CN114313112A - 水下机器人系统、科考船及水下机器人的布放回收方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水下机器人系统、科考船及水下机器人的布放回收方法，水下机器人系统包括水下机器人和布放回收装置，布放回收装置包括转动架和止荡器，止荡器与转动架铰接，水下机器人或与水下机器人相连的中继器设有定位凸部；止荡器包括基座、第一锁止件、第二锁止件和驱动机构，第一锁止件和第二锁止件均与基座活动连接，第一锁止件的一端设有第一夹持部，第二锁止件的一端设置第二夹持部，驱动机构与第一锁止件和第二锁止件中的至少一者相连；在第一锁止件和第二锁止件沿第一方向相对运动的情况下，第一夹持部和第二夹持部共同夹持定位凸部；在第一锁止件和第二锁止件沿第二方向相对运动的情况下，第一夹持部和第二夹持部与定位凸部分离。

Description

水下机器人系统、科考船及水下机器人的布放回收方法

技术领域

本申请属于水下设备投放技术领域，具体涉及一种水下机器人系统、科考船及水下机器人的布放回收方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人在各领域的应用越来越广泛，其中，水下机器人在海洋探索等领域的使用率越来越高。

以科考船为例，水下机器人及其布放回收装置均设置于科考船的船体上。水下机器人的布放回收装置可以采用正角度转动架装置，此方案中，一旦船体设置水下机器人及其布放回收装置的甲板面相较于海平面较高，水下机器人在入水过程中就容易与船体发生碰撞，进而造成水下机器人及船体损坏。

为了防止水下机器人在入水过程中与船体发生碰撞，可以将布放回收装置设置为滑轨式布放回收装置，该装置可以降低水下机器人的入水点高度，从而降低碰撞风险。但此种布放回收装置存在结构复杂、成本高的缺陷。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种水下机器人系统、科考船及水下机器人的布放回收方法，能够解决水下机器人在入水过程中容易与船体发生碰撞，以及布放回收装置结构复杂、成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种水下机器人系统，其包括水下机器人和布放回收装置，所述布放回收装置包括转动架和止荡器，所述止荡器与所述转动架铰接，所述水下机器人或与所述水下机器人相连的中继器设有定位凸部；

所述止荡器包括基座、第一锁止件、第二锁止件和驱动机构，所述第一锁止件和所述第二锁止件均与所述基座活动连接，所述第一锁止件的一端设有第一夹持部，所述第二锁止件的一端设置第二夹持部，所述驱动机构与所述第一锁止件和所述第二锁止件中的至少一者相连；

在所述第一锁止件和所述第二锁止件沿第一方向相对运动的情况下，所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述定位凸部；在所述第一锁止件和所述第二锁止件沿第二方向相对运动的情况下，所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部分离；

所述第一方向和所述第二方向互为反方向。

第二方面，本申请实施例提供了一种科考船，包括船体和上述水下机器人系统，所述布放回收装置设置于所述船体。

第三方面，本申请实施例提供了一种水下机器人的布放回收方法，应用于上述水下机器人系统，所述水下机器人系统还包括缆绳绞车，所述缆绳绞车包括车体和缆绳，所述缆绳的一端与所述车体相连，所述缆绳的另一端与所述水下机器人相连，所述方法包括：

驱动所述第一锁止件和所述第二锁止件沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述水下机器人的定位凸部；

驱动所述转动架转动至负角度布放位置；

驱动所述第一锁止件和所述第二锁止件沿所述第二方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部分离；

释放所述缆绳，直至所述水下机器人到达目标位置。

第四方面，本申请实施例提供了一种水下机器人的布放回收方法，应用于上述水下机器人系统，所述水下机器人系统还包括缆绳绞车，所述缆绳绞车包括车体和缆绳，所述缆绳的一端与所述车体相连，所述缆绳的另一端与所述中继器相连，所述方法包括：

驱动所述第一锁止件和所述第二锁止件沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述中继器的定位凸部；

