CN220088333U - 抓取装置和捕捞机器人 - Google Patents

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CN220088333U
CN220088333U CN202321374965.8U CN202321374965U CN220088333U CN 220088333 U CN220088333 U CN 220088333U CN 202321374965 U CN202321374965 U CN 202321374965U CN 220088333 U CN220088333 U CN 220088333U
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任君
王荫东
卞吉
王越
杨泽祎
宋大雷
姜迁里
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Ocean University of China
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Abstract

本申请涉及水下捕捞技术领域,公开一种抓取装置。该装置包括安装机构、驱动机构和夹持机构;驱动机构的第一端与安装机构连接;夹持机构设置于驱动机构的第二端,驱动机构能够带动夹持机构发生形变。本申请通过驱动机构带动夹持机构发生形变以进行目标对象的抓取,从而实现柔性抓取,提高了抓取装置的灵活性;这样,不仅增大了抓取装置的抓取范围,有效提高了抓取装置的抓取精度,柔性的抓取方式还能够一定程度上对待抓取的目标对象起到保护作用,从而避免在抓取过程中对于一些较脆弱抓取对象的损伤,进而提高了抓取装置的抓取效果。本申请还公开一种捕捞机器人。

Description

抓取装置和捕捞机器人
技术领域
本申请涉及水下捕捞技术领域,例如涉及一种抓取装置和捕捞机器人。
背景技术
近年来,水下采捕逐渐受到相关领域技术人员的关注。一方面是对于一些营养丰富的海产品的获取;另一方面是对于一些繁殖能力很强需要高强度人工打捞的水生物的捕捞。
目前,针对上述情况,相关领域技术人员已经尝试采用水下机器人进行相关的水下捕捞工作。但在现有的水下机器人采用机械臂进行水下捕捞工作的过程中,发现至少存在如下问题:
现有的机械臂的抓取结构通常是由多个铰链组成的,每个铰链的运动方式和范围都有限制,这样会导致抓取结构的抓取范围受到限制,进而导致抓取精度也较差。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解,下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围,而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供了一种抓取装置和捕捞机器人,以实现柔性抓取,提高了抓取装置的灵活性,不仅增大了抓取装置的抓取范围,还有效提高了抓取装置的抓取精度。
在一些实施例中,所述抓取装置,包括:安装机构、驱动机构和夹持机构;驱动机构的第一端与安装机构连接;夹持机构设置于驱动机构的第二端,驱动机构能够带动夹持机构发生形变。
在一些实施例中,驱动机构包括网络结构和夹持气动肌肉,夹持气动肌肉贯穿于网络结构,夹持气动肌肉通过伸缩为驱动机构提供驱动力。
在一些实施例中,网络结构包括织网段和格栅段,织网段位于驱动机构的第一端;格栅段与织网段连接,格栅段位于驱动机构的第二端。
在一些实施例中,夹持气动肌肉设置于织网段可伸缩的一侧。
在一些实施例中,织网段包括限位面,限位面与安装机构相对位置固定。
在一些实施例中,夹持机构设置于格栅段的一侧。
在一些实施例中,夹持机构为柔性材料制成。
在一些实施例中,夹持机构的夹持面设置有凸起结构。
在一些实施例中,夹持机构与驱动机构一一对应设置。
在一些实施例中,所述捕捞机器人包括如上述的抓取装置。
本公开实施例提供的抓取装置和捕捞机器人,可以实现以下技术效果:
通过驱动机构带动夹持机构发生形变以进行目标对象的抓取,从而实现柔性抓取,提高了抓取装置的灵活性;这样,不仅增大了抓取装置的抓取范围,有效提高了抓取装置的抓取精度,柔性的抓取方式还能够一定程度上对待抓取的目标对象起到保护作用,从而避免在抓取过程中对于一些较脆弱抓取对象的损伤,进而提高了抓取装置的抓取效果。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的,不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件,附图不构成比例限制,并且其中:
