可拆卸式水下机器人的制作方法

1.本发明涉及水下设备技术领域，尤其是涉及一种可拆卸式水下机器人。


背景技术：

2.水下机器人以及水下机器人配套设施是多种现代高技术及其系统集成的产物，对于我国海洋经济、海洋产业、海洋开发和海洋高科技具有特殊的重要意义。
3.水下机器人rov执行水下任务时会搭载各种外设，或者作业工具，由于作业场景不同，需要rov以不同的状态进行勘探任务，即水下机器人rov在不同作业场景需要携带不同的传感器和作业工具。
4.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的水下机器人，通常将各种外设、作业工具集成在一起，导致水下机器人体积大、笨重，运动性能降低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可拆卸式水下机器人，以解决现有技术中存在的水下机器人需要将多种外设、作业工具集成到一起，体积大、影响运动性能的技术问题
。
本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
7.本发明提供的可拆卸式水下机器人，包括机器人本体和拓展架，其中：
8.所述拓展架用于贴壁或贴底行走，和/或，所述拓展架上设置有作业设备；
9.所述机器人本体和所述拓展架两者中，其中之一上设置有插入部，其中另一上设置有承接部，所述插入部伸入所述承接部内能将所述机器人本体和所述拓展架对接到位，对接到位的所述机器人本体和所述拓展架可拆卸连接。
10.优选的，所述插入部包括导向柱，所述承接部包括卡槽，所述导向柱设置于所述机器人本体的底部，所述卡槽设置于所述拓展架的顶部，所述卡槽的敞口向上；或者，所述卡槽设置于所述机器人本体的底部，所述卡槽的敞口向下，所述导向柱设置于所述拓展架的顶部。
11.优选的，所述卡槽为与所述导向柱的外轮廓匹配的弧形槽，所述卡槽用于限制所述导向柱在所述拓展架的长度方向上移位。
12.优选的，所述导向柱沿所述机器人本体的宽度方向延伸，用于定位同一根所述导向柱的所述卡槽沿所述拓展架的宽度方向间隔布置；所述导向柱沿所述机器人本体的长度方向间隔布置，用于定位不同所述导向柱的所述卡槽沿所述拓展架的长度方向间隔布置。
13.优选的，所述机器人本体和所述拓展架两者中，其中之一上设置有扣槽，其中另一上设置有锁夹，所述机器人本体和所述拓展架对接到位后，所述锁夹能与所述扣槽锁和，从而使所述机器人本体和所述拓展架相锁接。
14.优选的，所述锁夹包括固定本体、手柄和扣环，其中：所述固定本体固定于所述拓展架上，所述手柄与所述固定本体转动连接，且所述手柄与所述扣环固定连接，所述扣环搭
卡接于所述扣槽上时，转动所述手柄能将所述机器人本体和所述拓展架相锁接。
15.优选的，所述可拆卸式水下机器人还包括限位板，所述限位板固定于所述拓展架上，所述机器人本体与所述拓展架对接到位时，所述限位板与所述机器人本体相抵靠，以限制所述机器人本体在所述拓展架的宽度方向上移位。
16.优选的，所述限位板设置于所述拓展架的边侧，并用以与所述机器人本体的侧壁相抵靠；
17.或者，所述限位板位于所述拓展架内，所述机器人本体上设置有定位块，所述限位板并用以与所述定位块相抵靠。
18.优选的，所述拓展架包括机械臂拓展架和履带拓展架，所述机械臂拓展架上设置有作业设备；所述履带拓展架用于贴壁或贴底行走。
19.优选的，所述机器人本体的顶部设置有固定浮材，所述机器人本体的底部、所述拓展架的上部设置有预留空间，用于安装负载浮块。
20.本发明提供的可拆卸式水下机器人，与现有技术相比，具有如下有益效果：
21.机器人本体和拓展架通过插入部、承接部的配合结构实现对接定位，便于每一种拓展架与机器人本体快速安装实现下水作业，且由于机器人本体和拓展架可拆卸连接，能够将装载有不同作业设备或者贴壁贴底行走的不同的拓展架固定于机器人本体上，不同的拓展架与机器人本体可以随意拆卸组合，适用不同作业场景，无需将多种作业设备集成在一个机器人上，便于减轻水下机器人的重量、减小水下机器人的体积，便于操控和勘探。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是机器人本体的结构示意图；
24.图2是图1中a处的局部放大图；
25.图3是其中一种机械臂拓展架的结构示意图；