驱动所述转动架转动，以使所述中继器位于水下机器人的正上方；

驱动所述中继器下降，以使所述中继器与所述水下机器人对接；

提升所述中继器和所述水下机器人，驱动所述转动架转动至负角度布放位置；

驱动所述第一锁止件和所述第二锁止件沿所述第二方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部分离；

释放所述缆绳，直至所述中继器和所述水下机器人到达目标位置。

本申请实施例中，止荡器可与水下机器人直接或间接相连，通过转动架可改变水下机器人的位置，从而实现水下机器人的布放和回收。由于转动架可以转动至负角度状态，因此可以降低水下机器人的入水点高度，从而防止水下机器人在入水过程中与船体发生碰撞，并且该布放回收装置不需要采用复杂的滑轨结构，因此其结构更加简单，成本更低。

附图说明

图1和图2分别为本申请实施例公开的布放回收装置在不同状态下的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的止荡器的局部结构示意图；

图4为本申请实施例公开的转动架和止荡器的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的布放回收装置布放水下机器人时的过程示意图；

图6为本申请实施例公开的布放回收装置回收水下机器人时的过程示意图；

图7和图8分别为不同状态下，本申请实施例公开的布放回收装置直接与水下机器人相连时的局部结构示意图；

图9为本申请实施例公开的布放回收方法的流程示意图；

图10为本申请另一实施例公开的布放回收方法的流程示意图。

附图标记说明：

100-缆绳绞车、110-车体、120-缆绳；

200-转动架、210-第一转动臂、220-第二转动臂、230-第三转动臂、240-第一伸缩缸、250-第二伸缩缸、260-第三伸缩缸、270-第一铰接座、280-第二铰接座、290-横梁；

300-止荡器、310-基座、311-安装座、312-升降基体、320-滑轮、330-第一锁止件、331-第一支撑面、332-第一锁止面、340-第二锁止件、341-第二支撑面、342-第二锁止面、350-驱动机构、351-驱动源、352-升降传动件、353-第一摆动件、354-第二摆动件、355-第一传动部、356-第一滑槽、357-第二传动部、358-第二滑槽、370-伸缩驱动件；

410-船体、420-水下机器人、430-中继器、401-定位凸部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的水下机器人系统、科考船及水下机器人的布放回收方法进行详细地说明。

参考图1至图8，本申请实施例公开一种水下机器人系统，该水下机器人系统可以包括水下机器人420和布放回收装置，还可以包括与水下机器人420相连的中继器430，水下机器人420或与水下机器人420相连的中继器430设有定位凸部401，该定位凸部401可以作为与布放回收装置相连的部分。布放回收装置用于将水下机器人420布放至水下的目标位置，以及将水下的水下机器人420回收至存放位置，该布放回收装置可以包括缆绳绞车100、转动架200和止荡器300。当然，布放回收装置也可以不包括缆绳绞车100，直接由转动架200和止荡器300带动水下机器人420运动，相对而言，增加缆绳绞车100后可以进一步扩大水下机器人420的运动范围。

缆绳绞车100包括车体110和缆绳120，车体110作为缆绳绞车100的基础部分可以固定设置在船体410上，缆绳120的一端与车体110相连，另一端可与水下机器人420或中继器430相连，缆绳120可以逐渐卷绕在车体110上，从而减小缆绳120的有效长度，缆绳120也可以从车体110上释放，从而增大缆绳120的有效长度。可选地，这里的缆绳120可以采用脐带缆，进一步可选地，缆绳120可以采用铠装光电复合缆，从而改善缆绳120的性能。

转动架200可与缆绳绞车100间隔设置，转动架200可以安装于船体410，其可以相对于船体410转动，从而使得转动架200相对于船体410的角度发生变化。可选地，转动架200可以仅包括一个可以转动的杆状部件，为了更灵活地调整转动架200的位置，从而防止转动架200与船体410等部分干涉，转动架200可以包括支撑组件，支撑组件包括第一转动臂210、第二转动臂220、第三转动臂230、第一伸缩缸240、第二伸缩缸250和第三伸缩缸260，第一伸缩缸240的一端与第一转动臂210铰接，第二转动臂220的一端与第一转动臂210铰接，第二转动臂220的另一端与第三转动臂230铰接，第二伸缩缸250的一端与第一转动臂210铰接，第二伸缩缸250的另一端与第二转动臂220铰接，第三伸缩缸260的一端与第二转动臂220铰接，第三伸缩缸260的另一端与第三转动臂230铰接。转动架200还可以包括第一铰接座270和第二铰接座280，第一铰接座270和第二铰接座280均可以固定设置于船体410，第一伸缩缸240的另一端可与第一铰接座270铰接，第一转动臂210的一端和第二转动臂220的一端均可与第二铰接座280铰接。第一伸缩缸240的伸缩端可以带动第一转动臂210转动，第二伸缩缸250的伸缩端可以带动第二转动臂220转动，第三伸缩缸260的伸缩端可以带动第三转动臂230转动，因此通过第一转动臂210、第二转动臂220和第三转动臂230的组合可以更灵活地调整转动架200的位置，转动架200的转动范围更大，进而更可靠地防止水下机器人420与船体410碰撞。

