面向海产品打捞的水下作业机器人

摘要

本发明涉及一种水下机器人，具体涉及一种面向海产品打捞的水下作业机器人。为了解决现有水下机器人进行海产品打捞时控制难度大等问题，本发明的水下作业机器人包括机架以及固定于机架上的：螺旋桨推进器，其用于为水下作业机器人提供动力以驱动水下作业机器人在水下运动；仿生波动鳍推进器，其用于调整水下作业机器人的姿态以使水下机器人便于抓取海产品；机械臂，其包括驱动机构、传动机构和抓手，驱动机构通过所述传动机构驱动抓手执行抓取操作；控制器能够控制螺旋桨推进器、仿生波动鳍推进器以驱动和调整水下作业机器人的姿态，以及控制机械臂执行相应的抓取操作。本发明通过混合驱动的方式实现机架本体的快速巡游和低速下稳定的姿态调整。

权利要求

1.一种面向海产品打捞的水下作业机器人，其特征在于，所述水下作业机器人包括机架以及固定于所述机架上的：

螺旋桨推进器，其用于为所述水下作业机器人提供动力以驱动所述水下作业机器人在水下运动；所述螺旋桨推进器包括沿水平方向布置的用于提供前后推力的第一螺旋桨推进器和第二螺旋桨推进器，以及沿竖直方向布置的用于提供上下推力的第三螺旋桨推进器和第四螺旋桨推进器，所述第一螺旋桨推进器与所述第二螺旋桨推进器左右对称设置，所述第三螺旋桨推进器与所述第四螺旋桨推进器左右对称设置；

仿生波动鳍推进器，其用于调整所述水下作业机器人的姿态以使所述水下机器人便于抓取海产品；所述仿生波动鳍推进器包括沿水平方向布置的第一仿生波动鳍推进器和第二仿生波动鳍推进器，所述第一仿生波动鳍推进器与所述第二仿生波动鳍推进器左右对称设置；

所述第一螺旋桨推进器与所述第三螺旋桨推进器设置于所述第一仿生波动鳍推进器的下方，所述第二螺旋桨推进器与所述第四螺旋桨推进器设置于所述第二仿生波动鳍推进器的下方；

机械臂，其包括驱动机构、传动机构和抓手，所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述抓手执行抓取操作；所述机械臂还包括腰关节连接板和防水桶，所述腰关节连接板用于将所述机械臂固定到所述机架上，所述防水桶内设置有所述驱动机构；所述防水桶的上端设置有密封盖，所述密封盖上设置有第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮固定到所述腰关节连接板上，所述第二齿轮与所述驱动机构连接；所述防水桶的下端设置有滚珠轴承，所述传动机构连接在所述滚珠轴承与所述抓手之间；所述驱动机构能够驱动所述第二齿轮沿所述第一齿轮转动以带动所述防水桶旋转，以通过所述传动机构带动所述抓手转动；所述驱动机构包括腰关节舵机，所述腰关节舵机用于驱动所述第二齿轮转动以带动所述防水桶旋转；所述滚珠轴承下方的肩关节处设置有左轴承座和右轴承座；

所述传动机构包括设置于所述左轴承座和所述右轴承座之间的第一传动锥齿轮、与所述第一传动锥齿轮啮合的第二传动锥齿轮、与所述第二传动锥齿轮连接的第一旋转轴、第三传动锥齿轮、与所述第三传动锥齿轮啮合的第一惰轮、与所述第一惰轮啮合的第四传动锥齿轮、第七传动锥齿轮、与所述第七传动锥齿轮啮合的第二惰轮以及与所述第二惰轮啮合的第八传动锥齿轮；所述第一旋转轴通过肩关节固定件连接大臂连杆；所述第四传动锥齿轮与位于所述大臂连杆内的第二旋转轴固定连接，所述第二旋转轴的下端连接肘关节处的第五传动锥齿轮，所述第五传动锥齿轮与第六传动锥齿轮啮合，所述第六传动齿轮通过肘关节固定件连接小臂连杆，所述肘关节固定件固定在肘关节处的固定部上；所述第八传动锥齿轮与第三旋转轴固定连接，所述第三旋转轴的下端连接肘关节处的第九传动锥齿轮，所述第九传动锥齿轮与第十传动锥齿轮啮合，所述第十传动锥齿轮固定连接第一连杆，所述第一连杆与第二连杆铰接，所述第二连杆的末端为齿条结构；