图1是本公开实施例提供的一个抓取装置的结构示意图;
图2是本公开实施例提供的另一个抓取装置的结构示意图;
图3是本公开实施例提供的另一个抓取装置的结构示意图;
图4是本公开实施例提供的另一个抓取装置的结构示意图;
图5是本公开实施例提供的一个捕捞机器人的结构示意图;
图6是本公开实施例提供的另一个捕捞机器人的结构示意图;
图7是本公开实施例提供的另一个捕捞机器人的结构示意图;
图8是本公开实施例提供的另一个捕捞机器人的结构示意图。
附图标记:
100、第一连接机构;110、热缩硅胶管;120、支撑钢圈;130、约束板;140、固定板;200、第二连接机构;300、抓取装置;310、安装机构;320、驱动机构;321、织网段;322、限位面;323、格栅段;330、夹持机构;400、壳体;411、上层支撑板;412、中层支撑板;413、下层支撑板;414、支撑侧板;415、三角形支撑体;416、L型支撑架;500、动力组件;510、水平动力推进器;520、竖直动力推进器;530、浮体;600、收纳组件;710、上部摄像头;720、下部摄像头;800、照明组件;910、主控仓;920、电池仓;930、气压控制组件。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容,下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中,为方便解释起见,通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而,在没有这些细节的情况下,一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下,为简化附图,熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
本公开实施例中,术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
另外,术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。
本公开实施例中,字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如,A/B表示:A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,表示:A或B,或,A和B这三种关系。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本公开实施例的一个方面,本公开实施例提供了一个抓取装置。结合图1和图2所示,作为一种可选的实施方式,抓取装置包括安装机构310、驱动机构320和夹持机构330;驱动机构320的第一端与安装机构310连接;夹持机构330设置于驱动机构320的第二端,驱动机构320能够带动夹持机构330发生形变。
采用本公开实施例提供的抓取装置,通过驱动机构320带动夹持机构330发生形变以进行目标对象的抓取,从而实现柔性抓取,提高了抓取装置的灵活性;这样,不仅增大了抓取装置的抓取范围,有效提高了抓取装置的抓取精度,柔性的抓取方式还能够一定程度上对待抓取的目标对象起到保护作用,从而避免在抓取过程中对于一些较脆弱抓取对象的损伤,进而提高了抓取装置的抓取效果。
在本公开实施例中,驱动机构320可以采用热塑性聚氨酯(ThermoplasticPolyurethane,简称TPU)材料制成,由于TPU材料既具有弹性橡胶的特性,其又具有良好的可塑性,因此,驱动机构320采用TPU材料制成,既能够保证驱动机构320具有低损耗的特点,还能够保证良好耐腐蚀性,即使长时间浸泡在海水中,也不会轻易被腐蚀。
作为一种可选实施例,驱动机构320可以包括网络结构和夹持气动肌肉;其中,夹持气动肌肉贯穿于网络结构,夹持气动肌肉通过伸缩为驱动机构320提供驱动力。这里的夹持气动肌肉,仅作为气动肌肉的一种功能性描述,并不对其作为具体限定。可以理解地,在适当情况下,这里的夹持气动肌肉也可以与后文提及的其他气动肌肉进行互换。