上述支撑组件可以仅设置一个，此时止荡器300可以安装于支撑组件的端部，由于该端部的空间有限，因此此种结构并不利于止荡器300的安装；同时，单个支撑组件所能提供的支撑力有限，布放及回收水下机器人420的过程中，水下机器人420的稳定性较差。基于此，转动架200还包括横梁290，支撑组件的数量为至少两个，其中包括第一支撑组件和第二支撑组件，第一支撑组件的第三转动臂230和第二支撑组件的第三转动臂230通过横梁290相连，止荡器300与横梁290铰接，横梁290可与第三转动臂230固定连接。此时，横梁290可以提供更充足的空间来设置止荡器300，并且通过至少两个支撑组件同时提供支撑力，可以更稳定地带动水下机器人420运动。

止荡器300与转动架200铰接，因此止荡器300在重力作用下可以始终保持竖直状态。止荡器300包括基座310、第一锁止件330、第二锁止件340和驱动机构350，当布放回收装置还包括缆绳绞车100时，止荡器300还可以包括滑轮320，滑轮320可转动地设置于基座310，缆绳120的一端可以绕过滑轮320，并与水下机器人420或中继器430相连，因此滑轮320可以实现缆绳120的定位，同时与缆绳120以较小的摩擦力进行配合，使得缆绳120的寿命更长。第一锁止件330和第二锁止件340均与基座310活动连接，第一锁止件330和第二锁止件340可以相对于基座310活动，可选地，第一锁止件330和第二锁止件340可以相对于基座310移动。第一锁止件330的一端设有第一夹持部，第二锁止件340的一端设置第二夹持部，驱动机构350与第一锁止件330和第二锁止件340中的至少一者相连，驱动机构350可驱动第一锁止件330和第二锁止件340中的至少一者运动。

在第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动的情况下，第一夹持部和第二夹持部共同夹持定位凸部401，以使第一锁止件330和第二锁止件340与水下机器人420相连，从而防止水下机器人420与止荡器300分离。在第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动的情况下，第一夹持部和第二夹持部与定位凸部401分离，以使第一锁止件330和第二锁止件340与水下机器人420分离，此时，水下机器人420可以与止荡器300分离，止荡器300不再限制水下机器人420的位置。这里的第一方向和第二方向互为反方向。当驱动机构350同时与第一锁止件330和第二锁止件340相连时，第一方向可以为第一夹持部和第二夹持部之间形成的通道变小的方向，第二方向可以为第一夹持部和第二夹持部之间形成的通道变大的方向。

需要说明的是，水下机器人420可以直接与止荡器300相连，此时，水下机器人420设有可与第一锁止件330和第二锁止件340锁止配合的定位凸部401；或者，水下机器人420可以通过中继器430等中间部件与止荡器300间接相连，此时，水下机器人420可以设有与中继器430等中间部件锁止配合的凸起，中继器430等中间部件则设有可与第一锁止件330和第二锁止件340锁止配合的定位凸部401，此时中继器430的定位凸部401和水下机器人420的凸起的结构可以相同，也可以不同。

