[发明专利]一种面向水下狭窄空间检测的柔性机器人系统

摘要

一种面向水下狭窄空间检测的柔性机器人系统，其特征是它包括刚性多关节机器人、柔性机器人、水下相机和控制系统，其中刚性多关节机器人、柔性机器人和水下相机依次串联。柔性机器人由若干柔性运动单元串联组成，每个柔性运动单元采用中空状柔性骨架和气动人工肌肉柔性驱动器，实现多自由度的空间灵活运动，将水下相机穿过狭窄空间送至水下待检测处，采用气动人工肌肉驱动避免了驱动器水下密封的难题，机器人工作可靠且结构紧凑。机器人控制系统可采用交互控制、程序界面控制和自动控制方式。控制系统实时感知机器人的末端位姿及机器人与水下结构的接触力，结合柔性机器人的结构与驱动柔性，能保证柔性机器人从狭窄空间顺利进退，既不会造成柔性机器人的损坏，也不会妨碍水下设施的运行，使用安全可靠，解决了水下狭窄空间的检测难题。

主权项

1.一种面向水下狭窄空间检测的柔性机器人系统，其特征在于它包括：一刚性多关节机器人，该刚性多关节机器人安装于基座上，其末关节为移动关节，且移动方向为水深方向；一柔性机器人，该柔性机器人由若干可产生多自由度运动的柔性运动单元相串联组成，在柔性机器人的末端安装位姿传感器和水下相机；该柔性机器人的上端与刚性多关节机器人的末移动关节相连；一水下相机，该水下相机安装在柔性机器人的末端，它能通过调节镜头焦距、光圈和光源的亮度，实现近距离或远距离观测，当近距离观测时，水下相机的前端玻璃能直接抵靠在被观测物体上获取清晰图像；一控制系统；该控制系统包括控制计算机、机器人控制器和操控箱；机器人控制器根据机器人运动指令产生相应的控制信号，分别用于刚性关节机器人和柔性机器人的控制；所述控制计算机通过多维力传感器采集柔性机器人运动过程中的力，根据该力分析得到的接触力大于设定值时，控制系统发出报警；所述控制计算机通过位姿传感器采集柔性机器人末端的实际位姿，作为反馈提供给控制计算机，供操作者参考或实现柔性运动单元的闭环控制。