CN109733985B - 一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置及操作方法，它包括固定头结构，所述固定头结构包括用于和活动头结构相配合的光轴，所述光轴的其中一个末端加工有用于和锁扣机构相配合的限位锥台，光轴的另一个末端安装有固定头底座；所述锁扣机构配合安装在活动头结构和浮力块之间，所述浮力块套装在活动头结构的外部，并在浮力作用下驱动锁扣机构与限位锥台实现松开或者锁紧动作。此装置不仅实现自动上、解锁，还改变以往的通过拉动绳索触发解锁的方式，确保水下机器人吊放过程中自动上锁、解锁的可靠性，杜绝误操作的概率。

Description

一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置及操作方法

技术领域

本发明涉及一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置及操作方法，属于水下机器人装置领域。

背景技术

目前市场上使用的水下机器人在自重超过一定限度，难以使用人工搬运时，均设计有自动上锁、解锁的吊放自动锁扣装置，均采用固定头、活动头中空设计，套在水下机器人脐带缆上的结合形式，采用拉动连接绳带动插销解锁、自重力结合上锁的方式。

上述的吊放锁扣装置在使用时，一般活动头连接吊放绳索，插销处再连接一根拉动绳索，固定头与水下机器人固定连接，作为起吊点。起吊前将活动头与固定头上锁连接，通过活动头的吊放绳索即可进行水下机器人起吊，当水下机器人吊放至水面时，拉动连接在活动头插销处的拉动绳索，即可解开活动头、固定头的上锁状态，实现活动头、固定头分离，水下机器人即可脱离吊放进入水中。当水下机器人返回水面时，将活动头套在水下机器人脐带缆上通过重力下滑至固定头处，通过自重力顶开插销实现上锁，水下机器人即可吊装上岸。当插销出现故障时，拉动连接在活动头上的拉动绳索无法完成插销解锁，水下机器人即无法实现固定头、活动头分离，若在吊放过程中发生误操作，水下机器人还未到达水面就触动了拉动绳索，将可能造成水下机器人在空中就解锁而造成水下机器人摔落损坏。因此，目前水下机器人使用的吊放自动上锁、解锁的锁扣装置，还存在安全、可靠的隐患，还没有好的设计方案。

发明内容

本发明目的是提供一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置，此装置不仅实现自动上、解锁，还改变以往的通过拉动绳索触发解锁的方式，确保水下机器人吊放过程中自动上锁、解锁的可靠性，杜绝误操作的概率。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置，它包括固定头结构，所述固定头结构包括用于和活动头结构相配合的光轴，所述光轴的其中一个末端加工有用于和锁扣机构相配合的限位锥台，光轴的另一个末端安装有固定头底座；所述锁扣机构配合安装在活动头结构和浮力块之间，所述浮力块套装在活动头结构的外部，并在浮力作用下驱动锁扣机构与限位锥台实现松开或者锁紧动作。

所述固定头底座的外端面固定有两块平行布置的连接板，所述连接板上加工有通孔，所述通孔与水下机器人的起吊点铰接相连。

所述光轴的中心加工有用于穿过机器人脐带缆的脐带缆通过孔。

所述活动头结构包括加工在其中心的用于穿过光轴的中心孔，在活动头结构的一端外缘设置有铰接座，所述铰接座的上段为用于套装浮力块的浮力块安装环，所述浮力块安装环上沿其轴线方向加工有滑槽，所述浮力块安装环的末端加工有钩挂凸台，所述钩挂凸台与吊环配合相连。

所述吊环与用于吊装水下机器人的吊放绳索相连。

所述锁扣机构包括活动锁舌，所述活动锁舌的一端通过第一销轴铰接在活动头结构的铰接座上，所述活动锁舌的另一端穿过活动头结构上的滑槽，并与固定头结构的限位锥台相配合；所述活动锁舌上加工有导向槽，所述导向槽与连接板末端的导向销构成滑动配合，，并带动活动锁舌转动；所述连接板安装在固定底板上，所述固定底板通过螺栓固定在浮力块的端面上。

