[发明专利]自适应打捞船

说明书

技术领域

本发明涉及自动化机械设备领域，具体是一种自适应打捞船。

背景技术

目前，我国河道污染日益严重，主要原因在于不能被分解的垃圾被倾倒进河流，包括能浮于水面的白色垃圾和沉于水底的重型垃圾。由于现阶段很多河道打捞船都需要人工操作，效率低下，同时，在某些危险环境中，对人生安全造成影响。

因此，需要对现有的打捞船进行改进，增加打捞船的自主工作性能，使打捞船能够实现对未知河道环境进行三维地图模型构建，并可实现可自主避障、自动循迹，满足打捞船在复杂环境中自主工作的性能要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种自适应打捞船，其可增加打捞对作业环境信息的获取理解，并实现自主避障、自动循迹，同时能够根据被打捞物的不同智能选择合适的打捞机械手臂进行打捞，满足打捞船在复杂环境中自主工作的性能要求。

本发明的自适应打捞船，包括船体、设置于船体上的轻载机械手、重载机械手以及垃圾存贮仓，轻载机械手末端设置有用于打捞河面垃圾的网兜，重载机械手末端设置有用于抓取河底重物的机械手爪，轻载机械手和重载机械手均包括上臂、中臂、下臂和基座，基座可转动连接于船体并通过一旋转驱动电机驱动其转动；

进一步，所述基座与下臂之间、下臂与中臂之间、中臂与上臂之间均设有臂驱动装置，臂驱动装置包括相互平行设置的销轴和驱动杆，销轴上传动配合有臂部从动齿轮，驱动杆上传动配合有与臂部从动齿轮啮合的臂部主动齿轮；

进一步，所述机械手爪包括手爪座以及两个分列于手爪座两侧的机械手指；机械手指包括内指段、中指段和外指段；内指段固定于手爪座，中指段两端分别与内指段和外指段可转动连接且内指段与中指段之间、中指段与外指段之间均设有指驱动装置；指驱动装置包括相互平行设置的指铰轴和指连接杆；指铰轴上传动配合有指部主动齿轮和中间锥齿轮，指连接杆上传动配合有与指部主动齿轮啮合的指部从动齿轮，手爪座内设置有指部驱动电机且该指部驱动电机输出轴上固定有与中间锥齿轮啮合的输出锥齿轮；

进一步，所述基座底部沿竖直方向设有旋转从动轴且该旋转从动轴上传动配合有旋转从动齿轮，旋转电机输出端传动配合有与旋转从动齿轮啮合的旋转主动齿轮；

进一步，所述臂驱动装置还包括设置于销轴上的用于阻碍驱动杆转动的湿式制动器；

本发明的自适应打捞船还包括用于采集船体周围作业环境三维信息的三维信息采集装置以及用于接收三维信息采集装置采集的三维信号并构建三维地图的中央处理器；三维信息采集装置包括分布于船体周围用于检测障碍物距离的超声波收发传感器；

进一步，所述三维信息采集装置还包括设置于船体前端并与中央处理器信号连接的摄像头；

本发明还包括用于自适应控制机械手爪工作的自动控制系统，自动控制系统包括：

位置传感器，设置于下臂和上臂内部，用于检测下臂和上臂的俯仰角度；

视觉传感器，设置于上臂，用于检测被抓取物体的空间位置、姿态，并监视机械手指的工作状态；

触觉传感器，设置于机械手指内表面，用于主动获取被抓取物体的完整的信息，并监视机械手指的工作状态；

力觉传感器，设置于机械手指外指段的夹持面内部，用于检测外指段的夹持压力，并监视机械手指的工作状态；嵌入式单板计算机，接收并并处理位置传感器、视觉传感器、触觉传感器、和力觉传感器反馈的信息，并向机械手爪发出命令信号。

本发明的有益效果是：本发明的自适应打捞船，在进行河道垃圾进行打捞时，重载机械手可以清理河面与河底的重物，多个轻载机械手对称布置在船体的两边，分为两组协同工作，当前一对轻载机械手网兜中垃圾达到上限，则将垃圾运输到船体中的垃圾存储仓中，同时，后一对轻载机械手开始工作，反复循环实现打捞；此外，本发明的打捞船可以实现自动规划路径和自动打捞功能，满足了打捞船对复杂中自主工作的需要。通过三维信息采集装置对作业环境的信息进行采集并将采集信息输入到中央处理器进行三维地图构建，结合控制系统实现在线总体轨迹规划,同时通过超声波传感器检测路径上的障碍物，结合控制系统对总体规划路径进行局部调整，实现打捞船在极限工作环境的自主打捞工作，解除了打捞船需要人工操作的束缚，提高了打捞船的工作效率，同时保护了工作人员的人身安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的臂驱动装置结构示意图；