一种可扩展式挂载装置和水下机器人的制作方法

本发明涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种可扩展式挂载装置和水下机器人。

背景技术：

人类当今正面临着人口、资源和环境三大难题，随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，人类消耗的自然资源越来越多，陆地上的资源正在日益减少，为了生存和发展，海洋开发势在必行。海洋占地球表面积的71％，拥有14亿立方公里的体积，在海底及海洋中，蕴藏着极其丰富的生物资源及矿产资源，洋底的探测和太空探测类似，同样具有极强的吸引力、挑战性。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。

水下机器人造价不菲且一款水下机器人可负载的能力是一个范围性的，因此，一台水下机器人需要搭载不同传感器等负载执行不同类型的水下任务是不可避免的。在不同水域、不同作业条件下，所需挂载的传感器等载荷不尽相同，这对挂载结构根据载荷的可柔性调节有了更高的需求。然而，目前水下机器人挂载结构多为固定不可活动式，难以适用于不同尺寸和/或重量的负载。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提出一种可扩展式挂载装置和水下机器人，解决了现有技术中水下机器人挂载结构多为固定不可活动式，难以适用于不同尺寸和/或重量负载的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的可扩展式挂载装置，包括负载固定机构和支架机构，其中，所述负载固定机构包括至少两组固定组件，每组所述固定组件包括两块固定板，两块所述固定板之间用于放置待挂载负载；所述支架机构包括第一支架组件和第二支架组件，并且所述第一支架组件和所述第二支架组件彼此垂直；至少两组所述固定组件可滑动的设置于所述第一支架组件上，并且每组所述固定组件中的两块所述固定板可滑动的设置于所述第二支架组件上，并通过至少两组所述固定组件之间距离的调整和/或每组所述固定组件中的两块所述固定板之间距离的调整实现不同负载的挂载。

根据一个优选实施方式，所述负载固定机构包括两组固定组件，每组所述固定组件包括第一固定板和第二固定板，其中，所述第一固定板和所述第二固定板的中部设置有v型缺口，并且所述第一固定板和所述第二固定板的v型缺口彼此相对设置。

根据一个优选实施方式，所述第一支架组件包括两根x向轴，每组所述固定组件的第一固定板可滑动的设置于所述x向轴上；所述第二支架组件包括四根z向轴，每组所述固定组件中的第一固定板和/或第二固定板可滑动的设置于所述z向轴上。

根据一个优选实施方式，所述x向轴的两端分别与两组所述固定组件的第一固定板的两端间隙配合，所述第一固定板的上端面设置有第一滚花平头螺钉，并通过所述第一滚花平头螺钉与所述x向轴的抵接而限制所述x向轴旋转。

根据一个优选实施方式，所述第一支架组件还包括限位环，位于所述第一固定板两侧的所述限位环套接于所述x向轴上，所述限位环上设置有第一开口槽，所述第一开口槽与所述限位环上用于安装所述x向轴的安装孔连通，并且所述第一开口槽内设置有一锁紧螺钉，并通过所述锁紧螺钉的旋转使所述第一开口槽发生形变将所述第一固定板与所述x向轴固定。

根据一个优选实施方式，所述第二固定板与所述z向轴的一端固定连接，所述第一固定板可滑动的设置于所述z向轴上，并通过所述第一固定板在所述z向轴上的滑动实现所述第一固定板和所述第二固定板之间距离的调整。

根据一个优选实施方式，所述第二支架组件还包括第二滚花平头螺钉，所述第一固定板的两端设置有第二开口槽，所述第二开口槽与所述第一固定板上用于安装所述z向轴的安装孔连通，并且所述第二滚花平头螺钉设置于所述第二开口槽上，并通过所述第二滚花平头螺钉的旋转使所述第二开口槽发生形变将所述第一固定板与所述z向轴固定。

根据一个优选实施方式，所述固定板上还设置有第三滚花平头螺钉，所述待挂载负载放置于两块所述固定板之间后，通过所述第三滚花平头螺钉与所述待挂载负载的抵接而将所述待挂载负载固定于两块所述固定板之间。

根据一个优选实施方式，所述支架机构还包括固定于x向轴两端的连接支架，所述连接支架上设置有支架安装孔，使得所述连接支架能够通过螺钉穿过所述支架安装孔而将可扩展式挂载装置固定于水下机器人上。