所述活动头结构的中心孔的内壁上加工有竖直导向槽，所述竖直导向槽与固定头底座构成滑动配合。

所述水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置的操作方法，其特征在于包括以下步骤：

Step1：当需要吊装下放水下机器人时，首先将固定头结构的连接板通过销轴与水下机器人的起吊点铰接相连；

Step2：将活动头结构套装在固定头结构的光轴上，此时浮力块在自身重力作用下滑，并带动固定底板下压，通过固定底板带动连接板以及导向销压紧活动锁舌，使得活动锁舌始终与限位锥台相接触配合，进而实现活动头结构与固定头结构之间的锁扣相连；

Step3：将机器人脐带缆穿过脐带缆通过孔和中心孔，并将吊放绳索与吊环相连，然后通过起到设备将整个水下机器人吊起；

Step4：水下机器人入水后，套装在活动头结构上的浮力块接触水之后，受到浮力的作用将上浮，进而带动固定底板上升，再由固定底板带动连接板，进而通过连接板带动导向销，通过导向销与活动锁舌的导向槽相配合，进而使其转动使得活动锁舌脱离与限位锥台的配合，实现解锁，并完成活动头结构与固定头结构之间的解锁脱离；

Step5：当水下机器人完成作业，需要起吊时，此时活动头结构将沿着机器人脐带缆自动下滑，通过自身重力作用将顶开活动锁舌，使得活动锁舌再次套装在光轴上，并保证其与限位锥台相接触配合，进而实现活动头结构与固定头结构之间的再次锁扣相连；

Step6：启动起吊装置，通过起吊装置再次将整个水下机器人起吊。

本发明有如下有益效果：

1、采用本发明的结构，其通过浮力块在空气中和在水中的不同位置，带动连接板，连接板再带动活动锁舌，通过活动锁舌的与限位锥台的开、闭实现固定头结构和活动头结构的自动上锁、解锁功能，解决了通过拉动绳索带动插销实现自动上锁、解锁功能的问题，水下机器人吊放过程中，只有当水下机器人及活动头没入水中时方可触发解锁，杜绝了人工误操作，并且本装置结构简单，使用起来安全方便。

2、上述的结构无需过多的认为干预，通过采用锁扣机构自动的实现固定头结构和活动头结构的连接和松开，保证了其作业的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1 为本发明固定头结构和活动头结构连接的主剖视图。

图2 为本发明固定头结构的三维图。

图3 为本发明活动头结构的主视图。

图中：通孔1、连接板2、脐带缆通过孔3、固定头底座4、光轴5、限位锥台6、活动头结构7、铰接座8、第一销轴9、导向销10、连接板11、固定底板12、螺栓13、导向槽14、活动锁舌15、滑槽16、浮力块17、钩挂凸台18、中心孔19、浮力块安装环20、竖直导向槽21、固定头结构22、吊环23。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

请参阅图1-3，一种水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置，它包括固定头结构22，所述固定头结构22包括用于和活动头结构7相配合的光轴5，所述光轴5的其中一个末端加工有用于和锁扣机构相配合的限位锥台6，光轴5的另一个末端安装有固定头底座4；所述锁扣机构配合安装在活动头结构7和浮力块17之间，所述浮力块17套装在活动头结构7的外部，并在浮力作用下驱动锁扣机构与限位锥台6实现松开或者锁紧动作。通过上述的吊放锁扣装置能够辅助完成下机器人的下放和起吊，并能够借助浮力实现自动的解锁过程，大大的提高了水下机器人吊放的安全性和可靠性。

进一步的，所述固定头底座4的外端面固定有两块平行布置的连接板2，所述连接板2上加工有通孔1，所述通孔1与水下机器人的起吊点铰接相连。通过连接板2能够将水下机器人与固定头底座4相连。

