1.一种机器人协作收放装置,其特征在于:包括吊架构件、横摇补偿装置、升沉补偿装置、纵摇补偿装置以及机械臂收放装置;
所述吊架构件包括第一横梁和第二横梁,所述第一横梁穿设在第二横梁内部固定;
所述横摇补偿装置为水平放置的第一摆动油缸和第二摆动油缸,所述第一摆动油缸和第二摆动油缸穿过安装板设置,安装板固定于第二横梁的底部,第一摆动油缸和第二摆动油缸的外端部分别通过螺栓与绞车支架连接,绞车支架的底部设有中间平台;
所述升沉补偿装置为升沉补偿绞车,所述升沉补偿绞车安装于绞车支架的中间平台上,绞车支架下方设有吊接头;
所述纵摇补偿装置为第一伺服液压缸和第二伺服液压缸,所述第一伺服液压缸和第二伺服液压缸斜置于绞车支架与吊接头之间,第一伺服液压缸和第二伺服液压缸分别通过销轴与绞车支架、吊接头连接,绞车支架下方延伸有两块延伸连接板,两块延伸连接板通过销轴与吊接头连接,第一伺服液压缸和第二伺服液压缸上分别装有第一线位移传感器和第二线位移传感器,所述第一线位移传感器和第二线位移传感器连接运动控制器,所述吊接头上方一侧装有位姿测量传感器,所述位姿测量传感器通过信号线连接运动控制器;
所述机械臂收放装置具有视觉伺服机械臂,所述视觉伺服机械臂安装于吊接头侧边,吊接头上方另一侧设有吊环,吊环上钩有挂钩,挂钩末端连接缆绳,所述吊环与视觉伺服机械臂设于吊接头同一侧;
所述吊接头下方中间位置安装吊头导向支架,吊头导向支架下方设有防碰撞底板,所述防碰撞底板与吊接头之间连接有对称布置的四个弹性缓冲装置,四个弹性缓冲装置分布于吊头导向支架的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种机器人协作收放装置,其特征在于:所述绞车支架具有侧边架和中间平台,绞车支架的侧边架与第一摆动油缸、第二摆动油缸连接,侧边架与中间平台间连接有第一加强筋板,绞车支架的中间平台的中间开有缆绳通孔;所述吊接头上对称设有数个第二加强筋板。
3.根据权利要求1所述的一种机器人协作收放装置,其特征在于:所述第一伺服液压缸和第二伺服液压缸与绞车支架相连的两个连接点位于半径为R1的圆周上,第一伺服液压缸和第二伺服液压缸与吊接头相连的两个连接点位于半径为R2的圆周上,第一伺服液压缸和第二伺服液压缸对称布置,且R2
4.根据权利要求1所述的一种机器人协作收放装置,其特征在于:所述弹性缓冲装置由中心支撑柱、弹簧、弹性缓冲装置上外壳、弹性缓冲装置下外壳组成,其中,所述中心支撑柱顶部通过螺栓与吊接头连接,中心支撑柱的下方柱体外部套设有弹簧,所述弹性缓冲装置上外壳与弹性缓冲装置下外壳之间通过凸台卡扣,中心支撑柱与弹簧伸进弹性缓冲装置上外壳和弹性缓冲装置下外壳内部,弹性缓冲装置下外壳固定于下方的防碰撞底板上。
5.根据权利要求1所述的一种机器人协作收放装置,其特征在于:所述吊头导向支架由安装支架、一对横向导轮、一对边侧导轮组成,所述安装支架安装固定于吊接头的底部,安装支架上设有支撑杆,一对横向导轮横向套设于支撑杆上,一对边侧导轮分别通过支撑杆安装于吊头导向支架上,一对边侧导轮分别设于一对横向导轮的下方两侧。
6.一种权利要求1所述的一种机器人协作收放装置的收放方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、通过位姿测量传感器测量船体的横摇、纵摇和升沉的运动姿态值并实时传输给运动控制器,运动控制器根据波浪补偿值的反解算法计算出横摇、纵摇和升沉的补偿值,根据补偿值转换为第一摆动油缸和第二摆动油缸的旋转角度、第一伺服液压缸和第二伺服液压缸的线位移以及升沉补偿绞车的补偿速度,实现三自由度补偿;
B、当有横摇运动时,运动控制器解算出相应的摆动角度后控制相对布置的第一摆动油缸和第二摆动油缸动作,此时第一伺服液压缸和第二伺服液压缸不动作,升沉补偿绞车正常工作;当有纵摇运动时,运动控制器解算出第一伺服液压缸和第二伺服液压缸的线位移后控制第一伺服液压缸和第二伺服液压缸动作,此时第一摆动油缸和第二摆动油缸不动作,升沉补偿绞车正常工作;当有升沉运动时,运动控制器解算出补偿速度,与原来的速度相加得到新的速度,运动控制器控制升沉补偿绞车动作,第一摆动油缸和第二摆动油缸、第一伺服液压缸和第二伺服液压缸均不动作;
C、通过安装在母船上的双目相机,识别在收放装置上的吊环和无人潜水器吊耳的圆形特征,测得吊环位置、无人潜水器吊耳位置、视觉伺服机械臂底座位置、视觉伺服机械臂末端位置,得到吊环与无人潜水器吊耳的变化矩阵,计算二者与视觉伺服机械手末端夹爪距离,反解变化矩阵得到视觉伺服机械臂关节转动的角度,运动控制器控制视觉伺服机械臂从吊环上取下挂钩后钩在无人潜水器吊耳上,之后回归侧边位置避免影响无人潜水器的收放,无人潜水器收放完成后,双目相机测得吊环位置、无人潜水器吊耳位置,计算二者与视觉伺服机械手末端夹爪距离,反解视觉伺服机械臂关节转动角度,控制视觉伺服机械臂取下无人潜水器吊耳上的挂钩挂在吊环上,回归原始位置后整个收放过程结束。