六自由度水中移動平臺的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及水下機器人技術領域，特別是一種具有六自由度、具有穩定焊接功能的六自由度水中移動平臺。
【背景技術】
[0002]水下焊接機器人可以廣泛用于大型船舶、海洋勘探平臺、海洋鉆井平臺等的水下檢修、核電設施的維護、惡劣環境下的水中焊接作業等領域，具有廣闊的應用前景。水下焊接機器人應滿足適應多種環境、長時間穩定作業、足夠大的結構強度、便于維修等要求。目前的水下焊接機器人多為體積較大，缺乏靈活性的水下爬行機，而具有焊接功能的多自由度水中移動平臺還有待于進一步開發。現有的一種水下焊接實驗平臺只能進行人工遙控的直線焊接實驗，而不能完成任意焊縫的自動跟蹤焊接。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是針對多種操作環境下的不同作業要求，將水下機器人與水下爬行機的功能相結合，發明一種具有焊接功能的六自由度水中移動平臺。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0005]—種六自由度水中移動平臺，其組成包括:開架式水下機器人(I);所述的開架式水下機器人四周安裝有四個圓柱形氣囊(2)，然后通過軟管連接在平臺尾部的玻璃圓筒(3)中的電磁閥上，前視攝像頭(5)與下視攝像頭(6)，平臺底部前端安裝一橫向絲杠(7)，與橫向絲杠(7)平行的另一側安裝一橫向凹槽(8)，在橫向絲杠(7)上安裝一豎向絲杠(9)，將豎向絲杠(9)一端驅動電機(10)固定在橫向絲杠(7)上，另一端外蓋嵌入橫向凹槽(8)中，與豎向絲杠(9)一同運動的豎向凹槽(11)，豎向凹槽(11)中嵌入焊接控制盒(12)，焊槍(13)透過平臺底部鏤空區域伸出，通過控制開架式水下機器人(I)的運動姿態，可使平臺附著在作業平面上，借助平臺底部的萬向輪(17)可以在作業平面上自由移動，在指定平面上完成焊接任務。
[0006]所述的六自由度水中移動平臺的運動機構，所述的開架式水下機器人(I)安裝有兩臺垂直推進器(14)、四臺水平推進器(15)，所述的四臺水平推進器(15)采用四角對置方式布置。
[0007]所述的六自由度水中移動平臺的運動機構，所述的平臺尾部的玻璃圓筒(3)另一端連接岸上控制系統的圖像處理設備和氣栗;所述的電磁閥連接岸上氣栗與平臺四個圓柱形氣囊(2)。
[0008]所述的六自由度水中移動平臺，所述的平臺焊接機構位于平臺底部鏤空區域。
[0009]所述的六自由度水中移動平臺，所述的圓柱形氣囊(2)采用承載能力高、具有高度抗揉壓能力、端部抗暴設計新結構、耐久的抗老化能力和耐磨特性、高柔韌性和吸震能力的氣囊，只有一端開孔通過O型圈密封，以連接氣囊與電磁閥；裝有電磁閥的玻璃圓筒兩端均通過O型圈密封，兩側端蓋開孔分別連接姿態控制的圓柱形氣囊(2)與岸上控制系統。
[0010]所述的六自由度水中移動平臺，所述的推進器使用的是直流無刷內轉子電機，并安裝有減速箱，尾端與前端采用密封圈密封，出軸處使用骨架油封密封。
[0011]所述的六自由度水中移動平臺，所述的垂直推進器(14)采用加涵道的方式固定在平臺上，防水電機(10)與涵道(16)連接，涵道(16)與平臺本體連接。
[0012]所述的六自由度水中移動平臺，所述的水平推進器(15)通過不銹鋼箍固定于與平臺連接的涵道(16)上。
[0013]所述的六自由度水中移動平臺，所述的平臺焊接運動機構采用的XY軸運動機構，橫向運動行程由橫向絲杠(7 )與橫向凹槽(8 )構成，橫向絲杠(7 )的一端電機外套筒和滾珠絲杠外套筒通過連接端蓋相連接構成連接件(18)，該連接件(18)固定于平臺底部，豎向運動行程的電機一端通過軸承與橫向絲杠(7)連接，另一端的凸臺滑輪嵌入橫向凹槽(8)中，豎向絲杠(9)上的焊接控制盒(12)—端通過軸承與豎向絲杠(9)連接，另一端的凸臺滑輪嵌入豎向凹槽(11)中。
[0014]所述的六自由度水中移動平臺，所述的平臺焊接運動結構的防水電機(10)的線路用撓性軟管封套密封接入焊接控制盒(12)內。
[0015]所述的六自由度水中移動平臺，所述的平臺焊接機構通過焊接控制盒(12)完成，焊接控制盒包括焊接裝置、下視攝像頭(6)、照明裝置(19)。下視攝像頭(6)與照明裝置(19)固定在控制盒外側，焊槍(13 )通過平臺鏤空區域伸向平臺外側。
[0016]所述的六自由度水中移動平臺，所述的平臺上使用的攝像頭采用在前端使用3mm厚的有機玻璃，用密封圈的方式密封。
