一种用于海产捕捞的水下机器人系统

本申请涉及一种用于海产捕捞的水下机器人系统，属于海产捕捞。

背景技术：

1、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。

2、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系统应时代所需而生，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系统，用以提高海产捕捞效率、降低捕捞人员工作强度。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种用于海产捕捞的水下机器人系统，以解决传统海产捕捞投喂所面临的诸多问题。本申请一种用于海产捕捞的水下机器人系统具有自动化程度高、捕捉效率高、适应性强等优点。

2、为了实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

3、一种用于海产捕捞的水下机器人系统，包括捕捞机械手系统、机器人系统基座、机器人系统驱动部分、收集笼；

4、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；

5、其中，旋转马达b的一端安装在机器人系统基座上，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；

6、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；

7、机器人系统基座内部安装有动力模块、控制板卡模块、压力传感器模块；

8、机器人系统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；

9、其中，驱动螺旋桨，包括驱动螺旋桨外壳、螺旋桨固定机构、螺旋桨桨叶、螺旋桨叶轴、螺旋桨电机；在螺旋桨转向电机上安装有驱动螺旋桨外壳，在驱动螺旋桨外壳中心安装有螺旋桨电机，在螺旋桨电机外围安装有螺旋桨叶轴，在螺旋桨叶轴四周分布有螺旋桨桨叶，螺旋桨外壳与螺旋桨电机之间通过螺旋桨固定机构连接；

10、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系统基座顶部。

11、优选的，所述捕捞机械手，包括机械手夹子、连杆、齿轮盘a、机械手手掌、机械手固定座、机械手旋转电机、齿轮盘b、销钉；在机械手基板下方安装有机械手旋转电机，在机械手旋转电机下方安装有两个机械手固定座，在两个机械手固定座之间安装有两个机械手手掌，在机械手手掌一侧安装有齿轮盘a、齿轮盘b以及两个连杆，在机械手手掌另一侧安装有四个连杆；连杆的末端安装有两个机械手夹子，并通过销钉进行固定。

12、优选的，所述水产收集笼的材料为铝合金。铝合金具有较强的耐腐蚀性，且相较于其他金属材料密度较低，具有优秀的铸造性能和塑性加工型能；相较于非金属材料，铝合金的强度高于大部分非金属材料，重量较轻、强度较好。

13、按照本申请提供的一种用于海产捕捞的水下机器人系统，与现有技术相比具有如下优点：

14、1.本申请捕捞机器人系统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，本申请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，同时在捕捞机器人系统运动过程中可以减少水体对机器人系统的阻力，降低了能量消耗。

15、2.本申请中的机器人系统驱动部分利用螺旋桨转向电机改变驱动螺旋桨，控制驱动螺旋桨处于指定转速与角度，完成特定方向的前进、转弯、上升、下潜等指令；当水产收集笼收集满时，螺旋桨转向电机控制驱动螺旋桨全部转向下方，驱动捕捞机器人系统上升至水面，便于养殖户对机器人系统进行收回。

16、3.本申请中的驱动螺旋桨包括驱动螺旋桨外壳、螺旋桨固定机构、螺旋桨桨叶、螺旋桨叶轴、螺旋桨电机；具有体积小、可靠性高、成本低等优点，可以实现精准调速与高效率运转，在水底暗流涌动的环境中可以实现可靠运转。

17、4.本申请捕捞机器人系统采用四推进器结构设计，保证捕捞机器人系统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，本申请还包括压力传感器，能够对水压进行测定，便于确定所处水域深度。

技术特征：

1.一种用于海产捕捞的水下机器人系统，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)；

2.根据权利要求1所述的用于海产捕捞的水下机器人系统，其特征在于：所述捕捞机械手(101)，包括机械手夹子(1011)、连杆(1012)、齿轮盘a(1013)、机械手手掌(1014)、机械手固定座(1015)、机械手旋转电机(1016)、齿轮盘b(1017)、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a(1013)、齿轮盘b(1017)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。

3.根据权利要求1所述的用于海产捕捞的水下机器人系统，其特征在于：所述水产收集笼(401)的材料为铝合金。

技术总结
本申请涉及一种用于海产捕捞的水下机器人系统，属于海产捕捞技术领域。该机器人系统包括捞机械手系统、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系统，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
受保护的技术使用者：北京工商大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12