可选地,网络结构可以为如图2所示的蜂巢网络结构,由于其在抓取装置中起到驱动作用,也可以将该网络结构称为蜂巢气动网络驱动器。
在一些实施例中,网络结构包括织网段321和格栅段323。夹持气动肌肉依次贯穿织网段321和格栅段323。由于格栅段323位于驱动机构320的端部,气动肌肉的一端可以固定于格栅段323内。
可选地,织网段321位于驱动机构320的第一端;格栅段323与织网段321连接,格栅段323位于驱动机构320的第二端。具体地,织网段321与安装机构310连接,格栅段323连接与织网段321。
可选地,织网段321包括限位面322,限位面322与安装机构310相对位置固定。具体地,织网段321可以包括第一网段和第二网段;第一网段远离第二网段的一面可以为限位面322,由于限位面322不具有伸缩性能,织网段321与安装机构310连接,织网段321的限位面322与安装机构310之间的相对位置较为固定。
可选地,夹持气动肌肉设置于织网段321可伸缩的一侧。第二网段位于第一网段远离限位面322的一侧,因此,将夹持气动肌肉设置于织网段321可伸缩的一侧,也就是将夹持气动肌肉设置于织网段321的第二网段。这样,随着夹持气动肌肉的充气量的改变,夹持气动肌肉的伸缩将会带动织网段321进行伸缩,从而实现网络结构的驱动效果。
可选地,驱动机构320可以有多个,这里对驱动机构320的个数不做具体限定,示例性地,驱动机构320可以为2个、3个、5个、7个等。多个驱动机构320均设置于安装机构310上。
可选地,夹持机构330与驱动机构320一一对应设置。以抓取装置具有3个驱动机构320为例,此时,夹持机构330也是3个。驱动机构320等距均匀分布,三个驱动机构320中间将会形成一个抓取范围。在实际应用中,多个驱动机构320朝向中间的一侧可以称其为内侧。
可选地,夹持机构330设置于格栅段323的一侧。可以理解地,如上述3个驱动机构320的场景中,夹持机构330设置于格栅段323的内侧。这里的格栅段323对夹持机构330起到有效的支撑作用。
可选地,夹持机构330为柔性材料制成。这样,夹持机构330在与被抓取对象相接触时,能够避免由于夹持而对被抓取对象造成损伤。
可选地,夹持机构330的夹持面设置有凸起结构。夹持机构330表面设置凸起结构,能够增加夹持机构330表面的粗糙度,从而在夹持机构330抓取对象时,能够增加被抓取对象与夹持机构330之间的摩擦力,从而使抓取装置对于目标对象的抓取稳定性更高。
在一些实施例中,夹持气动肌肉远离格栅段323的一端可以设置有进气堵头,进气堵头可以受电磁阀的控制。示例性地,电磁阀可以选择SMC电磁阀。SMC电磁阀根据输入的PWM信号,确定进气流量,进而对进气堵头进气流量的大小进行控制,实现对于夹持气动肌肉内压力情况的调节,从而改变夹持气动肌肉伸展状态,实现夹持机构330弯曲程度的调节,进而调节了夹持机构330的夹持状态。
在另一些实施例中,夹持气动肌肉的进气堵头可以受一个电气比例伺服阀控制。电气比例伺服阀根据输入的PWM信号,确定进气流量,进而对进气堵头进气流量的大小进行控制,实现对于夹持气动肌肉内压力情况的调节,从而改变夹持气动肌肉伸展状态,实现夹持机构330弯曲程度的调节,进而调节了夹持机构330的夹持状态。
在实际应用中,在电磁阀的控制下,向夹持气动肌肉内进气量增加的情况下,夹持气动肌肉的充气量随之增加,此时,夹持气动肌肉的长度会随之增加,在限位面322的作用下,夹持气动肌肉的伸长会导致驱动机构320向内弯曲。多个驱动机构320向内弯曲,就会使多个夹持机构330实现夹持效果。相应地,在电磁阀的控制下,向夹持气动肌肉内进气量减小的情况下,夹持气动肌肉的充气量随之降低,夹持气动肌肉的长度会减小,在限位面322的作用下,夹持气动肌肉的缩短会导致驱动机构320向外缩短弯曲。多个驱动机构320向外缩短弯曲,就会使多个夹持机构330实现张开效果。采用本公开实施例提供的抓取装置,可以大大提高抓取过程的灵活性,也能够一定程度上避免由于抓取范围较小而导致抓取过程中物体卡进夹持机构330中的故障。
这样,抓取装置的抓取完全由输送的高压气体实现,无需为驱动抓取而设置舵机和电机等电气设备,因此也就无需考虑电气设备的水下密封问题,从而解决了大规模使用捕捞机器人容易产生的设备维护问题,有效降低了装置的维护成本。