所述抓手包括左抓手和右抓手，所述左抓手上具有左抓手齿轮，所述右抓手上具有右抓手齿轮，所述第二连杆末端的齿条分别与所述左抓手齿轮和所述右抓手齿轮啮合；所述驱动机构还包括抓手舵机，所述抓手舵机用于驱动所述第七传动锥齿轮以带动所述第三旋转轴旋转，进而带动所述第二连杆运动，并因此带动所述左抓手和所述右抓手的相对开合；

所述驱动机构还包括肘关节舵机和肩关节舵机，所述肘关节舵机用于驱动所述第三传动锥齿轮以带动所述第二旋转轴旋转，进而带动所述小臂连杆摆动；所述肩关节舵机用于驱动所述第一传动锥齿轮以带动所述第一旋转轴转动，并因此带动所述大臂连杆摆动；

控制器，所述控制器能够控制所述螺旋桨推进器以驱动所述水下作业机器人，同时控制所述仿生波动鳍推进器以调整所述水下作业机器人的姿态，以及控制所述驱动机构以使所述抓手执行相应的抓取操作。

2.根据权利要求1所述的面向海产品打捞的水下作业机器人，其特征在于，所述第一螺旋桨推进器和所述第二螺旋桨推进器通过第一支架固定于所述机架上；

所述第三螺旋桨推进器和所述第四螺旋桨推进器通过第二支架固定于所述机架上。

3.根据权利要求2所述的面向海产品打捞的水下作业机器人，其特征在于，所述第一仿生波动鳍推进器和所述第二仿生波动鳍推进器分别通过螺栓固定于所述机架上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的面向海产品打捞的水下作业机器人，其特征在于，所述水下作业机器人还包括视觉装置，所述视觉装置包括：单目相机，所述单目相机通过固定支架固定到所述机架上部，用于给所述水下作业机器人提供大视野范围；

双目相机，所述双目相机也通过固定支架固定到所述机架上部，用于定位待抓取海产品的三维坐标；

所述控制器能够根据所述视觉装置获取的信号控制所述螺旋桨推进器、仿生波动鳍推进器以及驱动机构执行相应的操作。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的面向海产品打捞的水下作业机器人，其特征在于，所述水下作业机器人还包括投放筐，所述投放筐固定在所述机架下方，用于盛放所述抓手抓取到的海产品；并且/或者，

所述控制器包括盒体，所述盒体固定在所述机架的上端，所述盒体内放置有工控机、电调模块和电源模块。

说明书

面向海产品打捞的水下作业机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水下机器人，具体涉及一种面向海产品打捞的水下作业机器人。

背景技术

[0002] 随着海洋资源的开发和利用，自主水下航行器(AUV)技术得到了越来越多人的关注。为了能够进一步完成自治的水下作业任务，水下潜器‑作业臂系统(UVMS)得到了极大的
发展。通过在自主水下航行器上搭载水下机械臂，实现水下作业，例如：水下物品的打捞，开
关阀门等。目前海产品的打捞主要靠潜水员携带的作业工具。潜水员海产品的打捞存在局
限性，一方面潜水员不能长时间在水下作业，另一方面海域中存在一些潜水员无法到达的
地方，限制潜水员的水下作业空间。

[0003] 虽然水下作业已经得到了人们越来越多的关注，但是通过水下机器人进行海产品的捕捞还处于研究阶段。水下海产品的捕捞存在许多困难，一方面是养殖海域环境比较复
杂，水下作业机器人的运动会受到许多阻碍。另一方面，通过视觉识别水下海产品也面临许
多挑战。传统的基于螺旋桨推进的水下作业机器重量比较大(100kg以上)，螺旋桨推进器在
低速状态下控制难度较大，并且大型的水下作业机器人不适合在浅水区域对海产品进行捕
捞。