第一锁止件330和第二锁止件340协同作用时可以产生夹持力，从而实现锁止，可选地，第一锁止件330和第二锁止件340均可以采用直线型结构，通过两者的端部产生夹持力即可，但此种结构所带来的夹持效果不够稳定。因此，其他实施例中，第一夹持部设有第一支撑面331和第一锁止面332，第二夹持部设有第二支撑面341和第二锁止面342，第一锁止面332与第二锁止面342相对。在第一夹持部和第二夹持部共同夹持定位凸部401的情况下，第一支撑面331和第二支撑面341平齐，两者共同支撑定位凸部401，此状态下，通过第一支撑面331和第二支撑面341可以形成面积更大的支撑面，稳定地支撑水下机器人420或中继器430等中间部件。在第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动的情况下，第一锁止面332和第二锁止面342之间形成供定位凸部401穿过的通道。换言之，第一锁止件330和第二锁止件340转动的过程中，第一锁止面332和第二锁止面342之间的最小距离会逐渐增大，当该最小距离大于或等于定位凸部401的最大横向尺寸时，水下机器人420或中继器430等中间部件就可以穿过第一锁止面332和第二锁止面342之间的通道，从而与止荡器300分离。

基座310可以是尺寸固定的部件，但为了在更大的范围内调整第一锁止件330和第二锁止件340的高度，止荡器300还可以包括伸缩驱动件370，基座310可以包括安装座311和升降基体312，安装座311与转动架200铰接，升降基体312与安装座311滑动连接，第一锁止件330和第二锁止件340均转动设置于升降基体312，伸缩驱动件370的一端与安装座311相连，伸缩驱动件370的另一端与升降基体312相连。可选地，伸缩驱动件370可以是伸缩缸或者其他能够输出移动驱动力的部件，本申请实施例对此不作限制。伸缩驱动件370可以驱动升降基体312相对于安装座311移动，从而改变升降基体312的高度，由于第一锁止件330和第二锁止件340均设置于升降基体312，因此第一锁止件330和第二锁止件340的位置可以随升降基体312的移动而发生改变。

此外，通过伸缩驱动件370可以进一步改变止荡器300的高度，从而在止荡器300与水下机器人420或者中继器430等中间部件相连的情况下，调整水下机器人420或者中继器430等中间部件的高度，以及在止荡器300与水下机器人420或者中继器430等中间部件分离的情况下，调整止荡器300与水下机器人420或者中继器430等中间部件之间的距离，从而便于实现水下机器人420的布放和回收。

可选的实施例中，第一锁止件330和第二锁止件340可以转动设置，即两者可以相对于基座310转动，此实施例可以减小第一锁止件330和第二锁止件340所需的运动空间，同时还可以缓解第一锁止件330和第二锁止件340运动时的磨损。为了实现第一锁止件330和第二锁止件340的转动设置，基座310可以包括第一转轴和第二转轴，第一锁止件330通过第一转轴与基座310转动连接，第二锁止件340通过第二转轴与基座310转动连接。进一步可选地，驱动机构350包括驱动源351和升降传动件352，驱动源351与升降传动件352相连，升降传动件352分别与第一锁止件330和第二锁止件340相连，且升降传动件352与第一锁止件330的连接处位于第一锁止件330的转动中心之外，升降传动件352与第二锁止件340的连接处位于第二锁止件340的转动中心之外。驱动源351通过升降传动件352驱动第一锁止件330和第二锁止件340转动。可选地，驱动源351可以包括伸缩缸，也可以包括电机和传动机构，只要能够驱动升降传动件352移动即可；升降传动件352可以设置为三角板，以便于升降传动件352分别与驱动源351、第一锁止件330和第二锁止件340相连。升降传动件352移动后，即可带动第一锁止件330和第二锁止件340转动，因此通过同一个驱动源351和升降传动件352就可以同时驱动第一锁止件330和第二锁止件340转动，使得驱动机构350的结构更加简单，且第一锁止件330和第二锁止件340可以同步转动，从而更快速地运动到位。

当基座310包括安装座311和升降基体312时，驱动机构350可以整体设置于升降基体312，也可以部分设置于升降基体312，例如驱动源351的一端可以与安装座311相连，驱动源351的另一端与升降传动件352相连。采用后一实施例时，伸缩驱动件370工作时，驱动源351必须同步运动，否则就会限制升降基体312的移动；而采用前一实施例时，驱动机构350和伸缩驱动件370的运动相对独立，互不影响，因此更便于对水下机器人系统进行控制。

