[发明专利]一种机器人协作收放装置及方法

说明书

本发明公开了一种机器人协作收放装置及方法，它涉及船舶技术领域。它的吊架构件起支撑作用；横摇补偿装置为水平放置的第一摆动油缸和第二摆动油缸，实现对船体的横摇补偿；升沉补偿装置为升沉补偿绞车，实现对船体的升沉补偿；纵摇补偿装置为第一伺服液压缸和第二伺服液压缸，实现对船体的纵摇补偿；机械臂收放装置具有视觉伺服机械臂，将缆绳的挂钩挂与无人潜水器进行对接或与吊环进行对接，装置底部设置防碰撞底板，防碰撞底板上方设有弹性缓冲装置，防止无人潜水器碰撞损坏。本发明的优点在于：能够主动对风浪引起的三个自由度完成补偿，依靠机械臂自主完成挂钩和取钩动作，实现自动化、智能化、高安全性、高效率地回收无人潜水器。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种机器人协作收放装置及方法。

背景技术

海上船舶的各类收放系统应用已非常普及，但针对船载无人潜水器收放系统的研究尚在起步阶段，高海况引起的船舶的晃动更是为回收工作增加了困难。

现有的无人潜水器收放装置功能单一，结构松散，占用甲板面积大，回收时只依靠绞车回收无人潜水器，没有波浪补偿的情况下，不仅容易造成无人潜水器与母船、无人潜水器与收放装置之间的碰撞，对无人潜水器、收放装置和母船造成伤害，还会影响无人潜水器的回收效率；现有的无人潜水器收放装置大多依靠人工将缆绳挂在无人潜水器上，使工作人员处在危险环境，少部分收放装置使用机械臂辅助，但依靠人工操作，不仅操作难度大，使工作人员处在危险环境，而且位置不当会影响无人潜水器的回收。

现有技术中公开了专利申请号为201610113746.2的具有三自由度主动波浪补偿功能的吊机装置及补偿方法，其通过三个伺服缸实现对船舶横摇、纵摇的实时补偿，由液压马达实现对升沉的实时补偿，但是其单纯使用多个液压缸补偿，升沉方向的自由度补偿与绞车的升沉补偿重复，使用时会有干扰，且依靠人工将缆绳挂在无人潜水器上，操作难度大，回收过程中缆绳会大幅摆动，无人潜水器碰撞会造成损坏，回收过程不安全。

因此，必须研究一款智能化、具有多自由度主动波浪补偿功能、带有机器人协作的收放装置以高效、安全地回收无人潜水器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机器人协作收放装置及方法，能够在自动、主动对风浪引起的升沉、横摇、纵摇三个自由度完成补偿的同时，依靠机械臂自主完成挂钩和取钩动作，实现自动化、智能化、高安全性、高效率地回收无人潜水器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括吊架构件、横摇补偿装置、升沉补偿装置、纵摇补偿装置以及机械臂收放装置；

所述吊架构件包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁穿设在第二横梁内部固定；

所述横摇补偿装置为水平放置的第一摆动油缸和第二摆动油缸，所述第一摆动油缸和第二摆动油缸穿过安装板设置，安装板固定于第二横梁的底部，第一摆动油缸和第二摆动油缸的外端部分别通过螺栓与绞车支架连接，绞车支架的底部设有中间平台；

所述升沉补偿装置为升沉补偿绞车，所述升沉补偿绞车安装于绞车支架的中间平台上，绞车支架下方设有吊接头；

所述纵摇补偿装置为第一伺服液压缸和第二伺服液压缸，所述第一伺服液压缸和第二伺服液压缸斜置于绞车支架与吊接头之间，第一伺服液压缸和第二伺服液压缸分别通过销轴与绞车支架、吊接头连接，绞车支架下方延伸有两块延伸连接板，两块延伸连接板通过销轴与吊接头连接，第一伺服液压缸和第二伺服液压缸上分别装有第一线位移传感器和第二线位移传感器，所述第一线位移传感器和第二线位移传感器连接运动控制器，所述吊接头上方一侧装有位姿测量传感器，所述位姿测量传感器通过信号线连接运动控制器；

所述机械臂收放装置具有视觉伺服机械臂，所述视觉伺服机械臂安装于吊接头侧边，吊接头上方另一侧设有吊环，吊环上钩有挂钩，挂钩末端连接缆绳，所述吊环与视觉伺服机械臂设于吊接头同一侧；