[0004] 因此，本发明提出了一种面向海产品打捞的水下作业机器人来解决上述问题。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术的上述问题，即为了解决现有水下机器人进行海产品打捞时控制难度大等问题，本发明提出了一种面向海产品打捞的水下作业机器人，所述水下作业机
器人包括机架以及固定于所述机架上的：螺旋桨推进器，其用于为所述水下作业机器人提
供动力以驱动所述水下作业机器人在水下运动；仿生波动鳍推进器，其用于调整所述水下
作业机器人的姿态以使所述水下机器人便于抓取海产品；机械臂，其包括驱动机构、传动机
构和抓手，所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述抓手执行抓取操作；控制器，所述控制
器能够控制所述螺旋桨推进器以驱动所述水下作业机器人，同时控制所述仿生波动鳍推进
器以调整所述水下作业机器人的姿态，以及控制所述驱动机构以使所述抓手执行相应的抓
取操作。

[0006] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述螺旋桨推进器包括沿水平方向布置的用于提供前后推力的第一螺旋桨推进器和第二螺旋桨推进器，以及
沿竖直方向布置的用于提供上下推力的第三螺旋桨推进器和第四螺旋桨推进器；所述第一
螺旋桨推进器和所述第二螺旋桨推进器通过第一支架固定于所述机架上；所述第三螺旋桨
推进器和所述第四螺旋桨推进器通过第二支架固定于所述机架上。

[0007] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述仿生波动鳍推进器包括沿水平方向布置的第一仿生波动鳍推进器和第二仿生波动鳍推进器；所述第一仿
生波动鳍推进器和所述第二仿生波动鳍推进器分别通过螺栓固定于所述机架上。

[0008] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述机械臂还包括腰关节连接板和防水桶，所述腰关节连接板用于将所述机械臂固定到所述机架上，所述防
水桶内设置有所述驱动机构；所述防水桶的上端设置有密封盖，所述密封盖上设置有第一
齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮固定到所述腰关节连接板上，所
述第二齿轮与所述驱动机构连接；所述防水桶的下端设置有滚珠轴承，所述传动机构连接
在所述滚珠轴承与所述抓手之间；所述驱动机构能够驱动所述第二齿轮沿所述第一齿轮转
动以带动所述防水桶旋转，并因此通过所述传动机构带动所述抓手转动。

[0009] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述驱动机构包括腰关节舵机，所述腰关节舵机用于驱动所述第二齿轮转动以带动所述防水桶旋转。

[0010] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述滚珠轴承下方的肩关节处设置有左轴承座和右轴承座，所述传动机构包括设置于所述左轴承座和所述右
轴承座之间的第一传动锥齿轮、与所述第一传动锥齿轮啮合的第二传动锥齿轮以及与所述
第二传动锥齿轮连接的第一旋转轴，所述第一旋转轴通过肩关节固定件连接大臂连杆，所
述驱动机构还包括肩关节舵机，所述肩关节舵机用于驱动所述第一传动锥齿轮以带动所述
第一旋转轴转动，并因此带动所述大臂连杆摆动。

[0011] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述传动机构还包括设置于所述左轴承座和所述右轴承座之间的第三传动锥齿轮、与所述第三传动锥齿轮啮
合的第一惰轮以及与所述第一惰轮啮合的第四传动锥齿轮，所述第四传动锥齿轮与位于所
述大臂连杆内的第二旋转轴固定连接，所述第二旋转轴的下端连接肘关节处的第五传动锥
齿轮，所述第五传动锥齿轮与第六传动锥齿轮啮合，所述第六传动齿轮通过肘关节固定件
连接小臂连杆，所述肘关节固定件固定在所述肘关节处的固定部上；所述驱动机构还包括
肘关节舵机，所述肘关节舵机用于驱动所述第三传动锥齿轮以带动所述第二旋转轴旋转，
进而带动所述小臂连杆摆动。