本发明的水下机器人，包括本体和本发明任一技术方案所述的可扩展式挂载装置，其中，所述本体上设置有质心线，所述的可扩展式挂载装置参照所述质心线可拆卸的设置于所述本体上；所述本体上还设置有用于提供电能和/或进行信号传输的接口，所述接口为耐压水密接头。

本发明的可扩展式挂载装置和水下机器人至少具有如下有益技术效果：

本发明的可扩展式挂载装置，包括负载固定机构和支架机构，负载固定机构包括至少两组固定组件，支架机构包括第一支架组件和第二支架组件，至少两组固定组件可滑动的设置于第一支架组件上，并且每组固定组件中的两块固定板可滑动的设置于第二支架组件上，使得可扩展式挂载装置可以通过至少两组固定组件之间距离的调整和/或每组固定组件中的两块固定板之间距离的调整实现不同负载的挂载，即本发明的可扩展式挂载装置，可以根据待挂载负载的尺寸和/或重量调节至少两组固定组件之间的距离和/或每组固定组件中的两块固定板之间的距离，从而使得挂载装置可以用于不同尺寸和/或重量待挂载负载的挂载，解决了现有技术中水下机器人挂载结构多为固定不可活动式，难以适用于不同尺寸和/或重量负载的技术问题。

本发明的水下机器人，具有本发明任一技术方案的可扩展式挂载装置，可以根据待挂载负载的尺寸和/或重量调节至少两组固定组件之间的距离和/或每组固定组件中的两块固定板之间的距离，从而使得挂载装置可以用于不同尺寸和/或重量待挂载负载的挂载。

本发明的水下机器人，本体上设置有质心线，安装挂载装置时参照质心线，可以保证可扩展式挂载装置的质心与其基本重合，保持水下机器人的稳定性。

本发明的水下机器人，本体上还设置有接口，接口为耐压水密接头，即可通过本体上的接口为负载提供电能和/或进行信号传输。

附图说明

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。

图1是本发明可扩展式挂载装置的一个优选实施方式示意图；

图2是本发明可扩展式挂载装置挂载小型负载的示意图；

图3是本发明可扩展式挂载装置挂载中型负载的示意图；

图4是本发明可扩展式挂载装置挂载大型负载的示意图；

图5是本发明水下机器人的一个优选实施方式示意图；

图6是本发明水下机器人的一个优选实施方式剖视图。

图中：1、待挂载负载；21、第一固定板；211、第二开口槽；212、第三滚花平头螺钉；22、第二固定板；31、x向轴；311、第一滚花平头螺钉；32、z向轴；321、限位螺钉；33、限位环；331、第一开口槽；34、第二滚花平头螺钉；35、连接支架；351、支架安装孔；352、螺母；36、平头紧定螺钉；4、本体；41、质心线；42、接口。

具体实施方式

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。

实施例1

本实施例结合图1～4对本发明的可扩展式挂载装置进行详细说明。

本实施例的可扩展式挂载装置，包括负载固定机构和支架机构。其中，负载固定机构包括至少两组固定组件，每组固定组件包括两块固定板，两块固定板之间用于放置待挂载负载1。支架机构包括第一支架组件和第二支架组件，并且第一支架组件和第二支架组件彼此垂直。至少两组固定组件可滑动的设置于第一支架组件上，并且每组固定组件中的两块固定板可滑动的设置于第二支架组件上，并通过至少两组固定组件之间距离的调整和/或每组固定组件中的两块固定板之间距离的调整实现不同负载的挂载。优选的，待挂载负载1例如是各种类型的传感器。

本发明的可扩展式挂载装置，包括负载固定机构和支架机构，负载固定机构包括至少两组固定组件，支架机构包括第一支架组件和第二支架组件，至少两组固定组件可滑动的设置于第一支架组件上，并且每组固定组件中的两块固定板可滑动的设置于第二支架组件上，使得可扩展式挂载装置可以通过至少两组固定组件之间距离的调整和/或每组固定组件中的两块固定板之间距离的调整实现不同负载的挂载，即本发明的可扩展式挂载装置，可以根据待挂载负载1的尺寸和/或重量调节至少两组固定组件之间的距离和/或每组固定组件中的两块固定板之间的距离，从而使得挂载装置可以用于不同尺寸和/或重量待挂载负载1的挂载，解决了现有技术中水下机器人挂载结构多为固定不可活动式，难以适用于不同尺寸和/或重量负载的技术问题。

