六自由度水中移动平台的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及水下机器人技术领域，特别是一种具有六自由度、具有稳定焊接功能的六自由度水中移动平台。
【背景技术】
[0002]水下焊接机器人可以广泛用于大型船舶、海洋勘探平台、海洋钻井平台等的水下检修、核电设施的维护、恶劣环境下的水中焊接作业等领域，具有广阔的应用前景。水下焊接机器人应满足适应多种环境、长时间稳定作业、足够大的结构强度、便于维修等要求。目前的水下焊接机器人多为体积较大，缺乏灵活性的水下爬行机，而具有焊接功能的多自由度水中移动平台还有待于进一步开发。现有的一种水下焊接实验平台只能进行人工遥控的直线焊接实验，而不能完成任意焊缝的自动跟踪焊接。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对多种操作环境下的不同作业要求，将水下机器人与水下爬行机的功能相结合，发明一种具有焊接功能的六自由度水中移动平台。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]—种六自由度水中移动平台，其组成包括:开架式水下机器人(I);所述的开架式水下机器人四周安装有四个圆柱形气囊(2)，然后通过软管连接在平台尾部的玻璃圆筒(3)中的电磁阀上，前视摄像头(5)与下视摄像头(6)，平台底部前端安装一横向丝杠(7)，与横向丝杠(7)平行的另一侧安装一横向凹槽(8)，在横向丝杠(7)上安装一竖向丝杠(9)，将竖向丝杠(9)一端驱动电机(10)固定在横向丝杠(7)上，另一端外盖嵌入横向凹槽(8)中，与竖向丝杠(9)一同运动的竖向凹槽(11)，竖向凹槽(11)中嵌入焊接控制盒(12)，焊枪(13)透过平台底部镂空区域伸出，通过控制开架式水下机器人(I)的运动姿态，可使平台附着在作业平面上，借助平台底部的万向轮(17)可以在作业平面上自由移动，在指定平面上完成焊接任务。
[0006]所述的六自由度水中移动平台的运动机构，所述的开架式水下机器人(I)安装有两台垂直推进器(14)、四台水平推进器(15)，所述的四台水平推进器(15)采用四角对置方式布置。
[0007]所述的六自由度水中移动平台的运动机构，所述的平台尾部的玻璃圆筒(3)另一端连接岸上控制系统的图像处理设备和气栗;所述的电磁阀连接岸上气栗与平台四个圆柱形气囊(2)。
[0008]所述的六自由度水中移动平台，所述的平台焊接机构位于平台底部镂空区域。
[0009]所述的六自由度水中移动平台，所述的圆柱形气囊(2)采用承载能力高、具有高度抗揉压能力、端部抗暴设计新结构、耐久的抗老化能力和耐磨特性、高柔韧性和吸震能力的气囊，只有一端开孔通过O型圈密封，以连接气囊与电磁阀；装有电磁阀的玻璃圆筒两端均通过O型圈密封，两侧端盖开孔分别连接姿态控制的圆柱形气囊(2)与岸上控制系统。
[0010]所述的六自由度水中移动平台，所述的推进器使用的是直流无刷内转子电机，并安装有减速箱，尾端与前端采用密封圈密封，出轴处使用骨架油封密封。
[0011]所述的六自由度水中移动平台，所述的垂直推进器(14)采用加涵道的方式固定在平台上，防水电机(10)与涵道(16)连接，涵道(16)与平台本体连接。
[0012]所述的六自由度水中移动平台，所述的水平推进器(15)通过不锈钢箍固定于与平台连接的涵道(16)上。
[0013]所述的六自由度水中移动平台，所述的平台焊接运动机构采用的XY轴运动机构，横向运动行程由横向丝杠(7 )与横向凹槽(8 )构成，横向丝杠(7 )的一端电机外套筒和滚珠丝杠外套筒通过连接端盖相连接构成连接件(18)，该连接件(18)固定于平台底部，竖向运动行程的电机一端通过轴承与横向丝杠(7)连接，另一端的凸台滑轮嵌入横向凹槽(8)中，竖向丝杠(9)上的焊接控制盒(12)—端通过轴承与竖向丝杠(9)连接，另一端的凸台滑轮嵌入竖向凹槽(11)中。
[0014]所述的六自由度水中移动平台，所述的平台焊接运动结构的防水电机(10)的线路用挠性软管封套密封接入焊接控制盒(12)内。
[0015]所述的六自由度水中移动平台，所述的平台焊接机构通过焊接控制盒(12)完成，焊接控制盒包括焊接装置、下视摄像头(6)、照明装置(19)。下视摄像头(6)与照明装置(19)固定在控制盒外侧，焊枪(13 )通过平台镂空区域伸向平台外侧。
[0016]所述的六自由度水中移动平台，所述的平台上使用的摄像头采用在前端使用3mm厚的有机玻璃，用密封圈的方式密封。