进一步的，所述光轴5的中心加工有用于穿过机器人脐带缆的脐带缆通过孔3。进而方便的了机器人脐带缆的穿过。

进一步的，所述活动头结构7包括加工在其中心的用于穿过光轴5的中心孔19，在活动头结构7的一端外缘设置有铰接座8，所述铰接座8的上段为用于套装浮力块17的浮力块安装环20，所述浮力块安装环20上沿其轴线方向加工有滑槽16，所述浮力块安装环20的末端加工有钩挂凸台18，所述钩挂凸台18与吊环23配合相连。通过上述的活动头结构7能够配合锁扣机构和浮力块17实现固定头结构22的锁紧和松开。

进一步的，所述吊环23与用于吊装水下机器人的吊放绳索相连。通过吊环23方便了与吊装设备相连。

进一步的，所述锁扣机构包括活动锁舌15，所述活动锁舌15的一端通过第一销轴9铰接在活动头结构7的铰接座8上，所述活动锁舌15的另一端穿过活动头结构7上的滑槽16，并与固定头结构22的限位锥台6相配合；所述活动锁舌15上加工有导向槽14，所述导向槽14与连接板11末端的导向销10构成滑动配合，，并带动活动锁舌15转动；所述连接板11安装在固定底板12上，所述固定底板12通过螺栓13固定在浮力块17的端面上。通过上述的锁扣机构，在使用过程中，当水下机器人入水后，套装在活动头结构7上的浮力块17接触水之后，受到浮力的作用将上浮，进而带动固定底板12上升，再由固定底板12带动连接板11，进而通过连接板11带动导向销10，通过导向销10与活动锁舌15的导向槽14相配合，进而使其转动使得活动锁舌15脱离与限位锥台6的配合，实现解锁，并完成活动头结构7与固定头结构22之间的解锁脱离。

此外，在其露出水面起吊过程中，其通过自身重力作用将顶开活动锁舌15，使得活动锁舌15再次套装在光轴5上，并保证其与限位锥台6相接触配合，进而实现活动头结构7与固定头结构22之间的再次锁扣相连。

进一步的，所述活动头结构7的中心孔19的内壁上加工有竖直导向槽21，所述竖直导向槽21与固定头底座4构成滑动配合。通过竖直导向槽21有效的防止了固定头结构22在中心孔19内部发生转动。

实施例2：

所述水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置的操作方法，其特征在于包括以下步骤：

Step1：当需要吊装下放水下机器人时，首先将固定头结构22的连接板2通过销轴与水下机器人的起吊点铰接相连；

Step2：将活动头结构7套装在固定头结构22的光轴5上，此时浮力块17在自身重力作用下滑，并带动固定底板12下压，通过固定底板12带动连接板11以及导向销10压紧活动锁舌15，使得活动锁舌15始终与限位锥台6相接触配合，进而实现活动头结构7与固定头结构22之间的锁扣相连；

Step3：将机器人脐带缆穿过脐带缆通过孔3和中心孔19，并将吊放绳索与吊环23相连，然后通过起到设备将整个水下机器人吊起；

Step4：水下机器人入水后，套装在活动头结构7上的浮力块17接触水之后，受到浮力的作用将上浮，进而带动固定底板12上升，再由固定底板12带动连接板11，进而通过连接板11带动导向销10，通过导向销10与活动锁舌15的导向槽14相配合，进而使其转动使得活动锁舌15脱离与限位锥台6的配合，实现解锁，并完成活动头结构7与固定头结构22之间的解锁脱离；

Step5：当水下机器人完成作业，需要起吊时，此时活动头结构7将沿着机器人脐带缆自动下滑，通过自身重力作用将顶开活动锁舌15，使得活动锁舌15再次套装在光轴5上，并保证其与限位锥台6相接触配合，进而实现活动头结构7与固定头结构22之间的再次锁扣相连；

