本发明涉及机械臂，具体为一种水下作业的分节机械臂及路径规划方法。
背景技术：
1、机械臂可以帮助人类潜入深海进行水下作业，目前被广泛应用于海洋资源的开发，包括用于海上石油天然气的勘探与采样、可再生能源工程以及在海洋科学领域与军事领域中的各类水下作业任务之中，水下机械臂的规划较大，一般能达到十几米甚至几十米，水下机械臂的研究综合了多类学科，包含机械结构设计，模式识别与智能控制等，还需结合水下密封技术、计算机技术、传感器融合等多种技术。
2、如专利公开号为：cn113172612a的“一种用于水下作业训练的大型机械臂”，包括：水下基座、肩回转关节、肩俯仰关节、肘俯仰关节、腕俯仰关节、腕偏航关节、腕回转关节、臂杆结构ⅰ、臂杆结构ⅱ和末端执行器；肩回转关节、肩俯仰关节、臂杆结构ⅰ、肘俯仰关节、臂杆结构ⅱ、腕俯仰关节、腕偏航关节、腕回转关节和末端执行器依次连接；肩回转关节竖直安装在水下基座上。
3、但现有技术中，人类在勘探深海领域时需要克服高强度水压，相对应的机械臂移动中需要克服水压阻力也就越大，深海作业的机械臂在路线移动中需要合理规划路径，以此得到更高的水下作业效率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种水下作业的分节机械臂及路径规划方法，以解决上述背景技术提出的人类在勘探深海领域时需要克服高强度水压，相对应的机械臂移动中需要克服水压阻力也就越大，深海作业的机械臂在路线移动中需要合理规划路径，以此得到更高的水下作业效率的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下作业的分节机械臂，包括基座和角度调节臂，所述角度调节臂的尾端由若干节第一分节臂和第二分节臂交错组成分节机械臂，且位于尾端的第二分节臂上安装有执行器，所述第一分节臂的内侧壁转动连接有丝杆，所述丝杆的外侧壁螺纹连接有转动座，所述转动座与第二分节臂的一端转动连接，所述第一分节臂的外侧壁安装有伺服电机二，所述伺服电机二与第一分节臂之间连接有定位轴，所述定位轴的外侧壁设置有压簧，所述第一分节臂与伺服电机二通过压簧连接，所述第二分节臂的外侧壁开设有定位槽，所述伺服电机二的输出端与定位槽插接。
3、优选的，所述角度调节臂的另一端与基座转动连接，所述角度调节臂的外侧壁安装有伺服电机一，所述伺服电机一的输出端固定连接有输出轴。
4、优选的，所述输出轴的外侧壁开设有活动键，所述活动键的内部滑动连接有键槽。
5、优选的，所述活动键的两端均设置电磁铁，并通过磁吸力控制活动键的位置。
6、优选的，所述第一分节臂的一端设置有分段旋转组件，所述丝杆的一端设置有联动组件，所述分段旋转组件包括旋转盘一和旋转盘二。
7、优选的，所述旋转盘二与第一分节臂固定连接，所述旋转盘一与旋转盘二转动连接，所述旋转盘一和旋转盘二的轴线处均开设有带槽轴孔。
8、优选的，所述联动组件包括旋转盘三、锥形齿轮一和锥形齿轮二，所述旋转盘三和锥形齿轮一通过轴固定连接，所述锥形齿轮一和锥形齿轮二相互啮合。
9、优选的，所述锥形齿轮二和丝杆固定连接，所述旋转盘三与旋转盘一之间传动连接有传动带。
10、优选的，所述第二分节臂的外侧壁设置电磁铁，所述第二分节臂通过电磁铁控制伺服电机二的输出端插入定位槽的深度。
11、本发明还公开了一种水下作业的分节机械臂的路径规划方法，包括以下步骤：
12、步骤一、计算目标位置：以基座为坐标原点，计算执行器由现有位置移动到目标位置过程中，在x、y、z轴上移动的距离；
13、步骤二、机械臂缩节：控制第二分节臂收缩到第一分节臂内部；
14、步骤三、方位粗调节：利用伺服电机一调节第一分节臂的角度，改变执行器的位置；
15、步骤四、机械臂分节延展：控制转动座向外滑动到伺服电机二位置，使第一分节臂和第二分节臂完全展开；
16、步骤五、方位精调节：利用伺服电机二调节第二分节臂的角度，控制执行器移动到目标位置。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18、1、本发明中，通过调节下方第二分节臂的角度，使得第一分节臂与第二分节臂处于同一轴线上，再将第二分节臂向后收缩，使得第二分节臂和执行器移动到高处，降低由高水压带来的阻力，同时缩小机械臂在水下移动时与水接触的表面积，进一步减低在水下作用移动的难度。
