[发明专利]一种水下作业机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于在水下进行自主作业的装置, 特别是涉及一种水下作业机器人，属于水下作业工具技术领域。

背景技术

随着对海洋开发利用的不断深入，人类所面临的水下作业日益增多，作业环境日益复杂，作业难度也日益增大。目前，水下工程作业大多由潜水员完成，随着人员价值的不断提高和作业难度的加大，水下作业机器人在科学考察、救助打 捞等水下工程中显得越发重要，为扩展水下工作条件，需要进一步地提高现有水下作业装备的技术水平。

水下作业机器人是通过移动平台来实现作业地点的变更并在作业地点使用不同的作业工具来完成相应的作业任务。经过对现有技术的检索发现。

公开号为 CN104960652A的发明专利申请和公开号为CN203623949U的实用新型专利分别公开一种水下作业机器人，该装置为浮游式移动平台并在平台上设有机械手，由于浮游过程中不好控制移动量，所以浮游式移动平台很难落在精确的作业点上，也即浮游式移动平台难以实现准确 的作业点作业，另外机械手也只是可以实现通常的抓取作业，对切割、钻取等作业方式却无法实现。

公开号为CN204659998U 的实用新型专利和公开号为CN204322084U 的实用新型专利分别公开一种水下浮游式平台，但未提及具体的作业装置。

公开号为CN204322084U的实用新型专利公开一种由外壳和履带组成具有浮游、爬行功能的水下机器人，所述履带安装在外壳底部且履带的转动由设置在外壳上的驱动轴驱动，这种状态限制了履带的姿态变换，使水下机器人只能适应单一的作业面。

公开号为CN103303449A 的发明专利申请公开一种轮式水下作业机器人，其作业工具安装在由电机和齿轮组成的中空结机械手上，这种轮式结构对承压比低的作业面不太适应。

公开号为CN103818533A的发明专利申请公开一种由履带式和主架固定的水下采集设备，这种结构限制了履带的姿态变换。

公开号为CN202379073U的实用新型专利公开了一种履带安装在水下作业机器人沉浮装置两侧的水下作业机器人，这种结构导致机器人在水中浮游状态下的横向转动不灵活，机器人作业半径大，机动性受到限制。

发明内容

本发明的目的就在于针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种适应复杂曲面的机动化水下机器人。本发明具有通用性好、机动灵活且能在精确作业点进行作业的特点，能在低承压面、铁磁性表面或(和)光滑表面进行重载精确作业。

本发明给出的技术方案是：一种水下作业机器人，由钻机1、钻机姿态变换装置2、浮游体3、切割刀4、切割姿态变换装置5、履带爬行系统6、转动铰、吸附力弱化装置8和吸附器9组成，其特点是：履带爬行系统6通过主动转动铰10和从动转动铰7安装在浮游体3下侧面方向，吸附器9固定在履带爬行系统6的外表面（与作业面相接近的表面），吸附力弱化装置8与履带爬行系统6固定为一体，钻机1和切割刀4分别通过钻机姿态变换装置2和切割姿态变换装置5安装在浮游体3上。

所述浮游体3包括控制系统301、推进系统302和探测系统303，其中控制系统301、推进系统302和探测系统303与浮游体3安装为一体。

所述从动转动铰7由转动轴701、履带从动连接板702、浮游体从动连接板703组成，其中履带从动连接板702与履带爬行系统6连接为一体，浮游体从动连接板703与浮游体3连接为一体，履带从动连接板702和浮游体从动连接板703由转动轴701贯穿并组成一对转动副。

所述主动转动铰10由摆动缸1001、履带主动连接板1002、浮游体主动连接板1003和键1004组成，摆动缸1001和浮游体主动连接板1003分别与浮游体3安装为一体，履带主动连接板1002与履带爬行系统6安装为一体，履带主动连接板1002、浮游体主动连接板1003由摆动缸1001的输出轴贯穿而形成一对转动副，并由键1004使摆动缸1001的扭矩传递到履带爬行系统6上。

所述吸附力弱化装置8由弱化装置固定座801和弱化装置执行器802组成，其中弱化装置固定座801与履带爬行系统6固定为一体，弱化装置执行器802可以相对于弱化装置固定座801运动。

所述吸附器9表面具有粘弹性且与作业面接触后会形成负压腔，吸附器9内部由磁性材料组成，与铁磁性作业面接触后能形成磁力。

所述钻机1安装在钻机姿态变换装置2末端，切割刀4安装在切割姿态变换装置5末端。

所述钻机姿态变换装置2和切割姿态变换装置5分别能变换钻机1和切割刀4相对于水下作业机器人的位置。