[0017]所述的六自由度水中移动平台，所述的通过控制开架式水下机器人(I)的运动姿态，可使平台附着在作业平面上，借助平台底部的万向轮(17)可以在作业平面上自由移动，在指定平面上完成焊接任务。万向轮(17)位于平台底部四角，支撑平台在作业平面上移动。
[0018]本实用新型具有如下特点:
[0019]平台采用框架式结构，材质轻盈、设计简单、易于操作、成本低、工作稳定、寿命长，平台结构组成明朗清晰，便于维修。
[0020]通过两台垂直推进器(14)、四台水平推进器(15)实现六自由度运动。
[0021]通过控制开架式水下机器人(I)的运动姿态，可使平台附着在作业平面上，借助平台底部的万向轮(17)可以在作业平面上自由移动，实现爬壁功能。
[0022]平台主体采用开架式水下机器人(I)，重量轻，体积小巧，可完成狭窄区域作业的任务。
[0023]通过平台底部安装的焊接控制盒(12)可实现实时追踪焊接功能。
[0024]六自由度水中移动平台采用开架式结构，使平台重量与体积极大减小，适应更多不同类型的作业区域，通过线缆控制平台的各项结构，保证了平台的实时追踪焊接功能，提高了焊接质量。简单的通过气囊(2)完成平台的翻转，降低了成本，简化了平台的姿态控制。所述的平台运动姿态控制方式结合万向轮(17)，实现的爬壁功能，可使平台在任意作业平面上自由移动。所述的平台结构以及所实现的爬壁、实时追踪焊接功能，实现了一款新型的、成本低的、稳定的开架式水下作业机器人。
[0025]【附图说明】:
[0026]图1为六自由度水中移动平台的正视图，图中，2为圆柱形气囊，3为平台前端玻璃圆筒；
[0027]图2为六自由度水中移动平台的侧视图，图中，I为开架式机器人，4为挠性软管；
[0028]图3为六自由度水中移动平台的后视图，图中，12为焊接控制盒；
[0029]图4为六自由度水中移动平台的俯视图，图中，5为前视摄像头，14为垂直推进器，16为涵道；
[0030]图5为六自由度水中移动平台的仰视图，图中，6为下视摄像头，10为防水电机，13为焊枪，15为水平推进器，16为涵道，17为万向轮，19为照明装置；
[0031]图6为六自由度水中移动平台的焊接运动机构图，图中，7为横向丝杠，8为横向凹槽，9为竖向丝杠，11为竖向凹槽，18为电机外套筒和滚珠丝杠外套筒通过连接端盖相连接构成的连接件。
[0032]【具体实施方式】:
[0033]实施例1:
[0034]—种六自由度水中移动平台，其组成包括:开架式水下机器人(I);所述的开架式水下机器人(I)四周安装有四个圆柱形气囊(2)，然后通过软管(4)连接在平台前端的玻璃圆筒(3)中的电磁阀上，前视摄像头(5)与下视摄像头(6)，平台底部前端安装一横向丝杠
(7)，与横向丝杠(7)平行的另一侧安装一横向凹槽(8)，在横向丝杠(7)上安装一竖向丝杠
(9)，将竖向丝杠(9)一端驱动防水电机(10)固定在横向丝杠(7)上，另一端外盖嵌入横向凹槽(8)中，与竖向丝杠(9)一同运动的竖向凹槽(11)，竖向凹槽(11)中嵌入焊接控制盒(12)，焊枪(13)透过平台底部镂空区域伸出，通过控制开架式水下机器人(I)的运动姿态，可使平台附着在作业平面上，借助平台底部的万向轮(17)可以在作业平面上自由移动，在指定平面上完成焊接任务。
[0035]实施例2:
[0036]根据实施例1所述的六自由度水中移动平台的运动机构，所述的平台安装有两台垂直推进器(14)、四台水平推进器(15)，所述的四台水平推进器(15)采用四角对置方式布置;所述的推进器使用的是直流无刷内转子电机，并安装有减速箱，尾端与前端采用密封圈密封，出轴处使用骨架油封密封。
[0037]实施例3:
[0038]根据实施例1所述的六自由度水中移动平台的运动机构，所述的平台前端的玻璃圆筒(3)另一端连接岸上控制系统的图像处理设备和气栗;所述的电磁阀连接岸上气栗与平台四周圆柱形气囊(2)，实现平台的任意方向翻转。
[0039]实施例4:
[0040]根据实施例1所述的六自由度水中移动平台，所述的平台焊接机构位于平台底部镂空区域。
[0041 ] 实施例5:
[0042]根据实施例1所述的六自由度水中移动平台，所述的圆柱形气囊(2)采用承载能力高、具有高度抗揉压能力、端部抗暴设计新结构、耐久的抗老化能力和耐磨特性、高柔韧性和吸震能力的气囊，只有一端开孔通过O型圈密封，以挠性软管(4)连接气囊(2)与电磁阀；装有电磁阀的玻璃圆筒(3)两端均通过O型圈密封，两侧端盖开孔分别连接姿态控制的圆柱形气囊(2)与岸上控制系统。
[0043]实施例6:
[0044]根据实施例2所述的六自由度水中移动平台，所述的垂直推进器采用加涵道的