[0012] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述传动机构还包括设置于所述左轴承座和所述右轴承座之间的第七传动锥齿轮、与所述第七传动锥齿轮啮
合的第二惰轮以及与所述第二惰轮啮合的第八传动锥齿轮，所述第八传动锥齿轮与第三旋
转轴固定连接，所述第三旋转轴的下端连接肘关节处的第九传动锥齿轮，所述第九传动锥
齿轮与第十传动锥齿轮啮合，所述第十传动锥齿轮固定连接第一连杆，所述第一连杆与第
二连杆铰接，所述第二连杆的末端为齿条结构；所述抓手包括左抓手和右抓手，所述左抓手
上具有左抓手齿轮，所述右抓手上具有右抓手齿轮，所述第二连杆末端的齿条分别与所述
左抓手齿轮和所述右抓手齿轮啮合；所述驱动机构还包括抓手舵机，所述抓手舵机用于驱
动所述第七传动锥齿轮以带动所述第三旋转轴旋转，进而带动所述第二连杆运动，并因此
带动所述左抓手和所述右抓手的相对开合。

[0013] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述水下作业机器人还包括视觉装置，所述视觉装置包括：单目相机，所述单目相机通过固定支架固定到所述
机架上部，用于给所述水下作业机器人提供大视野范围；双目相机，所述双目相机也通过固
定支架固定到所述机架上部，用于定位待抓取海产品的三维坐标；所述控制器能够根据所
述视觉装置获取的信号控制所述螺旋桨推进器、仿生波动鳍推进器以及驱动机构执行相应
的操作。

[0014] 在上述面向海产品打捞的水下作业机器人的优选实施方式中，所述水下作业机器人还包括投放筐，所述投放筐固定在所述机架下方，用于盛放所述抓手抓取到的海产品；并
且/或者，所述控制器包括盒体，所述盒体固定在所述机架的上端，所述盒体内放置有工控
机、电调模块和电源模块。

[0015] 本发明的水下作业机器人通过螺旋桨推进器和仿生波动鳍推进器实现机架本体的快速巡游和低速下稳定的姿态调整。具体而言，利用螺旋桨推进器的较大推进力，可以实
现水下作业机器人在水平面的前进、后退、转弯运动以及竖直平面的上升下潜运动，从而使
水下作业机器人实现快速巡游和趋近海产品的目的；利用仿生波动鳍推进器较平稳的推进
力，能够实现水下作业机器人的水平面的姿态平稳调整，使其具有一个合适的抓取海产品
的姿态。换言之，通过对螺旋桨推进器和仿生波动鳍推进器的协调控制能够使水下作业机
器人实现对海产品的快速抓取。此外，轻量化的水下机械臂能够实现复杂环境的海产品的
抓取，减小了对机架本体造成的扰动。进一步通过视觉装置能够实现水下海产品的识别和
定位，提高水下海产品的抓取效率。

附图说明

[0016] 图1是本发明水下作业机器人的整体结构爆炸示意图；

[0017] 图2是本发明水下作业机器人的后视图；

[0018] 图3是本发明水下作业机器人的机械臂的整体结构示意图；

[0019] 图4是本发明水下作业机器人的机械臂上半部分的内部结构示意图；

[0020] 图5是本发明水下作业机器人的机械臂中间部分的内部结构示意图；

[0021] 图6是本发明水下作业机器人的机械臂的抓手部分的内部结构示意图；

[0022] 图7是本发明水下作业机器人的内部结构示意图。

[0023] 附图标号：

[0024] 1‑机架；2‑螺旋桨推进器；A1‑第一螺旋桨推进器；A2‑第二螺旋桨推进器；A3‑第三螺旋桨推进器；A4‑第四螺旋桨推进器；3‑仿生波动鳍推进器；B1‑第一仿生波动鳍推进器；
B2‑第二仿生波动鳍推进器；4‑机械臂4；5‑控制器；6‑连接板；70‑固定支架；71‑单目相机；
72‑双目相机；721‑第一目镜；722‑第二目镜；8‑投放筐；21‑第一支架；22‑第二支架；

[0025] 41‑腰关节连接板；42‑防水桶；431‑腰关节舵机；432‑肩关节舵机；433‑肘关节舵机；434‑抓手舵机；44‑密封盖；45‑滚珠轴承；46‑左轴承座；47‑右轴承座；401‑大臂连杆；
402‑小臂连杆；49‑抓手；491‑左抓手；4911；左抓手齿轮；492‑右抓手；4921‑右抓手齿轮；
51‑盒体；52‑工控机；53‑电调模块；54‑电源模块；

