[发明专利]一种无人艇艇载水面自平衡的抓取装置及其抓取方法

说明书

本发明涉及无人应用技术领域，具体公开了一种无人艇艇载水面自平衡的抓取装置，包括手抓结构，手抓控制器和自平衡台底座；自平衡台底座上设有导轨机构；导轨机构包括直线导轨，步进电机，凸台，从动光轴导轨和两个第一光轴导轨，第一光轴导轨和从动光轴导轨分别位于凸台两侧，直线导轨设于两第一光轴导轨间，步进电机设于直线导轨上端，并与手抓控制器电性连接；自平衡台底座包括云台，驱动控制器，无刷电机和姿态传感器；姿态传感器设于云台的顶端和底端；驱动控制器与无刷电机机姿态传感器电性连接。本发明对无人艇面倾斜角度和抓取倾斜角度进行补偿，有效解决抓取对象漂移问题，提高了漂移容忍程度，还解决无人艇艇面晃动的问题，有利于更好地抓取。

技术领域

本发明涉及无人应用技术领域，具体公开了一种无人艇艇载水面自平衡的抓取装置及其抓取方法。

背景技术

随着机器人研究的普及，无人化设备越来越受欢迎，无人船作为水面智能化平台，无论是在水质监测、水文监测、地形测绘，还是在海关缉私、海面搜救、军事打击等领域都将有极大的应用前景。无人机作为一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务并能重复使用的飞行器，可广泛应用于监测，侦查等领域。无人船和无人机结合的趋势也越来越明显，典型做法之一是利用无人机降落在无人船上充电，增加无人机续航时间与工作范围。但无人机定位精度较低，在定点降落时始终存在漂移问题且越靠近地面漂移程度越大，难以精准降落在无人船指定位置，且无人船晃动较大，对无人机精准降落也会造成很大的干扰。

因此，需要一种能解决上述问题的装置及方法。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种无人艇艇载水面自平衡的抓取装置及其抓取方法。

为实现上述目的，本发明采用如下方案。

一种无人艇艇载水面自平衡的抓取装置,包括：手抓结构，手抓控制器和自平衡台底座；所述自平衡台底座上设有垂直安装的导轨机构；所述导轨机构包括直线导轨，步进电机，凸台，从动光轴导轨和两个第一光轴导轨，所述第一光轴导轨和从动光轴导轨分别设于凸台两侧，所述直线导轨设于两第一光轴导轨间，所述步进电机设于直线导轨上端，并与手抓控制器电性连接；所述自平衡台底座包括云台，驱动控制器，多个无刷电机和多个姿态传感器；所述多个姿态传感器分别设于云台的顶端和底端；所述驱动控制器分别与无刷电机机姿态传感器电性连接。

进一步地，所述手抓结构包括第一扭矩舵机，第二扭矩舵机和多个光轴滑块，光轴滑块滑动连接于凸台两侧端，第一扭矩舵机和第二扭矩舵机均与手抓控制器电性连接；所述第一扭矩舵机和第二扭矩舵机还分别通过曲柄连杆与同侧端的光轴滑块相连；所述光轴滑块设有手抓倒钩。

进一步地，还包括多源传感器，所述多源传感器包括距离传感器和多个位置传感器，多个位置传感器分别设于直线导轨的上端和下端，距离传感器设于凸台上。

一种无人艇艇载水面自平衡的抓取方法，包括：

手抓控制器检测抓取对象是否在抓取范围内；

启动手抓结构紧抓抓取对象；

手抓控制器控制步进电机带动手抓结构沿着直线导轨下降至一定高度；

当需要放开抓取对象时，则手抓控制器控制步进电机带动手抓结构沿着直线导轨上升至一定高度，并使手抓结构放开抓取对象；

在抓取抓取对象的同时，不同位置的姿态传感器分别检测无人艇面倾斜角度和抓取倾斜角度；驱动控制器根据无人艇面倾斜角度和抓取倾斜角度的情况，调节自平衡台底座的无刷电机进行无人艇面倾斜角度和抓取倾斜角度的补偿。

进一步地，所述启动手抓结构紧抓抓取对象包括：手抓控制器驱动第一扭矩舵机和第二扭矩舵机；第一扭矩舵机和第二扭矩舵机工作并通过曲柄连杆带动光轴滑块运动，使得光轴滑块上的倒钩靠近以紧抓抓取对象。