根据本公开实施例的另一个方面,本公开实施例还提供了一个抓取装置。结合图3和图4所示,该抓取装置可以作为一个具有抓取功能的机械臂。可以理解地,机械臂是机器人技术领域中应用最为广泛的一种自动化机械装置,在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事等领域都有机械臂的存在。虽然不同领域的机械臂形态可能存在差异,但不同的机械臂都能够接收指令并响应于接收到的指令而进行精确的定位到空间中的某一点的具体操作。
作为一种可选的实施方式,抓取装置包括第一连接机构100、第二连接机构200和夹持机构330;第一连接机构100包括热缩硅胶管110以及套设于热缩硅胶管110外的支撑结构;第二连接机构200的一端与第一连接机构100连接,第二连接机构200为可形变设置;夹持机构330设置于第二连接机构200的另一端,夹持机构330在第二连接机构200的形变带动下改变抓取位置。
采用本公开实施例提供的抓取装置,通过第一连接机构100、第二连接机构200与夹持机构330的共同配合,能够实现多个自由度的运动,从而实现灵活性较高的柔性抓取操作。这样通过夹持机构330的形变而实现的抓取控制,能够有效降低抓取过程中产生的震动和噪声,从而降低抓取操作对水流的影响,进而提升对于被抓取对象的抓取效果。
在本公开实施例中,第一连接机构100的热缩硅胶管110,其采用的热缩硅胶材料在加热时会发生收缩,热缩硅胶管110的直径将会减小,相应地,热缩硅胶管110在冷却后则会恢复原本的管径。因此,在温度不变时,呈现出可塑性材料的特性,而其本身的热缩特性又一定程度上实现了弹性材料的功能。
可选地,支撑结构包括多个支撑钢圈120,多个支撑钢圈120均匀布设于热缩硅胶管110。每个热缩硅胶管110可以看作是一条气动肌肉,而每个热缩硅胶管110上套设有多个支撑钢圈120,则多个圆形的支撑钢圈120均匀套设于热缩硅胶管110后,再加热热缩,就形成了波纹样态的单条气动肌肉。第一连接机构100可以包含多条这样的波纹样态的气动肌肉。这里对具体的条数不做限定,下面以第一连接机构100包含3条这样波纹样态的气动肌肉为例。这样波纹样态的气动肌肉可以称为波纹强固型气动肌肉。
可选地,第一连接机构100还包括约束结构,约束结构被设置为固定多个热缩硅胶管110的相对位置。这样,约束结构可以将3条波纹强固型气动肌肉进行固定。具体地,可以使3条波纹强固型气动肌肉的横截面按照等边三角形进行放置。
可选地,约束结构可以包括约束板130和固定板140。约束板130可以设置有3个通孔,3条波纹强固型气动肌肉分别从3个通孔中穿过;这样,约束板130对3条波纹强固型气动肌肉的相对位置进行了固定。而后,再将相对位置经由约束板130固定了的3条波纹强固型气动肌肉固定于固定板140上,就形成了完整的第一连接机构100。其中,每条波纹强固型气动肌肉的端部均可以安装有堵头,其远离第二连接机构200的一端为进气端,进气端设置的是3个进气堵头。
可选地,第一连接机构100还包括第一阀体,第一阀体设置于热缩硅胶管110的端部,第一阀体被配置为受控调节热缩硅胶管110内的充气量。具体地,每个热缩硅胶管110配置有一个第一阀体,第一阀体可以包括一个进气堵头,该进气堵头受电气比例伺服阀控制。电气比例伺服阀根据输入的PWM信号,确定需从进气堵头进气流量的大小。通过对每个热缩硅胶管110的进气流量控制,实现对于热缩硅胶管110内压力情况的调节,从而实现整条波纹强固型气动肌肉的伸展状态的改变,进而实现第一连接机构100在空间内的自由弯曲以及伸缩,实现多个自由度的运动。
可选地,第二连接机构200包括多条连接气动肌肉和第二阀体,第二阀体设置于多条连接气动肌肉的端部,第二阀体被配置为受控调节多条连接气动肌肉的充气量。这里多条连接气动肌肉可以为偶数条,下面以8条连接气动肌肉为例,这里的连接气动肌肉仅作为气动肌肉的一种功能性描述,并不对其作为具体限定。这里,也可以将连接气动肌肉称为织网束缚型气动肌肉。
在实际应用中,可以将8条织网束缚型气动肌肉每2条分成一组。每组的2条织网束缚型气动肌肉配置一个第二阀体。
可选地,第二阀体可以为单进双出结构。具体地,单进双出结构可以为一个单进双出堵头,每个单进双出堵头受一个电气比例伺服阀控制。电气比例伺服阀根据输入的PWM信号,确定对于单进双出堵头进气流量的大小。每组中的2条织网束缚型气动肌肉的进气量是相同的。因此,在8条织网束缚型气动肌肉的场景中,可以通过改变4组气动肌肉的进气量,实现第二连接机构200在空间内的自由弯曲以及伸缩。