[0026] 48‑1‑第一传动锥齿轮；48‑2‑第二传动锥齿轮；48‑3‑第三传动锥齿轮；48‑4‑第四传动锥齿轮；48‑5‑第五传动锥齿轮；48‑6‑第六传动锥齿轮；48‑7‑第七传动锥齿轮；48‑8‑
第八传动锥齿轮；48‑9‑第九传动锥齿轮；48‑10‑第十传动锥齿轮；48‑11‑第一惰轮；48‑12‑
第二惰轮；48‑21‑第一旋转轴；48‑22‑第二旋转轴；48‑31‑肩关节固定件；48‑32‑肘关节固
定件；48‑33‑固定部；48‑41‑第一连杆；48‑42‑第二连杆。

具体实施方式

[0027] 为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部
实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并
非旨在限制本发明的保护范围。

[0028] 首先参照图1，图1是本发明水下作业机器人的整体结构爆炸示意图。如图1所示，本发明的水下作业机器人包括机架1以及固定于机架1上的螺旋桨推进器2、仿生波动鳍推
进器3、机械臂4和控制器5。其中，螺旋桨推进器2用于为水下作业机器人提供动力以驱动水
下作业机器人在水下运动；仿生波动鳍推进器3用于调整水下作业机器人的姿态以使水下
机器人便于抓取海产品；机械臂4包括驱动机构、传动机构和抓手，驱动机构通过传动机构
驱动抓手执行抓取操作(下文对机械臂4的具体结构作进一步说明)；控制器5能够控制螺旋
桨推进器2以驱动水下作业机器人，同时控制仿生波动鳍推进器3以调整水下作业机器人的
姿态，以及控制驱动机构以使抓手执行相应的抓取操作。本发明设计的水下作业机器人采
用了混合驱动(即利用螺旋桨推进器2和仿生波动鳍推进器3混合驱动)的方式，这样一来，
利用螺旋桨推进器2的较大推进力，可以实现水下作业机器人在水平面的前进、后退、转弯
运动以及竖直平面的上升下潜运动，从而使水下作业机器人实现快速巡游和趋近海产品的
目的；利用仿生波动鳍推进器3较平稳的推进力，能够实现水下作业机器人的水平面的姿态
平稳调整，使其具有一个合适的抓取海产品的姿态。换言之，通过对螺旋桨推进器2和仿生
波动鳍推进器3的协调控制能够使水下作业机器人实现对海产品的快速抓取。

[0029] 作为示例，本发明的螺旋桨推进器2设置为四个，仿生波动鳍推进器3设置为两个。具体地，参照图2，图2是本发明水下作业机器人的后视图。如图2所示，本发明的螺旋桨推进
器2包括沿水平方向布置的用于提供前后推力的第一螺旋桨推进器A1和第二螺旋桨推进器
A2，以及沿竖直方向布置的用于提供上下推力的第三螺旋桨推进器A3和第四螺旋桨推进器
A4。其中，第一螺旋桨推进器A1和第二螺旋桨推进器A2左右对称设置，第三螺旋桨推进器A3
和第四螺旋桨推进器A4也左右对称设置。第一螺旋桨推进器A1和第二螺旋桨推进器A2可以
使水下作业机器人在水平方向上前进(如同时提供向前的推力)、后退(如同时提供向后的
推力)或转弯(如一个提供向前的推力、一个提供向后的推力)，第三螺旋桨推进器A3和第四
螺旋桨推进器A4可以使水下作业机器人在竖直方向上上升(如同时提供向上的推力)或下
潜(如同时提供向下的推力)。从而使水下作业机器人实现快速巡游和趋近海产品的目的。
作为一种具体的实施方式，返回参照图1，第一螺旋桨推进器A1和第二螺旋桨推进器A2通过
第一支架21固定于机架1上；第三螺旋桨推进器A3和第四螺旋桨推进器A4通过第二支架22
固定于机架1上。

[0030] 继续参照图2，仿生波动鳍推进3包括沿水平方向布置的第一仿生波动鳍推进器B1和第二仿生波动鳍推进器B2。其中，第一仿生波动鳍推进器B1和第二仿生波动鳍推进器B2
左右对称设置。通过左右对称设置的两个仿生波动鳍推进3可以实现对水下作业机器人的
姿态进行调整，使水下作业机器人获得一个平稳且合适的姿态以抓取海产品。作为一种具
体的实施方式，返回参照图1，第一仿生波动鳍推进器B1和第二仿生波动鳍推进器B2分别通
过螺栓固定于机架1上。具体的，可以在两个仿生波动鳍推进3上设置螺纹孔，然后在机架1
上设置于该螺纹孔匹配的孔，利用螺栓将仿生波动鳍推进3固定到机架1上。