根据一个优选实施方式，负载固定机构包括两组固定组件，每组固定组件包括第一固定板21和第二固定板22，如图1所示。优选的，第一固定板21和第二固定板22的中部设置有v型缺口，并且第一固定板21和第二固定板22的v型缺口彼此相对设置。本实施例优选技术方案通过第一固定板21和第二固定板22上的v型缺口可将待挂载负载1卡住，以增强待挂载负载1的稳固性。不限于此，第一固定板21和第二固定板22相对的一面也可以设置为与待挂载负载1的外表面相匹配的结构，从而使得第一固定板21和第二固定板22与待挂载负载1的外表面相贴合，从而实现对待挂载负载1的卡接。

根据一个优选实施方式，第一支架组件包括两根x向轴31，每组固定组件的第一固定板21可滑动的设置于x向轴31上，如图1所示。第二支架组件包括四根z向轴32，每组固定组件中的第一固定板21和/或第二固定板22可滑动的设置于z向轴32上，如图1所示。即本实施例优选技术方案的可扩展式挂载装置可通过至少一组固定组件的第一固定板21在x向轴31上的滑动实现两组固定组件的第一固定板21之间距离的调节；还可通过每组固定组件中的第一固定板21和/或第二固定板22在z向轴32上的滑动实现第一固定板21和第二固定板22之间距离的调节。

图2～4分别示出了可扩展式挂载装置挂载小型、中型和大型负载的示意图。如图2～4所示，当挂载小型负载时，两组固定组件之间的距离较近，每组固定组件中的第一固定板21和第二固定板22之间的距离也较近；当挂载中型负载时，两组固定组件之间的距离，以及每组固定组件中的第一固定板21和第二固定板22之间的距离均大于挂载小型负载时的距离；当挂载大型负载时，两组固定组件之间的距离，以及每组固定组件中的第一固定板21和第二固定板22之间的距离均大于挂载中型负载时的距离。

根据一个优选实施方式，x向轴31的两端分别与两组固定组件的第一固定板21的两端间隙配合，第一固定板21的上端面设置有第一滚花平头螺钉311，并通过第一滚花平头螺钉311与x向轴31的抵接而限制x向轴31旋转，如图1所示。本实施例优选技术方案的x向轴31包括两根，两根x向轴31的两端分别与两组固定组件的第一固定板21的两端间隙配合，再通过旋紧第一滚花平头螺钉311，使其与x向轴31上端抵接，从而可以限制x向轴31旋转。

根据一个优选实施方式，第一支架组件还包括限位环33，位于第一固定板21两侧的限位环33套接于x向轴31上，如图1所示。优选的，限位环33上设置有第一开口槽331，第一开口槽331与限位环33上用于安装x向轴31的安装孔连通，并且第一开口槽331内设置有一锁紧螺钉，并通过锁紧螺钉的旋转使第一开口槽331发生形变将第一固定板21与x向轴31固定，如图1所示。本实施例优选技术方案的限位环33套接于x向轴31上，并且第一固定板21的两侧各1个，限位环33上设置有第一开口槽331，通过旋紧锁紧螺钉可使第一开口槽331向内变形锁紧x向轴31和第一固定板21。即本实施例优选技术方案通过限位环33可以限制x向轴31的轴向移动，将第一固定板21与x向轴31固定连接。

根据一个优选实施方式，第二固定板22与z向轴32的一端固定连接，第一固定板21可滑动的设置于z向轴32上，并通过第一固定板21在z向轴32上的滑动实现第一固定板21和第二固定板22之间距离的调整。优选的，z向轴32的下端与第二固定板22为螺纹连接。具体的，z向轴32的下端设置外螺纹，旋入第二固定板22上的螺纹孔内即可将第二固定板22固定于z向轴32的下端。本实施例优选技术方只需调节第一固定板21在z向轴32上的位置即可实现第一固定板21和第二固定板22之间距离的调整。优选的，z向轴32的另一端设置有限位螺钉321，通过限位螺钉321可以防止第一固定板21在z向轴32上滑动时滑出z向轴32。