可选地,抓取装置还包括网络结构和安装机构310,夹持机构330设置于网络结构;安装机构310被设置为将网络结构安装与第二连接机构200。安装机构310能够将前述的驱动机构320和夹持机构330安装于第二连接机构200,使本公开实施例提供的抓取装置其抓取灵活度更高。
可选地,抓取装置还包括夹持气动肌肉,夹持气动肌肉贯穿于网络结构;网络结构在夹持气动肌肉的驱动下发生形变以调整夹持机构330的夹持状态。具体地,网络结构包括织网段321和格栅段323,格栅段323与织网段321连接;其中,织网段321包括限位面322,织网段321远离限位面322的一侧为可伸缩网段。这样,由于夹持气动肌肉设置于织网段321可伸缩的一侧,随着夹持气动肌肉的充气量的改变,夹持气动肌肉的伸缩将会带动织网段321进行伸缩,从而实现网络结构的驱动效果。
可选地,夹持机构330为柔性材料制成,能够使夹持机构330在与被抓取对象相接触时,能够避免由于夹持而对被抓取对象造成损伤,进而提高了抓取装置的抓取效果。
根据本公开实施例的另一个方面,本公开实施例还提供了一个捕捞机器人。结合图5-8所示,作为一种可选的实施方式,捕捞机器人包括如上述的抓取装置300。
在一些实施例中,该捕捞机器人应用于水下环境,捕捞机器人包括壳体400、动力组件500、抓取装置300和气压控制组件930;动力组件500被配置为给捕捞机器人在水下环境的移动提供动力;抓取装置300与壳体400连接,抓取装置300被设置为抓取水下环境中的目标对象;气压控制组件930被配置为受控调节抓取装置300的抓取状态。
采用本公开实施例提供的捕捞机器人,通过气压控制组件930控制抓取装置300的抓取状态,实现抓取装置300的多个自由度的运动,从而实现灵活性较高的柔性抓取操作。这样的捕捞机器人无需设置驱动抓取操作的电气设备,有效缩小了捕捞机器人的体积,从而提高了捕捞的灵活性。此外,不设置电气设备也就无需考虑电气设备的水下维护问题,也由此降低了捕捞机器人的维护成本。
通常地,上述捕捞机器人会配有一个空气压缩设备,该空气压缩设备可以位于水面上,空气压缩设备为捕捞机器人提供高压气体。空气压缩设备可以与气压控制组件930通过气管连接。这样,空气压缩设备可以为各气动肌肉提供进气,从而保证各包含气动肌肉的机构能够有效发挥驱动作用。示例性地,空气压缩设备提供的1MPa高压气体可以通过快速接口和水密接头通入气压控制组件930的汇流排中,进而通过对于各电磁阀和电气比例伺服阀的控制实现对于各气动肌肉的供气。可选地,水面上的空气压缩设备可以始终保持1MPa高压气体的输入。
在一些实施例中,壳体400可以是一个非封闭的支撑主体,其具体包括上层支撑板411、中层支撑板412、下层支撑板413、支撑侧板414、三角形支撑体415以及L型支撑架416。其中,上层支撑板411位于支撑主体上部,下层支撑板413位于支撑主体底部,中层支撑板412位于上层支撑板411和下层支撑板413之间,上层支撑板411、中层支撑板412、下层支撑板413均与左右两块支撑侧板414连接,三角形支撑体415、L型支撑架416与上层支撑板411和支撑侧板414连接。壳体400对整个捕捞机器人的各个组成部件起到了固定和支撑的作用。
可选地,气压控制组件930可以设置于中层支撑板412上。
在本公开实施例中,动力组件500包括浮体530、水平动力推进器510和竖直动力推进器520。其中,浮体530位于壳体400的顶部。
可选地,水平动力推进器510被配置为控制捕捞机器人水平方向的移动,具体包括前进、后退、转向和平移。示例性地,水平动力推进器510可以包括水平动力电机、水平中置桨叶、水平导流罩、水平推进器固定件。
如图6所示,四个水平动力电机通过水平推进器固定件固定在支撑主体两侧的支撑侧板414上。水平动力电机可以呈一定角度放置,其形成的外圆面连接水平中置桨叶和水平导流罩。
在实际应用中,如图6所示,左侧两个水平动力推进器510可以采用正桨,右侧两个水平动力推进器510可以采用反桨,前方或者后方两个水平动力推进器510反向转动时,由于水环境中产生的反作用力而形成旋转力矩相反的力,实现了力的相互抵消,使得捕捞机器人向前或者向后运动。而前方两个水平动力推进器510同向转动,后方两个水平动力推进器510也同向转动,并且后方的推进器与前方的推进器转动方向不同时,捕捞机器人原地向左或者向右转动。前方两个水平动力推进器510同向转动,后方两个水平动力推进器510同向转动并且后方的推进器与前方的推进器转动方向相同时,捕捞机器人向左或者向右平移运动。
