一种用于海产捕捞的水下机器人

1.本技术涉及一种用于海产捕捞的水下机器人，属于海产捕捞技术领域。


背景技术：

2.目前海产品的捕捞工作主要由人工来完成，这种捕捞方法不仅工作效率地下、劳动强度大，而且水下环境恶劣，威胁捕捞人员的人身安全，尤其在入冬前，天气寒冷，捕捞人员很难下水从事捕捞工作，在这种状况下，现在愿意从事这项工作的人越来越少。
3.发展海洋技术、提高水下科技水平是我国当前研究重点。以“海洋牧场”建设为引领的海洋经济建设是海洋强国战略的重要内容，水下自主作业机器人应时代所需而生，其发展对深海观测、海产品无损捕捞具有重要意义，是发展海洋经济、促进民族富强的不可或缺技术力量。因此，亟需一种用于海产捕捞的水下机器人，用以提高海产捕捞效率、降低捕捞人员工作强度。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种用于海产捕捞的水下机器人，以解决传统海产捕捞投喂所面临的诸多问题。本技术一种用于海产捕捞的水下机器人具有自动化程度高、捕捉效率高、适应性强等优点。
5.为了实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：
6.一种用于海产捕捞的水下机器人，包括捕捞机械手系统、机器人基座、机器人驱动部分、收集笼；
7.捕捞机械手系统，包括捕捞机器手、照明灯、机械手基板、摄像头、旋转马达a、伸缩气缸a、加强杆、伸缩气缸支撑架、伸缩气缸b、旋转马达b；
8.其中，旋转马达b的一端安装在机器人基座上，旋转马达b的另一端安装有伸缩气缸b；伸缩气缸b上安装有伸缩气缸支撑架，在伸缩气缸支撑架另一端安装有伸缩气缸a，伸缩气缸a与伸缩气缸支撑架之间安装有加强杆，在伸缩气缸a上安装有机械手基板，在机械手基板上安装有旋转马达a，在机械手基板两侧镶嵌有两个摄像头，在机械手基板前端安装有照明灯，在旋转马达a下方安装有捕捞机器手；
9.其中，照明灯，包括照明灯灯体、照明灯旋转马达a、照明灯旋转马达b、照明灯固定环、照明灯旋转马达c；在机械手基板前方安装有照明灯旋转马达c，在照明灯旋转马达c两侧安装有照明灯固定环，在照明灯固定环上安装有照明灯旋转马达b，在照明灯旋转马达b上安装有照明灯旋转马达a，在照明灯旋转马达a上安装有照明灯灯体；
10.机器人基座内部安装有具有防水功能的电池组模块；
11.机器人驱动部分包括转向电机固定盘、螺旋桨转向电机、驱动螺旋桨；在水产收集笼笼体四周安装有转向电机固定盘，在转向电机固定盘上安装有螺旋桨转向电机，在螺旋桨转向电机上安装有驱动螺旋桨；
12.收集笼，包括水产收集笼、自动门上轨道、收集笼自动门、自动门下轨道；在水产收
集笼顶部安装有自动门上轨道和自动门下轨道，在自动门上轨道和自动门下轨道之间安装有收集笼自动门，水产收集笼安装在机器人基座顶部。
13.按照本技术提供的一种用于海产捕捞的水下机器人，与现有技术相比具有如下优点：
14.1.本技术捕捞机器人无需人为潜水去捕捞、采样等，有利于降低劳动强度和人工成本，能够提高作业安全性，实现智能化、安全性的海产捕捞目标。此外，本技术采用开放式框架设计，可以同时搭载多种结构组件，有较佳的空间自由性，避免了壳体空间限制的弊端，同时在捕捞机器人运动过程中可以减少水体对机器人的阻力，降低了能量消耗。
15.2.本技术捕捞机器人采用四推进器结构设计，保证捕捞机器人在水下精准完成前进、转弯、上升、下潜等指令；布置方式采用环形布置方法，在保证较佳水下运动性能的同时避免了有害力矩的产生。此外，本技术还包括压力传感器，能够对水压进行测定，便于确定所处水域深度。
附图说明
16.图1为本技术整体结构的俯视示意图。