进一步地，驱动机构350还包括第一摆动件353和第二摆动件354，第一摆动件353和第二摆动件354均与升降传动件352铰接。第一摆动件353和第一锁止件330中，一者设有第一传动部355，另一者设有第一滑槽356，第一传动部355与第一转轴之间具有间隔，第二摆动件354和第二锁止件340中，一者设有第二传动部357，另一者设有第二滑槽358，第二传动部357与第二转轴之间具有间隔，第一滑槽356与第一传动部355滑动配合，第二滑槽358与第二传动部357滑动配合，升降传动件352通过第一传动部355和第二传动部357分别带动第一锁止件330和第二锁止件340转动。驱动源351驱动升降传动件352移动后，第一摆动件353和第二摆动件354摆动，此时第一传动部355可以相对于第一滑槽356滑动，第二传动部357可以相对于第二滑槽358滑动，同时第一传动部355和第二传动部357可以分别将转动驱动力传递给第一锁止件330和第二锁止件340，从而带动第一锁止件330和第二锁止件340转动。此实施例可以通过滑动配合的方式传递转动驱动力，因此驱动机构350的灵活性更强，驱动过程中不容易出现卡涩甚至卡死的问题，从而提升传动效率和传动可靠性。

上述第一传动部355、第二传动部357、第一滑槽356和第二滑槽358的具体形状可以灵活选择，只要第一传动部355和第一滑槽356之间、第二传动部357和第二滑槽358之间可以传递转动驱动力，例如，第一传动部355和第二传动部357均可以为椭圆形结构，第一滑槽356和第二滑槽358均可以为弧形槽。另一可选的实施例中，第一传动部355具有至少两个第一平面，其中有至少两个第一平面相背设置，第一滑槽356的侧壁同时与相背设置的第一平面贴合。可选地，第一滑槽356具有第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁相对设置，两者可为平面结构，一个第一平面与第一侧壁贴合，另一个第一平面与第二侧壁贴合。第一传动部355与第一滑槽356的侧壁之间的接触面积较大，因此可以更可靠地传递作用力，且第一传动部355和第一滑槽356不容易出现磨损。第一平面的数量可以为两个、三个甚至更多个，本申请实施例对此不作限制。

同理地，第二传动部357具有至少两个第二平面，其中有至少两个第二平面相背设置，第二滑槽358的侧壁同时与相背设置的第二平面贴合。可选地，第二滑槽358具有第三侧壁和第四侧壁，第三侧壁和第四侧壁相对设置，一个第二平面与第三侧壁贴合，另一个第二平面与第四侧壁贴合。第二传动部357与第二滑槽358的侧壁之间的接触面积较大，因此可以更可靠地传递作用力，且第二传动部357和第二滑槽358不容易出现磨损。第二平面的数量可以为两个、三个甚至更多个，本申请实施例对此不作限制。

本申请实施例中，止荡器300可与水下机器人420直接或间接相连，因此通过转动架200可以改变水下机器人420的位置，从而实现水下机器人420的布放和回收。由于转动架200可以转动至负角度状态，因此可以降低水下机器人420的入水点高度，从而防止水下机器人420在入水过程中与船体410发生碰撞，并且该布放回收装置不需要采用复杂的滑轨结构，因此其结构更加简单，成本更低。

本申请实施例还提供一种科考船，其包括船体410和上述任意实施例所述的水下机器人系统，该水下机器人系统的布放回收装置设置于船体410。

如图9所示，本申请实施例还提供一种水下机器人的布放回收方法，该方法可应用于上述任意实施例所述的水下机器人系统，其包括：

S110、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部共同夹持水下机器人420的定位凸部401。

初始状态下，第一锁止件330和第二锁止件340与水下机器人420之间的距离可以足够近，只需要驱动第一锁止件330和第二锁止件340相对运动，就可以打开第一锁止件330和第二锁止件340，以使水下机器人420的定位凸部401可以穿过第一夹持部和第二夹持部之间的间隔而进入第一锁止件330和第二锁止件340之间的空间内，然后驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动，使得第一夹持部和第二夹持部共同夹持水下机器人420的定位凸部401。

S120、驱动转动架200转动至负角度布放位置。

在负角度布放位置处，转动架200连接止荡器300的一端低于船体410存放水下机器人420的面，此时转动架200与该面的角度为负角度。可选地，在负角度布放位置处，转动架200的第二转动臂220和第三转动臂230可以沿同一直线延伸。