19、2、本发明中，通过计算执行器由现有位置移动到目标位置过程中，在x、y、z轴上移动的距离，将各个方向的移动距离划分为空间矢量叠加状态，分别计算各节机械臂需要摆动的位置，再由上至下逐节调节机械臂，减小下方机械臂的摆动幅度，降低了水下阻力对执行器位置调节的影响。
20、3、本发明中，通过电磁铁的磁吸力控制活动键移动到键槽内端，使得伺服电机一与旋转盘一键连接，此时伺服电机一通过输出轴带动旋转盘一旋转，使得旋转盘三带动锥形齿轮一旋转，锥形齿轮二带动丝杆旋转，利用丝杆与转动座的螺纹连接关系，控制转动座位置，利用另一端电磁铁的磁吸力控制活动键移动到键槽外端，使得伺服电机一带动旋转盘二旋转，最终让旋转盘二带动第一分节臂摆动，使得伺服电机一能够实现调节第二分节臂伸缩长度和第一分节臂旋转角度的双重功能，降低了电机使用成本。
1.一种水下作业的分节机械臂，包括基座(1)和角度调节臂(2)，其特征在于：所述角度调节臂(2)的尾端由若干节第一分节臂(4)和第二分节臂(5)交错组成分节机械臂，且位于尾端的第二分节臂(5)上安装有执行器(7)，所述第一分节臂(4)的内侧壁转动连接有丝杆(44)，所述丝杆(44)的外侧壁螺纹连接有转动座(45)，所述转动座(45)与第二分节臂(5)的一端转动连接，所述第一分节臂(4)的外侧壁安装有伺服电机二(6)，所述伺服电机二(6)与第一分节臂(4)之间连接有定位轴(61)，所述定位轴(61)的外侧壁设置有压簧(62)，所述第一分节臂(4)与伺服电机二(6)通过压簧(62)连接，所述第二分节臂(5)的外侧壁开设有定位槽(50)，所述伺服电机二(6)的输出端与定位槽(50)插接。
2.根据权利要求1所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述角度调节臂(2)的另一端与基座(1)转动连接，所述角度调节臂(2)的外侧壁安装有伺服电机一(3)，所述伺服电机一(3)的输出端固定连接有输出轴(30)。
3.根据权利要求2所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述输出轴(30)的外侧壁开设有活动键(32)，所述活动键(32)的内部滑动连接有键槽(31)。
4.根据权利要求3所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述活动键(32)的两端均设置电磁铁，并通过磁吸力控制活动键(32)的位置。
5.根据权利要求4所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述第一分节臂(4)的一端设置有分段旋转组件(42)，所述丝杆(44)的一端设置有联动组件(43)，所述分段旋转组件(42)包括旋转盘一(421)和旋转盘二(422)。
6.根据权利要求5所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述旋转盘二(422)与第一分节臂(4)固定连接，所述旋转盘一(421)与旋转盘二(422)转动连接，所述旋转盘一(421)和旋转盘二(422)的轴线处均开设有带槽轴孔(423)。
7.根据权利要求6所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述联动组件(43)包括旋转盘三(431)、锥形齿轮一(432)和锥形齿轮二(433)，所述旋转盘三(431)和锥形齿轮一(432)通过轴固定连接，所述锥形齿轮一(432)和锥形齿轮二(433)相互啮合。
8.根据权利要求7所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述锥形齿轮二(433)和丝杆(44)固定连接，所述旋转盘三(431)与旋转盘一(421)之间传动连接有传动带(41)。
9.根据权利要求8所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于：所述第二分节臂(5)的外侧壁设置电磁铁，所述第二分节臂(5)通过电磁铁控制伺服电机二(6)的输出端插入定位槽(50)的深度。
10.一种水下作业的分节机械臂的路径规划方法，使用了上述权利要求1-9中任意一项所述的一种水下作业的分节机械臂，其特征在于，包括以下步骤：
