装置还可以设置传感器，传感器连接到绕线轮或者线缆上以获取其状态信号，并且驱动控制器依据由传感器获得的状态信号判定机器人的线缆是否卷绕，启动电机等驱动绕线轮进行操作。优选的，状态信号包括由拉力传感器获得的力信号或者由压电传感器获得的电信号。故而在判定时，如果发生了缠绕，以采用拉力传感器为例，机器人保持继续执行任务移动迁移线缆的态势，由于发生缠绕，则由线缆反馈到压力传感器的拉力则会突破常规值或者突破阈值，此时则可以判定发生了缠绕，驱动控制器读取到信号后，依据指令启动解缠绕动作，如启动绕线轮并开始原路返回至缠绕点附近，执行前述解缠绕作业。进一步优选的。驱动控制器包括驱动电机和控制器，驱动电机驱动绕线轮，控制器电连接控制驱动电机和传感器，传感器数据反馈到控制器，控制器在判定缠绕状态后依据指令执行解缠绕动作，当然解缠绕动作也可以有人工控制，在操作人员依据反馈信号判定后，发出远程控制指令，起到驱动电机驱动的绕线轮执行原路返回并解缠绕的作用。当然这里的控制器可以为PLC控制器或者微电脑控制器等。

在上述方案中，为了满足机器人的行走与变向需求，特别是在执行解缠绕作业时，变动位置的需求，主体上还可以设置有驱动装置，驱动装置包括行进装置，行进装置包括若干推进方向平行(推进方向指推进器在工作状态时向主体施加促使主体运动的方向，以螺旋桨推进器在水下推进为例，则可以为螺旋桨推进器在其转轴所在的方向或者驱动的水流的流动方向/反方向)的行进推进器，从而满足机器人在一定的方形移动行进。也可以设置有调向装置，调向装置包括若干推进方向与行进推进器的推进方向相交(指行进推进器的推进方向与变向推进器的推进方向两者所形成的方向向量不同)的变向推进器，从而可以使机器人获得在行进方向以外的其它方向的移动能力。当然需要注意的是，行进装置和调向装置是可以统一的，比如以螺旋桨推进器为例，其包括设置有螺旋桨的电机，将电机安装到可以在一定的水平和俯仰角范围内进行调向，使其具有矢量推进的能力，即可满足综合推进与变向的需求，这里的调向可以由配合的齿轮组与转轴等常规技术实现，这里就不一一举例。在采用独立设置的，若干变向推进器其转轴的轴线在同一平面内，这可以获得较高变向操控性，控制难度较低，在实施机器人控制时，无需考虑过多的分量或者变量。

作为一种具体的方案，如图1-4所示，机器人主体上设置有防卷绕装置的壳体01，卷绕轮03以及驱动卷绕轮的电机均设置在壳体01的空腔内，延伸出去的线缆031则可以缠绕到该绕线轮上，为满足行走和调向的要求，可以在壳体上安置推进方向不同的螺旋桨推进器组Ⅰ02和螺旋桨推进器组Ⅱ04，这种设置可以通过启停不同方向的螺旋桨或者控制旋转方向而实现机器人的位置移动，在图中螺旋桨推进器组Ⅰ02推进方向为在竖向的，基本为图2中平行于其纸面方向，而螺旋桨推进器组Ⅱ04的推进方向锁形成的平面则垂直于螺旋桨推进器组Ⅰ02的推进方向，并且螺旋桨推进器组Ⅱ04朝向壳体01的四周。在发生缠绕时，反向运行供行走用的推进器组，并启动绕线轮03进行回收线缆031，在会到缠绕点后则依据缠绕的形态螺旋桨推进器组Ⅰ02和螺旋桨推进器组Ⅱ04的状态，而调整机器人的位置，从而实现缠绕的解脱，而后可以调整位置避开缠绕点，而继续进行作业。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.防绕卷机器人，包括主体、连接到主体的线缆，其特征在于，还包括设置于主体上的防卷绕装置，所述防卷绕装置包括绕线轮以及用于控制绕线轮转动的驱动控制器，所述线缆至少部分卷绕到绕线轮上。

2.根据权利要求1所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述防卷绕装置还包括传感器，所述传感器连接到绕线轮或者线缆上以获取其状态信号。

3.根据权利要求2所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述状态信号包括由拉力传感器获得的力信号或者由压电传感器获得的电信号。

4.根据权利要求1所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述驱动控制器包括驱动电机和控制器，所述驱动电机驱动绕线轮，所述控制器电连接控制驱动电机或传感器。

5.根据权利要求4所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述控制器为PLC控制器或者微电脑控制器。

6.根据权利要求1-5任一所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述主体上还设置有驱动装置，所述驱动装置包括行进装置，所述行进装置包括若干推进方向平行的行进推进器。

7.根据权利要求6所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述驱动装置包括调向装置，所述调向装置包括若干推进方向与行进推进器的推进方向相交的变向推进器。

8.根据权利要求7所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述若干变向推进器其转轴的轴线在同一平面内。

9.根据权利要求7所述的防绕卷机器人，其特征在于，所述变向推进器或行进推进器为螺旋桨推进器或者射流推进器。

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