S130、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部与定位凸部401分离。

当转动架200转动至负角度布放位置时，即表示转动架200已经不需要继续转动，此时驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动，以使定位凸部401可以穿过第一夹持部和第二夹持部之间的通道，进而不再位于第一锁止件330和第二锁止件340之间的空间内，从而解除第一锁止件330和第二锁止件340对水下机器人420的锁止作用，使得水下机器人420不再受到止荡器300的限制，水下机器人420的位置可灵活变化。

S140、释放缆绳120，直至水下机器人420到达目标位置。

水下机器人420与第一锁止件330和第二锁止件340分离后，缆绳120仍然与水下机器人420相连，因此通过释放缆绳120，可以使得水下机器人420缓慢下降至目标位置，该目标位置可以是水下机器人420工作时所处的位置。

上述水下机器人420的布放回收方法可以适用于止荡器300直接与水下机器人420相连的情况，此实施例中，缆绳120的一端与车体110相连，另一端可绕过滑轮320并与水下机器人420相连，同时，止荡器300可与水下机器人420直接相连，因此通过缆绳120和转动架200协同作用，即可改变水下机器人420的位置，从而实现水下机器人420的布放和回收。由于转动架200可以转动至负角度状态，因此可以降低水下机器人420的入水点高度，从而防止水下机器人420在入水过程中与船体410发生碰撞，并且该布放回收装置不需要采用复杂的滑轨结构，因此其结构更加简单，成本更低。

可选地，转动架200可以带动止荡器300直接到达水下机器人420所处的位置，从而使得止荡器300可与水下机器人420相连，但此种方式容易出现止荡器300与水下机器人420碰撞的问题。因此，其他实施例中，上述步骤S110之前还包括：

S101、驱动转动架200转动，以使止荡器300位于水下机器人420的正上方。

S102、通过缆绳120牵引水下机器人420，以使水下机器人420与止荡器300对接。

该实施例首先使止荡器300到达靠近水下机器人420的位置，此时止荡器300和水下机器人420之间可以具有一定的间隔，从而防止两者发生碰撞，之后可以通过缆绳120牵引水下机器人420，从而使得水下机器人420靠近止荡器300，并最终与止荡器300对接。

上文描述了水下机器人420的布放步骤，水下机器人420的回收步骤可以灵活选择，例如直接驱动转动架200转动至水下机器人420所在的位置，但转动架200的转动范围有限，常常存在转动架200无法直接到达水下机器人420所在位置的情况。因此，水下机器人420的布放回收方法还包括：

S150、驱动转动架200转动至负角度回收位置。

在负角度回收位置处，转动架200连接止荡器300的一端低于船体410存放水下机器人420的面，此时转动架200与该面的角度为负角度。

S160、通过缆绳120牵引水下机器人420，以使水下机器人420与止荡器300对接。

在缆绳120的作用下，水下机器人420可以逐渐靠近止荡器300，直至水下机器人420与止荡器300对接。

S170、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部共同夹持定位凸部401。

S180、驱动转动架200转动，以使水下机器人420位于存放位置的正上方。

这里的存放位置指的是水下机器人420存放于船体410时所处的位置。

S190、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部与定位凸部401分离。

S200、释放缆绳120，直至水下机器人420到达存放位置。

当水下机器人420位于存放位置的正上方时，转动架200已经不需要继续转动，此时驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向运动，以使定位凸部401可以穿过第一夹持部和第二夹持部之间的通道，进而不再位于第一锁止件330和第二锁止件340之间的空间内，从而解除第一锁止件330和第二锁止件340对水下机器人420的锁止作用，使得水下机器人420不再受到止荡器300的限制，此时，缆绳120仍然与水下机器人420相连，因此通过释放缆绳120，可以使得水下机器人420缓慢下降至存放位置。该实施例通过转动架200和缆绳120的协同作用，实现更大范围内回收水下机器人420的目的，并且更可靠、更平稳地将水下机器人420回收至存放位置。