26.图4是其中一种履带拓展架的结构示意图；
27.图5是锁夹的结构示意图；
28.图6是机器人本体与其中一种机械臂拓展架的装配结构示意图；
29.图7是机器人本体与其中一种履带拓展架的装配结构示意图；
30.图8是图7中b处的局部放大图。
31.图中1、机器人本体；11、导向柱；12、定位块；13、扣槽；2、机械臂拓展架；3、履带拓展架；4、卡槽；5、锁夹；51、固定本体；52、手柄；53、扣环；6、限位板。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有
其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.本发明实施例提供了一种可拆卸式水下机器人，无需将多种作业设备集成在一个机器人上，便于减轻水下机器人的重量、减小水下机器人的体积，便于操控和勘探。
35.下面结合图1-图8对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
36.如图1、图3、图4、图6和图7所示，本实施例提供了一种可拆卸式水下机器人，包括机器人本体1和拓展架(拓展架包括机械臂拓展架2和履带拓展架3)，其中：拓展架用于贴壁或贴底行走(履带拓展架3)，和/或，拓展架上设置有作业设备(机械臂拓展架2)；机器人本体1和拓展架两者中，其中之一上设置有插入部，其中另一上设置有承接部，插入部伸入承接部内能将机器人本体1和拓展架对接到位，对接到位后的机器人本体1和拓展架可拆卸连接。参见图1、图3和图4所示，本实施例中机器人本体1上设置有插入部，拓展架上设置有承接部。
37.本实施例的可拆卸式水下机器人，机器人本体1和拓展架通过插入部、承接部的配合结构实现对接定位，便于每一种拓展架与机器人本体1快速安装实现下水作业，且由于机器人本体1和拓展架可拆卸连接，能够将装载有不同作业设备或者贴壁贴底行走的不同的拓展架固定于机器人本体1上，不同的拓展架与机器人本体1可以随意拆卸组合，适用不同作业场景，无需将多种作业设备集成在一个机器人上，便于减轻水下机器人的重量、减小水下机器人的体积，便于操控和勘探。
38.作为可选地实施方式，参见图1所示，插入部包括导向柱11，参见图3和图4所示，承接部包括卡槽4，导向柱11设置于机器人本体1的底部，卡槽4设置于拓展架(拓展架包括机械臂拓展架2和履带拓展架3)的顶部，卡槽4的敞口向上。或者，可替换的，卡槽4设置于机器人本体1的底部，卡槽4的敞口向下，导向柱11设置于拓展架的顶部(图中未示出)。
39.本实施例中参见图1、图3、图4和图8所示，当需要对接机器人本体1和拓展架时，使导向柱11插入卡槽4内，将接机器人本体1和拓展架定位，便于将接机器人本体1和拓展架连接。
40.参见图3和图4所示，卡槽4为与导向柱11的外轮廓匹配的弧形槽，卡槽4用于限制导向柱11在拓展架的长度方向上移位，如图8所示。
41.上述卡槽4的形状与导向柱11的外轮廓适配，当导向柱11插入卡槽4内时，受到卡槽4的限位作用，导向柱11无法在拓展架的长度方向上移位，便于将接机器人本体1和拓展架连接。
42.作为可选地实施方式，参见图1所示，导向柱11沿机器人本体1的宽度方向延伸，参见图3和图4所示，用于定位同一根导向柱11的卡槽4沿拓展架的宽度方向间隔布置。可通过设置两个及两个以上卡槽4固定同一根导向柱11，便于提高两者之间的稳定性，提高定位效果。
43.作为可选地实施方式，参见图1所示，导向柱11沿机器人本体1的长度方向间隔布置，参见图3和图4所示，用于定位不同导向柱11的卡槽4沿拓展架的长度方向间隔布置。通过多根导向柱11及与对应导向柱11配合的卡槽4，能够使机器人本体1稳定于拓展架对接，进一步防止机器人本体1在拓展架的长度方向上移位。
44.连接机器人本体1和拓展架之前，为了进一步提高防止机器人本体1在拓展架上移位，保证对接的准确性，作为可选地实施方式，参见图3、图4所示，可拆卸式水下机器人还包括限位板6，限位板6固定于拓展架上，机器人本体1与拓展架对接到位时，限位板6与机器人本体1相抵靠，以限制机器人本体1在拓展架的宽度方向上移位。
45.上述限位板6与机器人本体1相抵靠能够限制机器人本体1在拓展架的宽度方向上移位。限位板6、卡槽4的结构，与机器人本体1相配合，能够限制机器人本体1在拓展架的宽度方向、长度方向上移位(或者说限制拓展架在机器人本体1的宽度方向、长度方向上移位)，使机器人本体1与拓展架准确对接，便于机器人本体1与拓展架连接。