17.图2为本技术中的捕捞机械手系统的主视示意图。
18.图3为本技术中的捕捞机械手系统的俯视示意图。
19.图4为本技术整体结构的俯视示意图(包括另一部分结构的标注)。
20.图中，捕捞机械手系统(001)、机器人基座(002)、机器人驱动部分(003)、收集笼(004)、捕捞机器手(101)、照明灯(102)、机械手基板(103)、摄像头(104)、旋转马达a(105)、伸缩气缸a(106)、加强杆(107)、伸缩气缸支撑架(108)、伸缩气缸b(109)、旋转马达b(110)、转向电机固定盘(301)、螺旋桨转向电机(302)、驱动螺旋桨(303)、水产收集笼(401)、自动门上轨道(402)、收集笼自动门(403)、自动门下轨道(404)、照明灯灯体(1021)、照明灯旋转马达a(1022)、照明灯旋转马达b(1023)、照明灯固定环(1024)、照明灯旋转马达c(1025)。
具体实施方式
21.如图1-4所示，一种用于海产捕捞的水下机器人，包括捕捞机械手系统001、机器人基座002、机器人驱动部分003、收集笼004；
22.捕捞机械手系统001，包括捕捞机器手101、照明灯102、机械手基板103、摄像头104、旋转马达a105、伸缩气缸a106、加强杆107、伸缩气缸支撑架108、伸缩气缸b109、旋转马达b110；
23.其中，旋转马达b110的一端安装在机器人基座002上，旋转马达b110的另一端安装有伸缩气缸b109；伸缩气缸b109上安装有伸缩气缸支撑架108，在伸缩气缸支撑架108另一端安装有伸缩气缸a106，伸缩气缸a106与伸缩气缸支撑架108之间安装有加强杆107，在伸缩气缸a106上安装有机械手基板103，在机械手基板103上安装有旋转马达a105，在机械手基板103两侧镶嵌有两个摄像头104，在机械手基板103前端安装有照明灯102，在旋转马达a105下方安装有捕捞机器手101；
24.其中，照明灯102，包括照明灯灯体1021、照明灯旋转马达a1022、照明灯旋转马达b1023、照明灯固定环1024、照明灯旋转马达c1025；在机械手基板103前方安装有照明灯旋
转马达c1025，在照明灯旋转马达c1025两侧安装有照明灯固定环1024，在照明灯固定环1024上安装有照明灯旋转马达b1023，在照明灯旋转马达b1023上安装有照明灯旋转马达a1022，在照明灯旋转马达a1022上安装有照明灯灯体1021；
25.机器人基座002内部安装有具有防水功能的电池组模块；
26.机器人驱动部分003包括转向电机固定盘301、螺旋桨转向电机302、驱动螺旋桨303；在水产收集笼401笼体四周安装有转向电机固定盘301，在转向电机固定盘301上安装有螺旋桨转向电机302，在螺旋桨转向电机302上安装有驱动螺旋桨303；
27.收集笼004，包括水产收集笼401、自动门上轨道402、收集笼自动门403、自动门下轨道404；在水产收集笼401顶部安装有自动门上轨道402和自动门下轨道404，在自动门上轨道402和自动门下轨道404之间安装有收集笼自动门403，水产收集笼401安装在机器人基座002顶部。
28.以下是本技术的几个具体实施例，进一步说明本技术，但是本技术不仅限于此实施例。
29.实施例1
30.一种用于海产捕捞的水下机器人，包括捕捞机械手系统001、机器人基座002、机器人驱动部分003、收集笼004；
31.捕捞机械手系统001，包括捕捞机器手101、照明灯102、机械手基板103、摄像头104、旋转马达a105、伸缩气缸a106、加强杆107、伸缩气缸支撑架108、伸缩气缸b109、旋转马达b110；