如图10所示，本申请实施例还提供另一种水下机器人的布放回收方法，该方法可应用于上述任意实施例所述的水下机器人系统，其包括：

S210、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部共同夹持中继器430的定位凸部401。

初始状态下，第一锁止件330和第二锁止件340与中继器430之间的距离可以足够近，只需要驱动第一锁止件330和第二锁止件340运动，就可以打开第一锁止件330和第二锁止件340，以使中继器430的定位凸部401可以穿过第一夹持部和第二夹持部之间的间隔而进入第一锁止件330和第二锁止件340之间的空间内，然后驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动，使得第一夹持部和第二夹持部共同夹持定位凸部401，此时第一锁止件330和第二锁止件340共同锁止中继器430。

S220、驱动转动架200转动，以使中继器430位于水下机器人420的正上方。

中继器430和水下机器人420可以并排放置，因此转动架200进一步转动即可使得中继器430位于水下机器人420的正上方，以便于将中继器430和水下机器人420连接在一起。

S230、驱动中继器430下降，以使中继器430与水下机器人420对接。

当止荡器300还包括伸缩驱动件370时，可以通过伸缩驱动件370驱动升降基体312移动，从而使得第一锁止件330和第二锁止件340带动中继器430下降。

S240、提升中继器430和水下机器人420，驱动转动架200转动至负角度布放位置。

在负角度布放位置处，转动架200连接止荡器300的一端低于船体410存放水下机器人420的面，此时转动架200与该面的角度为负角度。可选地，在负角度布放位置处，转动架200的第二转动臂220和第三转动臂230可以沿同一直线延伸。进一步地，可以通过伸缩驱动件370驱动中继器430和水下机器人420下降，以减小入水点高度。

S250、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部与定位凸部401分离。

当转动架200转动至负角度布放位置时，即表示转动架200已经不需要继续转动，此时驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动，以使定位凸部401可以穿过第一夹持部和第二夹持部之间的通道，进而不再位于第一锁止件330和第二锁止件340之间的空间内，从而解除第一锁止件330和第二锁止件340对中继器430的锁止作用，使得中继器430和水下机器人420不再受到止荡器300的限制，中继器430和水下机器人420的位置可灵活变化。

S260、释放缆绳120，直至中继器430和水下机器人420到达目标位置。

中继器430与第一锁止件330和第二锁止件340分离后，缆绳120仍然与中继器430相连，因此通过释放缆绳120，可以使得中继器430和水下机器人420缓慢下降至目标位置，该目标位置指的是水下机器人420工作时所处的位置。

上述水下机器人420的布放回收方法可以适用于止荡器300通过中继器430与水下机器人420相连的情况，此实施例中，缆绳120的一端与车体110相连，另一端可绕过滑轮320并与中继器430相连，同时，止荡器300可通过中继器430与水下机器人420相连，因此通过缆绳120和转动架200协同作用，即可改变水下机器人420的位置，从而实现水下机器人420的布放和回收。由于转动架200可以转动至负角度状态，因此可以降低水下机器人420的入水点高度，从而防止水下机器人420在入水过程中与船体410发生碰撞，并且该布放回收装置不需要采用复杂的滑轨结构，因此其结构更加简单，成本更低。

可选地，转动架200可以带动止荡器300直接到达中继器430和水下机器人420所处的位置，从而使得止荡器300可通过中继器430与水下机器人420相连，但此种方式容易出现止荡器300与中继器430碰撞的问题。因此，其他实施例中，上述步骤S210之前还包括：

S270、驱动转动架200转动，以使止荡器300位于中继器430的正上方；

S280、通过缆绳120牵引中继器430，以使中继器430与止荡器300对接。

该实施例首先使止荡器300到达靠近中继器430的位置，此时止荡器300和中继器430之间可以具有一定的间隔，从而防止两者发生碰撞，之后可以通过缆绳120牵引中继器430，从而使得中继器430靠近止荡器300，并最终与止荡器300对接。

上文描述了水下机器人420的布放步骤，水下机器人420的回收步骤可以灵活选择，例如直接驱动转动架200转动至中继器430和水下机器人420所在的位置，但转动架200的转动范围有限，常常存在转动架200无法直接到达中继器430和水下机器人420所在位置的情况。因此，水下机器人420的布放回收方法还包括：

S310、驱动转动架200转动至负角度回收位置。

在负角度回收位置处，转动架200连接止荡器300的一端低于船体410存放水下机器人420的面，此时转动架200与该面的角度为负角度。

S320、通过缆绳120牵引中继器430和水下机器人420，以使中继器430与止荡器300对接。

在缆绳120的作用下，中继器430和水下机器人420可以逐渐靠近止荡器300，直至中继器430和水下机器人420与止荡器300对接。

S330、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第一方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部共同夹持中继器430的定位凸部401。