[0017]所述的六自由度水中移動平臺，所述的通過控制開架式水下機器人(I)的運動姿態，可使平臺附著在作業平面上，借助平臺底部的萬向輪(17)可以在作業平面上自由移動，在指定平面上完成焊接任務。萬向輪(17)位于平臺底部四角，支撐平臺在作業平面上移動。
[0018]本實用新型具有如下特點:
[0019]平臺采用框架式結構，材質輕盈、設計簡單、易于操作、成本低、工作穩定、壽命長，平臺結構組成明朗清晰，便于維修。
[0020]通過兩臺垂直推進器(14)、四臺水平推進器(15)實現六自由度運動。
[0021]通過控制開架式水下機器人(I)的運動姿態，可使平臺附著在作業平面上，借助平臺底部的萬向輪(17)可以在作業平面上自由移動，實現爬壁功能。
[0022]平臺主體采用開架式水下機器人(I)，重量輕，體積小巧，可完成狹窄區域作業的任務。
[0023]通過平臺底部安裝的焊接控制盒(12)可實現實時追蹤焊接功能。
[0024]六自由度水中移動平臺采用開架式結構，使平臺重量與體積極大減小，適應更多不同類型的作業區域，通過線纜控制平臺的各項結構，保證了平臺的實時追蹤焊接功能，提高了焊接質量。簡單的通過氣囊(2)完成平臺的翻轉，降低了成本，簡化了平臺的姿態控制。所述的平臺運動姿態控制方式結合萬向輪(17)，實現的爬壁功能，可使平臺在任意作業平面上自由移動。所述的平臺結構以及所實現的爬壁、實時追蹤焊接功能，實現了一款新型的、成本低的、穩定的開架式水下作業機器人。
[0025]【附圖說明】:
[0026]圖1為六自由度水中移動平臺的正視圖，圖中，2為圓柱形氣囊，3為平臺前端玻璃圓筒；
[0027]圖2為六自由度水中移動平臺的側視圖，圖中，I為開架式機器人，4為撓性軟管；
[0028]圖3為六自由度水中移動平臺的后視圖，圖中，12為焊接控制盒；
[0029]圖4為六自由度水中移動平臺的俯視圖，圖中，5為前視攝像頭，14為垂直推進器，16為涵道；
[0030]圖5為六自由度水中移動平臺的仰視圖，圖中，6為下視攝像頭，10為防水電機，13為焊槍，15為水平推進器，16為涵道，17為萬向輪，19為照明裝置；
[0031]圖6為六自由度水中移動平臺的焊接運動機構圖，圖中，7為橫向絲杠，8為橫向凹槽，9為豎向絲杠，11為豎向凹槽，18為電機外套筒和滾珠絲杠外套筒通過連接端蓋相連接構成的連接件。
[0032]【具體實施方式】:
[0033]實施例1:
[0034]—種六自由度水中移動平臺，其組成包括:開架式水下機器人(I);所述的開架式水下機器人(I)四周安裝有四個圓柱形氣囊(2)，然后通過軟管(4)連接在平臺前端的玻璃圓筒(3)中的電磁閥上，前視攝像頭(5)與下視攝像頭(6)，平臺底部前端安裝一橫向絲杠
(7)，與橫向絲杠(7)平行的另一側安裝一橫向凹槽(8)，在橫向絲杠(7)上安裝一豎向絲杠
(9)，將豎向絲杠(9)一端驅動防水電機(10)固定在橫向絲杠(7)上，另一端外蓋嵌入橫向凹槽(8)中，與豎向絲杠(9)一同運動的豎向凹槽(11)，豎向凹槽(11)中嵌入焊接控制盒(12)，焊槍(13)透過平臺底部鏤空區域伸出，通過控制開架式水下機器人(I)的運動姿態，可使平臺附著在作業平面上，借助平臺底部的萬向輪(17)可以在作業平面上自由移動，在指定平面上完成焊接任務。
[0035]實施例2:
[0036]根據實施例1所述的六自由度水中移動平臺的運動機構，所述的平臺安裝有兩臺垂直推進器(14)、四臺水平推進器(15)，所述的四臺水平推進器(15)采用四角對置方式布置;所述的推進器使用的是直流無刷內轉子電機，并安裝有減速箱，尾端與前端采用密封圈密封，出軸處使用骨架油封密封。
[0037]實施例3:
[0038]根據實施例1所述的六自由度水中移動平臺的運動機構，所述的平臺前端的玻璃圓筒(3)另一端連接岸上控制系統的圖像處理設備和氣栗;所述的電磁閥連接岸上氣栗與平臺四周圓柱形氣囊(2)，實現平臺的任意方向翻轉。
[0039]實施例4:
[0040]根據實施例1所述的六自由度水中移動平臺，所述的平臺焊接機構位于平臺底部鏤空區域。
[0041 ] 實施例5:
[0042]根據實施例1所述的六自由度水中移動平臺，所述的圓柱形氣囊(2)采用承載能力高、具有高度抗揉壓能力、端部抗暴設計新結構、耐久的抗老化能力和耐磨特性、高柔韌性和吸震能力的氣囊，只有一端開孔通過O型圈密封，以撓性軟管(4)連接氣囊(2)與電磁閥；裝有電磁閥的玻璃圓筒(3)兩端均通過O型圈密封，兩側端蓋開孔分別連接姿態控制的圓柱形氣囊(2)與岸上控制系統。
[0043]實施例6:
[0044]根據實施例2所述的六自由度水中移動平臺，所述的垂直推進器采用加涵道的