46.作为可选地实施方式，参见图3、图4、图6和图7所示，拓展架包括机械臂拓展架2和履带拓展架3，机械臂拓展架2上设置有作业设备；机械臂拓展架2上可以设置一种或多种作业设备；履带拓展架3用于贴壁或贴底行走。
47.可以根据不同的作业场景更换不同的拓展架，防止所有作业设备集成在一个机器人上导致体积大、笨重。
48.作为可选地实施方式，参见图3所示，对于机械臂拓展架而言，限位板6设置于拓展架的边侧，并用以与机器人本体1的侧壁相抵靠，如图6所示；或者，参见图4所示，对于履带拓展架3而言，由于履带拓展架3的侧部为履带，不便于设置限位板6，因此，参见图4，履带拓展架3的限位板6位于履带拓展架3内，参见图1，机器人本体1上设置有定位块12，定位块12固定于导向柱11上，扣槽13设置于定位块12上，参见图7和图8所示，限位板6并用以与定位块12相抵靠。
49.参见图4和图8所示，履带拓展架3上卡槽4设置于履带拓展架3的限位板6上，能够通过该结构的限位板6与机器人本体1配合，同时实现防止机器人本体1在拓展架长度方向、宽度方向上的移位，结构紧凑。
50.当机器人本体1和拓展架对接到位后，机器人本体1和拓展架可拆卸连接，可以通过螺钉、螺栓等的方式，为了实现机器人本体1和拓展架更迅速固定装配，作为可选地实施方式，参见图1、图3和图4所示，机器人本体1和拓展架两者中，其中之一上设置有扣槽13，其中另一上设置有锁夹5，机器人本体1和拓展架对接到位后，锁夹5能与扣槽13锁和，从而使机器人本体1和拓展架相锁接。
51.本实施例中，如图1，机器人本体1上设置扣槽13，如图3和图4，拓展架上设置锁夹5，为了清楚的看到锁夹5与扣槽13的配合结构，将机器人本体1上的扣槽13显示在了图中，当机器人本体1和拓展架对接到位后，能够通过锁夹5与扣槽13的配合结构，实现机器人本体1和拓展架的快速装配固定，防止拓展架出现偏心或者腾空状态。
52.作为可选地实施方式，参见图5所示，锁夹5包括固定本体51、手柄52和扣环53，其中：固定本体51固定于拓展架上，手柄52与固定本体51转动连接，且手柄52与扣环53固定连接，扣环53搭卡接于扣槽13上时，转动手柄52能将机器人本体1和拓展架相锁接。其中，扣环53与手柄52上螺纹连接，可以调节扣环53的有效长度，便于适应固定本体51与扣槽13之间
的距离。
53.本实施例中，当拓展架平稳放到地面上，手柄52、扣环53自然下垂，使用吊机吊着机器人本体1从上而下缓慢放到拓展架上，吊放过程中通过导向环与卡槽4、限位板6与机器人本体1的侧壁(或限位板6与机器人本体1的定位块12)相互配合，防止机器人本体1在拓展架长度方向、宽度方向上移动，使机器人本体1准确与拓展架对接，随即将手柄52翻折向上，扣环53锁紧扣槽13，依次对角线方向锁紧四个锁夹5，即可完成拓展架与机器人本体1的快速安装。
54.本实施例的可拆卸式水下机器人，机器人本体1的顶部设置有固定浮材，机器人本体1的底部、拓展架的上部预留空间，用于安装负载浮块。负载浮块安装方便，无需拆卸其他部件，在对应位置通过螺栓、螺钉等锁紧件固定即可。
55.负载浮块安装到机器人本体底部时，由于固定浮材位于机器人本体的顶部，如此设置，整体的浮心点上移，能够将可拆卸式水下机器人的重浮心距离增大，使得机器人有较大的回转力矩，在水下能快速回到平稳状态。负载浮块安装到拓展架上时，由于固定浮材位于机器人本体的顶部，如此设置，整体的浮心点下移，能够使可拆卸式水下机器人整体的重浮心距离减小，拓展架可以为零浮状态(拉进重浮心位置)，并且重浮心的垂向跟机器人本体1基本保持一致，使得机器人本体1安装后姿态控制不受较大影响；可以实现rov的翻滚和横滚以及悬停。
56.当可拆卸式机器人不需要携带外设或者作业工具时，机器人本体简化为最基本结构即未装负载浮材状态。如果增加作业工具，例如前端增加机械臂，只需相应增加前端配平浮力的负载浮材即可，这个状态无需再加其他铅块来平衡设备，整个设备预留了40kg负载的负载浮材，机器人本体、拓展架都可以安装，无需改变整体结构和外形尺寸。