32.其中，旋转马达b110的一端安装在机器人基座002上，旋转马达b110的另一端安装有伸缩气缸b109；伸缩气缸b109上安装有伸缩气缸支撑架108，在伸缩气缸支撑架108另一端安装有伸缩气缸a106，伸缩气缸a106与伸缩气缸支撑架108之间安装有加强杆107，在伸缩气缸a106上安装有机械手基板103，在机械手基板103上安装有旋转马达a105，在机械手基板103两侧镶嵌有两个摄像头104，在机械手基板103前端安装有照明灯102，在旋转马达a105下方安装有捕捞机器手101；
33.其中，捕捞机械手101，包括机械手夹子1011、连杆1012、齿轮盘a1013、机械手手掌1014、机械手固定座1015、机械手旋转电机1016、齿轮盘b1017、销钉1018；在机械手基板103下方安装有机械手旋转电机1016，在机械手旋转电机1016下方安装有两个机械手固定座1015，在两个机械手固定座1015之间安装有两个机械手手掌1014，在机械手手掌1014一侧安装有齿轮盘a1013、齿轮盘b1017以及两个连杆1012，在机械手手掌1014另一侧安装有四个连杆1012；连杆1012的末端安装有两个机械手夹子1011，并通过销钉1018进行固定；
34.其中，照明灯102，包括照明灯灯体1021、照明灯旋转马达a1022、照明灯旋转马达b1023、照明灯固定环1024、照明灯旋转马达c1025；在机械手基板103前方安装有照明灯旋转马达c1025，在照明灯旋转马达c1025两侧安装有照明灯固定环1024，在照明灯固定环1024上安装有照明灯旋转马达b1023，在照明灯旋转马达b1023上安装有照明灯旋转马达a1022，在照明灯旋转马达a1022上安装有照明灯灯体1021；
35.机器人基座002内部安装有具有防水功能的电池组模块；
36.机器人驱动部分003包括转向电机固定盘301、螺旋桨转向电机302、驱动螺旋桨303；在水产收集笼401笼体四周安装有转向电机固定盘301，在转向电机固定盘301上安装
有螺旋桨转向电机302，在螺旋桨转向电机302上安装有驱动螺旋桨303；
37.收集笼004，包括水产收集笼401、自动门上轨道402、收集笼自动门403、自动门下轨道404；在水产收集笼401顶部安装有自动门上轨道402和自动门下轨道404，在自动门上轨道402和自动门下轨道404之间安装有收集笼自动门403，水产收集笼401安装在机器人基座002顶部。
38.捕捞机械手系统(001)通过捕捞机器手(101)对水底的海参、海胆等海产进行捕捞，照明灯(102)在水下照明，使得摄像头(104)可以采集到较为清晰的图像；旋转马达a(105)调整捕捞机器手(101)捕捞时的角度，伸缩气缸a(106)调整捕捞机器手(101)捕捞时的夹取深度；在捕捞机器手(101)夹取到水产后，旋转马达b(110)调整到合适的角度、伸缩气缸b(109)调整到合适的高度，将夹取的水产放入收集笼(004)；照明灯旋转马达a(1022)实现了照明灯灯体(1021)在z方向上的转动，调整照明水域范围；调整照明灯旋转马达b(1023)实现照明灯灯体(1021)在y方向上的转动，调整照明水域位置；照明灯旋转马达c(1025)实现了照明灯灯体(1021)在x方向上的转动，调整照明水域角度；捕捞机械手系统(001)将海产送至收集笼(004)时，收集笼自动门(403)自动沿自动门上轨道(402)与自动门下轨道(404)打开，捕捞机器手(101)松开将海产放入水产收集笼(401)后，收集笼自动门(403)自动沿自动门上轨道(402)与自动门下轨道(404)关闭；机器人驱动部分(003)利用螺旋桨转向电机(302)带动驱动螺旋桨(303)，控制驱动螺旋桨(303)的转速与角度，完成特定方向的前进、转弯、上升、下潜等指令；当水产收集笼(401)收集满时，螺旋桨转向电机(302)控制驱动螺旋桨(303)全部转向下方，驱动捕捞机器人上升至水面，实现用户对捕捞机器人的收回。