可选地,竖直动力推进器520被配置为控制捕捞机器人竖直方向的移动,具体包括上升和下潜。示例性地,竖直动力推进器520包括竖直动力电机、竖直中置桨叶、竖直导流罩、竖直推进器固定件。
在实际应用中,竖直动力电机通过支架垂直设置于支撑侧板414上部的两侧。竖直动力电机通过转轴与竖直中置桨叶连接。左侧的竖直动力推进器520与右侧的竖直动力推进器520分别采用正桨和反桨;在竖直动力推进器520反向转动时,由于水环境中产生的旋转力矩相互抵消,从而避免捕捞机器人的自旋现象。而四个竖直动力推进器520均正向或者反向转动时,捕捞机器人实现上浮运动或者下潜运动。
可选地,抓取装置300包括第一连接机构100,第一连接机构100包括强固型气动肌肉;气压控制组件930包括控制强固型气动肌肉的进气量的电磁阀。这里的强固型气动肌肉可以为前述的波纹强固型气动肌肉。具体每条波纹强固型气动肌肉可以由热缩硅胶管上套设有多个支撑钢圈制成。
可选的,控制强固型气动肌肉的进气量的电磁阀可以为电气比例伺服阀。每条波纹强固型气动肌肉的进气端可以设置有进气堵头,电气比例伺服阀控制进气堵头的进气流量大小。这样,通过对每个热缩硅胶管的进气流量控制,实现对于热缩硅胶管内压力情况的调节,从而实现整条波纹强固型气动肌肉的伸展状态的改变,进而实现第一连接机构100在空间内的自由弯曲以及伸缩,实现多个自由度的运动。
可选地,抓取装置300还包括第二连接机构200,第二连接机构200与第一连接机构100连接;第二连接机构200包括:连接气动肌肉和设置于连接气动肌肉的进气堵头。这里的连接气动肌肉可以为前述的织网束缚型气动肌肉。每2条织网束缚型气动肌肉为一组。
可选地,进气堵头为单进双出结构。具体地,单进双出结构可以为一个单进双出堵头。
可选地,气压控制组件930包括电气比例伺服阀,电气比例伺服阀被配置为控制进气堵头的进气状态。具体地,每个单进双出堵头受一个电气比例伺服阀控制。电气比例伺服阀根据输入的PWM信号,确定对于单进双出堵头进气流量的大小。每组中的2条织网束缚型气动肌肉的进气量是相同的。
可选地,抓取装置300还包括网络结构、夹持机构330和夹持气动肌肉,网络结构与第二连接机构200连接;夹持机构330设置于网络结构;夹持气动肌肉贯穿于网络结构设置。具体地,网络结构包括织网段和格栅段,格栅段与织网段连接;其中,织网段包括限位面,织网段远离限位面的一侧为可伸缩网段。这样,由于夹持气动肌肉设置于织网段可伸缩的一侧,随着夹持气动肌肉的充气量的改变,夹持气动肌肉的伸缩将会带动织网段进行伸缩,从而实现网络结构的驱动效果。
在一些实施例中,该捕捞机器人还包括电气组件,电气组件包括主控仓910和电池仓920。可选地,主控仓910和电池仓920可以设置于壳体400内。主控仓910可以包括第一密封舱、控制器、通讯器等;控制器和通讯器可以设置于第一密封舱内,以保证主控仓910内器件以及捕捞机器人的控制功能持续、稳定运行。电池仓920可以包括第二密封舱、航空电池、继电器等;航空电池和继电器可以设置于第二密封舱内,以保证电池仓920以及具有供电需求的器件持续、稳定运行。
可选地,主控仓910固定在上层支撑板411的上方,主控仓910可以通过水密接头、外界水密缆与外部控制台连接,以实现电气控制和信息回传等功能。此外,主控仓910还可以通过水密缆向气路控制组件传送控制信号,并随供电缆一同与动力组件500连接。
在一些实施例中,该捕捞机器人还包括摄像装置和照明装置800,摄像装置设置于壳体400外,摄像装置被配置为获取图像信息;照明装置800与摄像装置对应设置,照明装置800被配置为给水下环境补光以便摄像装置获取图像信息。
可选地,摄像装置可以包括上部摄像头710、下部摄像头720和摄像头支撑架。上部摄像头710通过摄像头支撑架固定于上层支撑板411上,以获取捕捞机器人前方和前方偏下的实时图像。下部摄像头720固定在中层支撑板412下面,以获取抓取装置300对目标对象抓取过程的实时图像。
可选地,照明装置800可以包括2个照明灯,2个照明灯分别通过照明灯支撑架固定在支撑侧板414两侧,照射方向为水平向下斜45度方向。这样设置有照明装置800,捕捞机器人面对夜间水下环境,通过照明装置800的补光操作,也能够通过摄像装置有效获取图像信息,从而提高捕捞机器人的捕捞效率。
