[发明专利]一种用于水下目标抓取的稳定游动父子机器人

说明书

本发明公开了一种用于水下目标抓取的稳定游动父子机器人，包括通过电磁铁相连的父机器人和子机器人，所述子机器人头部设置有3个超声波接收器和1个超声波发射器和距离感应模块，用于控制方向；子机器人头部还设置5个ICPF膜片，呈圆形排布，用于物体的抓取；子机器人通过其上设置的ICPF膜片实现游动。该机器人重量轻灵活，适合在狭小环境下工作。父机器人充当子机器人的运输器，子机器人相当于可以自主游动的机械手，解决了机械臂运动导致运动不稳定的缺陷。本发明在机器人的内部设置了速度测量单元，实时监测游动速度并形成速度反馈系统，保证机器人按设定速度稳定运行。

技术领域

本发明涉及水下作业领域，具体地指一种用于水下目标抓取的稳定游动父子机器人。

背景技术

如今，水下物体的抓取工作大多由人操控机械手来实现的。但是机械手比较笨重，难以在狭窄的环境下作业，更难以抓取较小的物体。同时机械臂运动产生的作用力过大，会使机器人运动不稳定。

现有技术采用了ICPF(Ionic Conducting Polymer Film离子导电聚合物薄膜)电驱动材料作为推进器完成水下机器人的运动。但由于ICPF膜片的摆动频率和幅度与其所施加的电压并没有明显的线性关系，因此很难控制ICPF驱动下的水下机器人的游动速度，也就无法保证机器人游动的稳定性。

关于三维自主导航水下机器人大多采用红外感应式，超声波测距式，图像处理式，光感应式。这些方式或对工作环境要求比较苛刻，或控制算法过于复杂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的局限，提供一种用于水下目标抓取的稳定游动父子机器人。

本发明所设计的用于水下目标抓取的稳定游动父子机器人，其特殊之处在于：

包括通过电磁铁相连的父机器人和子机器人，所述子机器人头部设置有3个超声波接收器和1个超声波发射器和距离感应模块，所述超声波接收器其中2个位于同一水平线上，用于控制子机器人在水平面内的转向；另一个与前2个中的其中一个在同一垂直线上，用于控制子机器人在竖直面内的上下运动；

所述子机器人头部还设置5个ICPF膜片，头部的5个ICPF膜片呈圆形排布，用于物体的抓取；所述子机器人上还设置6个用于游动的ICPF膜片，其中2个位于子机器尾部，2个位于子机器人底部，子机器人两侧各一个；

所述子机器人上还设置有速度测量单元和控制模块，所述控制模块根据超声波接收器、超声波发射器、速度测量单元和距离感应模块信息，控制子机器人在水下的游动方向、游动速度、对物体的抓取。

进一步地，所述游动方向的控制过程如下：

设子机器人头部的三个超声波接收器为A、B、C，其中A、B位于同一水平面内，B、C位于同一竖直面内，判断三个超声波接收器的接收状态作出游动方向的控制具体包括以下方式：

判断1：

判断A、B两接收器接收超声波的情况：

若A、B同时接收到超声波，则不改变方向，仍按原方向运动；

若A、B不同时接收到超声波，则朝先接收到的一方转向；

若A、B仅一方接收到超声波，则朝接收到超声波的一方转向；

若A、B均未接收到超声波，则单向旋转并再次进行判断1；

判断2：

判断B、C两接收器接收超声波的情况：

若B、C同时接收到超声波，则不改变方向，仍按原方向运动；

若B、C不同时接收到超声波，则朝先接收到的一方转向；

若B、C仅一方接收到超声波，则朝接收到超声波的一方转向；