39.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于海产捕捞的水下机器人，其特征在于，包括捕捞机械手系统(001)、机器人基座(002)、机器人驱动部分(003)、收集笼(004)；捕捞机械手系统(001)，包括捕捞机器手(101)、照明灯(102)、机械手基板(103)、摄像头(104)、旋转马达a(105)、伸缩气缸a(106)、加强杆(107)、伸缩气缸支撑架(108)、伸缩气缸b(109)、旋转马达b(110)；其中，旋转马达b(110)的一端安装在机器人基座(002)上，旋转马达b(110)的另一端安装有伸缩气缸b(109)；伸缩气缸b(109)上安装有伸缩气缸支撑架(108)，在伸缩气缸支撑架(108)另一端安装有伸缩气缸a(106)，伸缩气缸a(106)与伸缩气缸支撑架(108)之间安装有加强杆(107)，在伸缩气缸a(106)上安装有机械手基板(103)，在机械手基板(103)上安装有旋转马达a(105)，在机械手基板(103)两侧镶嵌有两个摄像头(104)，在机械手基板(103)前端安装有照明灯(102)，在旋转马达a(105)下方安装有捕捞机器手(101)；其中，照明灯(102)，包括照明灯灯体(1021)、照明灯旋转马达a(1022)、照明灯旋转马达b(1023)、照明灯固定环(1024)、照明灯旋转马达c(1025)；在机械手基板(103)前方安装有照明灯旋转马达c(1025)，在照明灯旋转马达c(1025)两侧安装有照明灯固定环(1024)，在照明灯固定环(1024)上安装有照明灯旋转马达b(1023)，在照明灯旋转马达b(1023)上安装有照明灯旋转马达a(1022)，在照明灯旋转马达a(1022)上安装有照明灯灯体(1021)；机器人基座(002)内部安装有具有防水功能的电池组模块；机器人驱动部分(003)包括转向电机固定盘(301)、螺旋桨转向电机(302)、驱动螺旋桨(303)；在水产收集笼(401)笼体四周安装有转向电机固定盘(301)，在转向电机固定盘(301)上安装有螺旋桨转向电机(302)，在螺旋桨转向电机(302)上安装有驱动螺旋桨(303)；收集笼(004)，包括水产收集笼(401)、自动门上轨道(402)、收集笼自动门(403)、自动门下轨道(404)；在水产收集笼(401)顶部安装有自动门上轨道(402)和自动门下轨道(404)，在自动门上轨道(402)和自动门下轨道(404)之间安装有收集笼自动门(403)，水产收集笼(401)安装在机器人基座(002)顶部。

技术总结
本申请涉及一种用于海产捕捞的水下机器人，属于海产捕捞技术领域。该机器人包括捞机械手系统、机器人基座、机器人驱动部分、收集笼；捕捞机械手系统，包括捕捞机器手、照明灯、机械手基板、摄像头、旋转马达A、伸缩气缸A、加强杆、伸缩气缸支撑架、伸缩气缸B、旋转马达B。与现有技术相比，本申请的有益效果是：自动化程度高、捕捉效率高、适应性强。本申请用于海产捕捞的水下机器人，颇具市场应用和发展前景。颇具市场应用和发展前景。颇具市场应用和发展前景。


技术研发人员：彭飞 宋雨龙 张思怡 张丽梅 陈建明 黄小红 梁剑
受保护的技术使用者：北京工商大学
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/6/14