在一些实施例中,该捕捞机器人还包括收纳组件600,收纳组件600设置于壳体400内,收纳组件600被设置为放置抓取装置300抓取到的目标对象。
可选地,收纳组件600包括收纳盒,收纳盒被设置为镂空结构。这样,镂空结构能够便于将收纳盒中除目标对象以外的水和杂物滤出,还能够减小移动过程中的水流阻力。
可选地,收纳组件600还包括气动滑轨,气动滑轨设置于壳体400内壁,气动滑轨与收纳盒连接,气动滑轨被配置为受控移动收纳盒;气压控制组件930还被配置为在确定抓取装置300具有目标对象放置需求的情况下,向气动滑轨发送移动收纳盒的控制指令。
具体地,气压控制组件930还包括控制气动滑轨的电磁阀。气动滑轨有两条,则电磁阀可以为两个两位两通电磁阀。一个两位两通电磁阀可以引出两条气管,两条气管分别通过水密接头和快速气动接头与气动滑轨上的上端气口和下端气口连通。
在实际应用中,以捕捞海星为例,控制人员通过摄像装置观察到海星与第一连接机构100的直线距离小于参考距离的情况下,则控制气压控制组件930,以向波纹强固型气动肌肉、织网束缚型气动肌肉和夹持气动肌肉进行进气控制。进而通过纹强固型气动肌肉和织网束缚型气动肌肉的配合,使夹持机构330位于海星的正上方,然后向夹持气动肌肉执行进气控制使多个驱动机构向内弯曲,实现夹持机构330闭合以抓取海星。
在夹持机构330抓取到海星之后,控制气压控制组件930以使气动滑轨将收纳盒推出;再继续控制波纹强固型气动肌肉、织网束缚型气动肌肉的进气量,将海星移动至收纳盒上方;再控制向夹持气动肌肉的进气控制,使夹持机构330张开,以使海星掉落收纳盒中,最后控制气压控制组件930以使气动滑轨将收纳盒回收。从而完成了一次完整的抓取。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且,本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的,除非上下文清楚地表明,否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。另外,当用于本申请中时,术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素,和/或组件的存在,但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程或者设备中还存在另外的相同要素。本文中,每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。

Claims (10)

1.一种抓取装置,其特征在于,包括:
安装机构;
驱动机构,所述驱动机构的第一端与所述安装机构连接;
夹持机构,设置于所述驱动机构的第二端,所述驱动机构能够带动所述夹持机构发生形变;
其中,所述驱动机构包括:网络结构;和,夹持气动肌肉;所述网络结构包括:织网段,位于所述驱动机构的第一端;
所述驱动机构能够带动所述夹持机构发生形变,包括:通过所述夹持气动肌肉的伸缩带动所述织网段进行伸缩,以驱动所述夹持机构发生形变。
2.根据权利要求1所述的抓取装置,其特征在于,
所述夹持气动肌肉贯穿于所述网络结构。
3.根据权利要求1所述的抓取装置,其特征在于,所述网络结构还包括:
格栅段,与所述织网段连接,所述格栅段位于所述驱动机构的第二端。
4.根据权利要求1所述的抓取装置,其特征在于,所述夹持气动肌肉设置于所述织网段可伸缩的一侧。
5.根据权利要求1所述的抓取装置,其特征在于,所述织网段包括:
限位面,与所述安装机构相对位置固定。
6.根据权利要求3所述的抓取装置,其特征在于,所述夹持机构设置于所述格栅段的一侧。
7.根据权利要求1所述的抓取装置,其特征在于,所述夹持机构为柔性材料制成。
8.根据权利要求1所述的抓取装置,其特征在于,所述夹持机构的夹持面设置有凸起结构。
9.根据权利要求1至8任一项所述的抓取装置,其特征在于,所述夹持机构与所述驱动机构一一对应设置。
10.一种捕捞机器人,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的抓取装置。
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