[发明专利]一种远程水下机器人系统及控制方法

说明书

本发明涉及工业机器人技术领域，具体公开了一种远程水下机器人系统及控制方法。一种远程水下机器人，包括人机交互控制终端、机器人本体以及防水电缆，其中，所述人机交互控制终端通过所述防水电缆与位于水下的机器人本体相连接；所述机器人本体包括电控传动箱、机械臂以及末端执行工具，所述电控传动箱与机械臂相连接，并可控制机械臂的升降、旋转和摆动；所述机械臂的端部设有末端执行工具，用于水下进行作业。本发明所述的一种远程水下机器人及控制方法，解决水下狭小复杂环境下下的检查、维护和保养作业问题。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种远程水下机器人系统及控制方法。

背景技术

随着社会的发展，机器人也逐渐被应用到各行各业，针对不同的场景和客户需求。目前，火发电厂、核电厂和类似工业环境(例如涡轮机、管道系统、核电堆芯等)的正常维护、保养过程，均存在安全风险高、空间可达性低、场景环境恶劣等困难，主要借助可远程操控的高可靠性特种作业工具进行检查、维护和保养等作业任务。

然而在狭小空间内进行大范围作业的特种机器人在诸多特种行业均属空白，特别是复杂应用环境更加大了机器人的研发难度。例如，核电厂堆芯下支撑板上方异物抓取和打捞机器人，由于位于水下且放射性水平较高，堆芯结构复杂、尺寸限制严格，在此基础上还需考虑应急故障状态下安全撤离，机器人系统设计难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程水下机器人及控制方法，解决水下狭小复杂环境下的检查、维护和保养作业问题。

本发明的技术方案如下：一种远程水下机器人，包括人机交互控制终端、机器人本体以及防水电缆，其中，所述人机交互控制终端通过所述防水电缆与位于水下的机器人本体相连接；所述机器人本体包括电控传动箱、机械臂以及末端执行工具，所述电控传动箱与机械臂相连接，并可控制机械臂的升降、旋转和摆动；所述机械臂的端部设有末端执行工具，用于水下进行作业。

所述电控传动箱包括动力源和驱动器，所述动力源和驱动器采用静密封方式封装在机器人密封腔室内；所述驱动器可接收人机交互控制终端发出的指令，并控制所述动力源驱动所述机械臂进行动作。

所述电控传动箱中包括升降机构、旋转机构和偏转机构，所述升降机构和所述旋转机构可驱动与之相连接的所述机械臂进行升降和旋转运动；所述偏转机构可正向偏转运动和反向偏转运动，使所述机械臂最下端关节相连接的末端执行工具在移动过程中始终保持垂直姿态。

所述人机交互控制终端包括供电设备和人机交互与运算设备，所述供电设备为人机交互控制终端和所述机器人本体提供电源输入；所述人机交互与运算设备能够实现人机信息交换以及指令运算处理，并根据所述机器人本体在水下位置与目标对象位置关系反馈，调节所述机械臂移动及动作调整。

所述防水电缆包括防水供电电缆和通讯电缆，所述供电电缆、通讯电缆与所述机器人本体采用防水接插件连接。

所述机械臂包括三个相互连接的关节，所述各关节连接采用开式齿轮无油自润滑材料制成。

所述电控传动箱采用静密封结构；所述机械臂与所述电控传动箱采用动密封结构；所述机械臂在所述电控传动箱内采用等直径双出轴结构。

所述末端执行工具为手爪或电锯或电焊枪或拧紧机。

一种远程水下机器人控制方法，该方法包括：

S1、对远程水下机器人进行系统初始化，将机器人机械臂各关节运动到预设初始位置，并存储当前位置各关节电机角度作为零点位置；

S2、基于摄像机远程辅助，根据机械臂末端工具与目标的相对位置关系，控制机器人末端工具的移动方向；

S3、根据移动方向，通过人机交互控制终端输入相对偏移量；