Step6：启动起吊装置，通过起吊装置再次将整个水下机器人起吊。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置的操作方法，所述水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置包括固定头结构（22），所述固定头结构（22）包括用于和活动头结构（7）相配合的光轴（5），所述光轴（5）的其中一个末端加工有用于和锁扣机构相配合的限位锥台（6），光轴（5）的另一个末端安装有固定头底座（4）；所述锁扣机构配合安装在活动头结构（7）和浮力块（17）之间，所述浮力块（17）套装在活动头结构（7）的外部，并在浮力作用下驱动锁扣机构与限位锥台（6）实现松开或者锁紧动作；

所述固定头底座（4）的外端面固定有两块平行布置的第一连接板（2），所述第一连接板（2）上加工有通孔（1），所述通孔（1）与水下机器人的起吊点铰接相连；

所述活动头结构（7）包括加工在其中心的用于穿过光轴（5）的中心孔（19），在活动头结构（7）的一端外缘设置有铰接座（8），所述铰接座（8）的上段为用于套装浮力块（17）的浮力块安装环（20），所述浮力块安装环（20）上沿其轴线方向加工有滑槽（16），所述浮力块安装环（20）的末端加工有钩挂凸台（18），所述钩挂凸台（18）与吊环（23）配合相连；

所述锁扣机构包括活动锁舌（15），所述活动锁舌（15）的一端通过第一销轴（9）铰接在活动头结构（7）的铰接座（8）上，所述活动锁舌（15）的另一端穿过活动头结构（7）上的滑槽（16），并与固定头结构（22）的限位锥台（6）相配合；所述活动锁舌（15）上加工有导向槽（14），所述导向槽（14）与第二连接板（11）末端的导向销（10）构成滑动配合，并带动活动锁舌（15）转动；所述第二连接板（11）安装在固定底板（12）上，所述固定底板（12）通过螺栓（13）固定在浮力块（17）的端面上；

其特征在于，所述操作方法包括以下步骤：

Step1：当需要吊装下放水下机器人时，首先将固定头结构（22）的第一连接板（2）通过销轴与水下机器人的起吊点铰接相连；

Step2：将活动头结构（7）套装在固定头结构（22）的光轴（5）上，此时浮力块（17）在自身重力作用下滑，并带动固定底板（12）下压，通过固定底板（12）带动第二连接板（11）以及导向销（10）压紧活动锁舌（15），使得活动锁舌（15）始终与限位锥台（6）相接触配合，进而实现活动头结构（7）与固定头结构（22）之间的锁扣相连；

Step3：将机器人脐带缆穿过脐带缆通过孔（3）和中心孔（19），并将吊放绳索与吊环（23）相连，然后通过起到设备将整个水下机器人吊起；

Step4：水下机器人入水后，套装在活动头结构（7）上的浮力块（17）接触水之后，受到浮力的作用将上浮，进而带动固定底板（12）上升，再由固定底板（12）带动第二连接板（11），进而通过第二连接板（11）带动导向销（10），通过导向销（10）与活动锁舌（15）的导向槽（14）相配合，进而使其转动使得活动锁舌（15）脱离与限位锥台（6）的配合，实现解锁，并完成活动头结构（7）与固定头结构（22）之间的解锁脱离；

Step5：当水下机器人完成作业，需要起吊时，此时活动头结构（7）将沿着机器人脐带缆自动下滑，通过自身重力作用将顶开活动锁舌（15），使得活动锁舌（15）再次套装在光轴（5）上，并保证其与限位锥台（6）相接触配合，进而实现活动头结构（7）与固定头结构（22）之间的再次锁扣相连；

Step6：启动起吊装置，通过起吊装置再次将整个水下机器人起吊。

2.根据权利要求1所述的水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置的操作方法，其特征在于：所述光轴（5）的中心加工有用于穿过机器人脐带缆的脐带缆通过孔（3）。

3.根据权利要求1所述的水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置的操作方法，其特征在于：所述吊环（23）与用于吊装水下机器人的吊放绳索相连。

4.根据权利要求1所述的水下机器人自动上、解锁的吊放锁扣装置的操作方法，其特征在于：所述活动头结构（7）的中心孔（19）的内壁上加工有竖直导向槽（21），所述竖直导向槽（21）与固定头底座（4）构成滑动配合。