[发明专利]一种用于水下摄像的三自由度柔索并联机器人及调节方法

权利要求书

1.一种用于水下摄像的三自由度柔索并联机器人，其特征在于，包括用于摄像的三自由度柔索并联机器人平台、用于承载所述三自由度柔索并联机器人平台的双体船漂浮装置(1)以及用于调整三自由度柔索并联机器人平台姿态的伺服驱动模块(2)和控制模块；

所述双体船漂浮装置(1)呈井字形，双体船漂浮装置(1)中部方形区域的上端设置伺服驱动模块(2)，所述伺服驱动模块(2)包括方形防水壳、出绳装置(3)、伺服电机模块(4)和柔索(9)，所述伺服电机模块(4)通过出绳装置(3)连接柔索(9)，所述柔索(9)分设于方形防水壳边角处，柔索(9)另一端与三自由度柔索并联机器人平台固定，三自由度柔索并联机器人平台设置于双体船漂浮装置(1)中部方形区域的下端；

所述控制模块包括检测单元(12)和双环滑模变结构控制单元，所述检测单元(12)用于检测三自由度柔索并联机器人平台当前姿态参数，检测单元(12)输出端连接双环滑模变结构控制单元，所述双环滑模变结构控制单元连接伺服电机模块(4)，双环滑模变结构控制单元用于通过伺服驱动模块(2)调节三自由度柔索并联机器人平台姿态，双环滑模变结构控制单元包括工控机；

所述三自由度柔索并联机器人平台包括固定平台(8)、球铰(10)、运动平台(11)和支杆(7)，所述固定平台(8)为回字形板体，固定平台(8)的四个边角处对应柔索(9)开设有优弧状凹槽，固定平台(8)与双体船漂浮装置(1)下端面固定；

所述运动平台(11)呈圆碟状结构，运动平台(11)的上端面中心固定球铰(10)，所述球铰(10)的另一端与支杆(7)固定，所述支杆(7)包括上段和下段，所述上段呈圆环柱状结构，下段呈圆柱状结构，下段的上端设置有定位珠，对应所述定位珠上段两端开设圆形孔，所述上段套设于下段外部，所述下段一侧与球铰(10)固定，另一侧通过定位珠与上段限位，上段穿出所述方形防水壳；

运动平台(11)的下端设置有摄像模块(13)和检测单元(12)。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下摄像的三自由度柔索并联机器人，其特征在于，所述双体船漂浮装置(1)包括两个船体(101)和两个连接杠(102)，两个所述船体(101)平行设置，船体(101)间由两个连接杠(102)连接，船体(101)和连接杠(102)为一体化结构。

3.根据权利要求 1所述的一种用于水下摄像的三自由度柔索并联机器人，其特征在于，伺服电机模块(4)包括伺服电机(401)和驱动器，所述出绳装置(3)包括联轴器(301)和滚筒(302)；

所述滚筒(302)包括固定架，所述固定架呈倒置的π字形结构，固定架的两竖直段均开设圆形通孔，所述圆形通孔间转动连接有转轴；

所述伺服电机(401)的输出轴连接联轴器(301)，所述联轴器(301)的另一端与转轴固定，所述转轴上缠绕柔索(9)。

4.根据权利要求1所述的一种用于水下摄像的三自由度柔索并联机器人，其特征在于，所述双环滑模变结构控制单元还包括运动控制卡(5)、通信装置(6)、姿态环控制器和角速度环控制器，所述检测单元(12)包括陀螺仪传感器、角速度传感器和加速度传感器，所述陀螺仪传感器、角速度传感器和加速度传感器的输出端连接运动控制卡(5)的ADC端口，运动控制卡(5)通过通信装置(6)通信连接工控机，运动控制卡(5)的输出IO端口与伺服电机模块(4)连接。