57.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种可拆卸式水下机器人，其特征在于，包括机器人本体和拓展架，其中：所述拓展架用于贴壁或贴底行走，和/或，所述拓展架上设置有作业设备；所述机器人本体和所述拓展架两者中，其中之一上设置有插入部，其中另一上设置有承接部，所述插入部伸入所述承接部内能将所述机器人本体和所述拓展架对接到位，对接到位的所述机器人本体和所述拓展架可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述插入部包括导向柱，所述承接部包括卡槽，所述导向柱设置于所述机器人本体的底部，所述卡槽设置于所述拓展架的顶部，所述卡槽的敞口向上；或者，所述卡槽设置于所述机器人本体的底部，所述卡槽的敞口向下，所述导向柱设置于所述拓展架的顶部。3.根据权利要求2所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述卡槽为与所述导向柱的外轮廓匹配的弧形槽，所述卡槽用于限制所述导向柱在所述拓展架的长度方向上移位。4.根据权利要求2所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述导向柱沿所述机器人本体的宽度方向延伸，用于定位同一根所述导向柱的所述卡槽沿所述拓展架的宽度方向间隔布置；所述导向柱沿所述机器人本体的长度方向间隔布置，用于定位不同所述导向柱的所述卡槽沿所述拓展架的长度方向间隔布置。5.根据权利要求1所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述机器人本体和所述拓展架两者中，其中之一上设置有扣槽，其中另一上设置有锁夹，所述机器人本体和所述拓展架对接到位后，所述锁夹能与所述扣槽锁和，从而使所述机器人本体和所述拓展架相锁接。6.根据权利要求5所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述锁夹包括固定本体、手柄和扣环，其中：所述固定本体固定于所述拓展架上，所述手柄与所述固定本体转动连接，且所述手柄与所述扣环固定连接，所述扣环搭卡接于所述扣槽上时，转动所述手柄能将所述机器人本体和所述拓展架相锁接。7.根据权利要求1所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述可拆卸式水下机器人还包括限位板，所述限位板固定于所述拓展架上，所述机器人本体与所述拓展架对接到位时，所述限位板与所述机器人本体相抵靠，以限制所述机器人本体在所述拓展架的宽度方向上移位。8.根据权利要求7所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述限位板设置于所述拓展架的边侧，并用以与所述机器人本体的侧壁相抵靠；或者，所述限位板位于所述拓展架内，所述机器人本体上设置有定位块，所述限位板并用以与所述定位块相抵靠。9.根据权利要求1所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述拓展架包括机械臂拓展架和履带拓展架，所述机械臂拓展架上设置有作业设备；所述履带拓展架用于贴壁或贴底行走。10.根据权利要求1所述的可拆卸式水下机器人，其特征在于，所述机器人本体的顶部设置有固定浮材，所述机器人本体的底部、所述拓展架的上部设置有预留空间，用于安装负载浮块。

技术总结
本发明提供了一种可拆卸式水下机器人，涉及水下设备技术领域，解决了下机器人需要将多种外设、作业工具集成到一起，体积大、影响运动性能的技术问题。该可拆卸式水下机器人，包括机器人本体和拓展架，拓展架用于贴壁或贴底行走，和/或，拓展架上设置有作业设备；机器人本体和拓展架两者中，其中之一上设置有插入部，其中另一上设置有承接部，插入部伸入承接部内能将机器人本体和拓展架对接到位，对接到位后的机器人本体和拓展架可拆卸连接。不同的拓展架与机器人本体可以随意拆卸组合，适用不同作业场景，无需将多种作业设备集成在一个机器人上，便于减轻水下机器人的重量、减小水下机器人的体积，便于操控和勘探。便于操控和勘探。便于操控和勘探。


技术研发人员：熊明磊 张枭 王老虎 郭震
受保护的技术使用者：博雅工道（北京）机器人科技有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/9/22