根据一个优选实施方式，第二支架组件还包括第二滚花平头螺钉34，如图1所示。优选的，第一固定板21的两端设置有第二开口槽211，第二开口槽211与第一固定板21上用于安装z向轴32的安装孔连通，并且第二滚花平头螺钉34设置于第二开口槽211上，并通过第二滚花平头螺钉34的旋转使第二开口槽211发生形变将第一固定板21与z向轴32固定，如图1所示。本实施例优选技术方案第一固定板21的两端设置有第二开口槽211，通过旋紧第二滚花平头螺钉34可使第二开口槽211向内变形锁紧第一固定板21和与z向轴32。即本实施例优选技术方案通过第二开口槽211和第二滚花平头螺钉34，可限制第一固定板21在z向轴32上滑动，从而将第一固定板21固定在z向轴32上。

优选的，第二支架组件还包括平头紧定螺钉36，第一固定板21上设置有螺纹孔，通过平头紧定螺钉36与z向轴32的抵接可进一步限制第一固定板21在z向轴32上滑动，从而可进一步增强第一固定板21与z向轴32固定的稳固性。即本实施例优选技术方案通过第二滚花平头螺钉34和平头紧定螺钉36的双重作用，可使第一固定板21稳固的固定于z向轴32上。

根据一个优选实施方式，固定板上还设置有第三滚花平头螺钉212，待挂载负载1放置于两块固定板之间后，通过第三滚花平头螺钉212与待挂载负载1的抵接而将待挂载负载1固定于两块固定板之间，如图1所示。本实施例优选技术方案通过第三滚花平头螺钉212，可进一步将待挂载负载1进行固定。即本实施例优选技术方案通过第一固定板21和第二固定板22的卡接以及第三滚花平头螺钉212与待挂载负载1的抵接而对待挂载负载1进行固定，可增强待挂载负载1固定的稳固性。

根据一个优选实施方式，支架机构还包括固定于x向轴31两端的连接支架35，连接支架35上设置有支架安装孔351，使得连接支架35能够通过螺钉穿过支架安装孔351而将可扩展式挂载装置固定于水下机器人上，如图1所示。优选的，连接支架35为2个，x向轴31的两端设置有轴间和外螺纹，并且连接支架35通过螺母352固定于x向轴31的两端。

本实施例的可扩展式挂载装置具有结构紧凑、质轻、耐深海水压能力强和组合装配便捷多样等优势。

实施例2

本实施例结合图2～6对本发明的水下机器人进行详细说明。

本实施例的水下机器人包括本体4和实施例1中任一技术方案的可扩展式挂载装置，如图5所示。优选的，本体4上设置有质心线41，可扩展式挂载装置参照质心线41可拆卸的设置于本体4上，如图6所示。优选的，本体4上还设置有用于提供电能和/或进行信号传输的接口42，接口42为耐压水密接头，如图5所示。

本实施例的水下机器人，具有实施例1中任一技术方案的可扩展式挂载装置，可以根据待挂载负载1的尺寸和/或重量调节至少两组固定组件之间的距离和/或每组固定组件中的两块固定板之间的距离，从而使得挂载装置可以用于不同尺寸和/或重量负载的挂载。

本实施例的水下机器人，本体4上设置有质心线41，安装挂载装置时参照质心线41，可以保证可扩展式挂载装置的质心与其基本重合，保持水下机器人的稳定性。

本实施例的水下机器人，本体4上还设置有接口42，接口42为耐压水密接头，即可通过本体4上的接口42为负载提供电能和/或进行信号传输。

一般来说水下机器人可负载的能力是一个范围性的，负载的范围性包括重量、体积和质心三个因素。

优选的，负载重量的范围性变化通过水下机器人内部的浮力调节机构进行调节。具体的，负载重量增加，浮力调节机构增大水下机器人自身浮力；负载重量减少，浮力调节机构减小水下机器人自身浮力。更优选的，浮力调节机构为现有技术的结构，在此不再赘述。

优选的，负载体积的范围性变化通过实施例1中任一技术方案的可扩展式挂载装置进行调节。如图2～4所示，负载的x方向尺寸缩小，调整挂载装置x向轴31固定点的位置向内收；负载的x方向尺寸增大，调整挂载装置x向轴31固定点的位置向外扩；负载的z方向尺寸缩小，调整挂载装置z向轴32固定点的位置向内收；负载的z方向尺寸增大，调整挂载装置z向轴32固定点的位置向外扩。

优选的，在之前的调节尽量保证质心与水下机器人本体4上的质心线41重合或不偏离过多，然后通过水下机器人内部的质心调节机构进行调节。具体的，本体4头部下俯，质心调节机构后移质心；本体4头部上仰，质心调节机构前移质心。更优选的，质心调节机构为现有技术的结构，在此不再赘述。

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。

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