[0031] 下面参照图3‑6对本发明的机械臂的结构作进一步详细说明。图3是本发明水下作业机器人的机械臂的整体结构示意图；图4是本发明水下作业机器人的机械臂上半部分的
内部结构示意图；图5是本发明水下作业机器人的机械臂中间部分的内部结构示意图；图6
是本发明水下作业机器人的机械臂的抓手部分的内部结构示意图。

[0032] 如图3‑6所示，机械臂4包括的上半部分包括腰关节连接板41和防水桶42，腰关节连接板41用于将机械臂4固定到机架1上，防水桶42内设置有驱动机构；防水桶42的上端设
置有密封盖44，密封盖44上设置有第一齿轮441以及与第一齿轮441啮合的第二齿轮442，第
一齿轮441固定到腰关节连接板41上，第二齿轮442与腰关节舵机431连接；防水桶42的下端
设置有滚珠轴承45，传动机构连接在滚珠轴承45与抓手46之间。

[0033] 驱动机构包括腰关节舵机431，腰关节舵机431用于驱动第二齿轮转动，由于第二齿轮442固定地设置在密封盖44上且与第一齿轮441啮合，而第一齿轮441在腰关节连接板
41上固定不动，这样一来，当腰关节舵机431输出的动力传递至第二齿轮442时，第二齿轮
442会绕第一齿轮441转动并带动防水桶42旋转。

[0034] 滚珠轴承45下方的肩关节处设置有左轴承座46和右轴承座47，传动机构包括设置于左轴承座46和右轴承座47之间的第一传动锥齿轮48‑1、与第一传动锥齿轮48‑1啮合的第
二传动锥齿轮48‑2以及与第二传动锥齿轮48‑2连接的第一旋转轴48‑21，第一旋转轴48‑21
通过肩关节固定件48‑31连接大臂连杆48‑41。驱动机构还包括肩关节舵机432，肩关节舵机
432用于驱动第一传动锥齿轮48‑1转动，第一传动锥齿轮48‑1带动与其啮合的第二传动锥
齿轮48‑2转动，第二传动锥齿轮48‑2带动与其固定连接的第一旋转轴48‑21转动，第一旋转
轴48‑21带动与其固定连接的大臂连杆401摆动。其中，第一旋转轴48‑21连接在左轴承座46
和右轴承座47之间，并能够相对于左轴承座46和右轴承座47转动。

[0035] 进一步，传动机构还包括设置于左轴承座46和右轴承座47之间的第三传动锥齿轮48‑3、与第三传动锥齿轮48‑3啮合的第一惰轮48‑11以及与第一惰轮48‑11啮合的第四传动
锥齿轮48‑4。第四传动锥齿轮48‑4与位于大臂连杆401内的第二旋转轴48‑22固定连接，第
二旋转轴48‑22的下端连接肘关节处的第五传动锥齿轮48‑5，第五传动锥齿轮48‑5与第六
传动锥齿轮48‑6啮合，第六传动齿轮48‑6通过肘关节固定件48‑32连接小臂连杆402，肘关
节固定件48‑32固定在肘关节处的固定部48‑33上。驱动机构还包括肘关节舵机433，肘关节
舵机433用于驱动第三传动锥齿轮48‑3转动，第三传动锥齿轮48‑3带动与其啮合的第一惰
轮48‑11转动，第一惰轮48‑11带动与其啮合的第四传动锥齿轮48‑4转动，第四传动锥齿轮
48‑4带动第二旋转轴48‑22转动，第二旋转轴48‑22带动与其连接的第五传动锥齿轮48‑5转
动，第五传动锥齿轮48‑5带动与其啮合的第六传动锥齿轮48‑6转动，第六传动锥齿轮48‑6
带动小臂连杆402摆动。

[0036] 进一步，传动机构还包括设置于左轴承座46和右轴承座47之间的第七传动锥齿轮48‑7、与第七传动锥齿轮48‑7啮合的第二惰轮48‑12以及与第二惰轮48‑12啮合的第八传动
锥齿轮48‑8。第八传动锥齿轮48‑8与第三旋转轴(位于大臂连杆401内，图中未示出)固定连
接，该第三旋转轴的下端连接肘关节处的第九传动锥齿轮48‑9，第九传动锥齿轮48‑9与第
十传动锥齿轮48‑10啮合，第十传动锥齿轮48‑10固定连接第一连杆48‑41，第一连杆48‑41
与第二连杆48‑42铰接，第二连杆48‑42的末端为齿条结构。机械臂4的抓手49包括左抓手
491和右抓手492，左抓手491上具有左抓手齿轮4911，右抓手492上具有右抓手齿轮4921，第
二连杆48‑42末端的齿条分别与左抓手齿轮4911和右抓手齿轮4921啮合。

[0037] 驱动机构还包括抓手舵机434，抓手舵机434用于驱动第七传动锥齿轮48‑7转动，第七传动锥齿轮48‑7带动与其啮合的第二惰轮48‑12转动，第二惰轮48‑12带动与其啮合的
第八传动锥齿轮48‑8转动，第八传动锥齿轮48‑8带动与其连接的第三旋转轴旋转，第三旋
转轴带动与其连接的第九传动锥齿轮48‑9转动，第九传动锥齿轮48‑9带动与其连接的第十
传动锥齿轮48‑10转动，第十传动锥齿轮48‑10带动第一连杆48‑41以及与第一连杆48‑41铰
接的第二连杆48‑42运动，进而使得第二连杆48‑42末端的齿轮带动与其啮合的左抓手齿轮
4911和右抓手齿轮4921运动，从而实现抓手的开合。

[0038] 如上所述，本发明设计的机械手4，将驱动机构放置于防水桶42内，这样可以避免机械手在水下作业时有水进入到驱动机构，从而影响驱动机构的性能。驱动机构分别通过
腰关节舵机431、肩关节舵机432、肘关节舵机433和抓手舵机434分别相应的锥齿轮，通过锥
齿轮、惰轮、旋转轴之间的配合进行动力传送，以实现大臂连杆401、小臂连杆402的摆动以
及抓手的开合，从而使机械手可以灵活地控制抓取海产品。另外，为了更牢固地固定机械手
4，返回参照图1，将机械手4再通过连接板6固定到机架1上，这样可以进一步增加机械手4的
稳定性。

[0039] 在一种具体的实施方式中，继续参照图1，本发明的水下作业机器人还包括视觉装置，该视觉装置包括单目相机71和双目相机72。其中，单目相机71通过固定支架70固定到机
架1上部，用于给水下作业机器人提供大视野范围；双目相机72包括第一目镜721和第二目
镜722，该双目相机72也通过固定支架70固定到机架1上部，用于定位待抓取海产品的三维
坐标。这样一来，在水下作业机器人作业的过程中可以通过视觉装置准确识别和定位待抓
取海产品的三维坐标，控制器5能够根据该视觉装置获取的信号控制螺旋桨推进器2、仿生
波动鳍推进器3以及驱动机构执行相应的操作，以便于水下作业机器人抓取海产品，从而提
高水下作业机器人抓取海产品的效率。

[0040] 优选地，继续参照图1，本发明的水下作业机器人还包括投放筐8，投放筐8固定在机架1的下方，用于盛放抓手抓取到的海产品。作为示例，该投放筐8可以是上方开口的圆盆
状，其可以焊接与机架1的下方，以便于抓手将抓到的海产品放入到该投放筐8内。

[0041] 本发明的控制器5可以自动控制水下作业机器人，也可以通过接收遥控器的控制信号来控制水下作业机器人。作为一种示例，参照图7，图7是本发明水下作业机器人的内部
结构示意图。如图7所示，本发明的控制器5包括盒体51、盒体51固定在机架1的上端。盒体51
内放置有工控机52、电调模块53和电源模块54。关于控制器5的具体控制电路在此不再进行
详细描述，本领域技术人员可以根据实际情况灵活地设计控制电路。

[0042] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本
发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些
更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。