S340、驱动转动架200转动，以使中继器430和水下机器人420位于第一存放位置的正上方。

这里的第一存放位置指的是水下机器人420存放于船体410时所处的位置。此时，中继器430和水下机器人420所处高度需满足解锁中继器430和水下机器人420的高度要求。

S350、驱动中继器430和水下机器人420下降，直至中继器430和水下机器人420到达第一存放位置，将中继器430与水下机器人420分离。

在伸缩驱动件370的作用下，中继器430和水下机器人420可以逐渐靠近第一存放位置，直至水下机器人420到达第一存放位置，此时即可将中继器430与水下机器人420分离，以便于继续存放中继器430。

S360、提升中继器430，驱动转动架200转动，以使中继器430位于第二存放位置的正上方。

在伸缩驱动件370的作用下，中继器430可以远离水下机器人420。这里的第二存放位置指的是中继器430存放于船体410时所处的位置。第二存放位置与第一存放位置错位设置，从而使得水下机器人420和中继器430互不干扰地并排放置。

S370、驱动第一锁止件330和第二锁止件340沿第二方向相对运动，以使第一夹持部和第二夹持部与定位凸部401分离。

S380、释放缆绳120，直至中继器430到达第二存放位置。

当中继器430到达第二存放位置的正上方时，转动架200已经不需要继续转动，此时驱动第一锁止件330和第二锁止件340运动，以使定位凸部401可以穿过第一夹持部和第二夹持部之间的通道，进而不再位于第一锁止件330和第二锁止件340之间的空间内，从而解除第一锁止件330和第二锁止件340对中继器430的锁止作用，使得中继器430不再受到止荡器300的限制，此时，缆绳120仍然与中继器430相连，因此通过释放缆绳120，可以使得中继器430缓慢下降至存放位置。该实施例通过转动架200和缆绳120的协同作用，实现更大范围内回收水下机器人420的目的，并且更可靠、更平稳地将中继器430回收至第二存放位置。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (17)

1.一种水下机器人系统，其特征在于，包括水下机器人(420)和布放回收装置，所述布放回收装置包括转动架(200)和止荡器(300)，所述止荡器(300)与所述转动架(200)铰接，所述水下机器人(420)或与所述水下机器人(420)相连的中继器(430)设有定位凸部(401)；

所述止荡器(300)包括基座(310)、第一锁止件(330)、第二锁止件(340)和驱动机构(350)，所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)均与所述基座(310)活动连接，所述第一锁止件(330)的一端设有第一夹持部，所述第二锁止件(340)的一端设置第二夹持部，所述驱动机构(350)与所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)中的至少一者相连；

在所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿第一方向相对运动的情况下，所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述定位凸部(401)；在所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿第二方向相对运动的情况下，所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部(401)分离；

所述第一方向和所述第二方向互为反方向。

2.根据权利要求1所述的水下机器人系统，其特征在于，所述基座(310)包括第一转轴和第二转轴，所述第一锁止件(330)通过所述第一转轴与所述基座(310)转动连接，所述第二锁止件(340)通过所述第二转轴与所述基座(310)转动连接；

所述驱动机构(350)包括驱动源(351)和升降传动件(352)，所述驱动源(351)与所述升降传动件(352)相连，所述升降传动件(352)分别与所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)相连，且所述升降传动件(352)与所述第一锁止件(330)的连接处位于所述第一锁止件(330)的转动中心之外，所述升降传动件(352)与所述第二锁止件(340)的连接处位于所述第二锁止件(340)的转动中心之外。

3.根据权利要求2所述的水下机器人系统，其特征在于，所述驱动机构(350)还包括第一摆动件(353)和第二摆动件(354)，所述第一摆动件(353)和所述第二摆动件(354)均与所述升降传动件(352)铰接；

所述第一摆动件(353)和所述第一锁止件(330)中，一者设有第一传动部(355)，另一者设有第一滑槽(356)，所述第一传动部(355)与所述第一转轴之间具有间隔，所述第二摆动件(354)和所述第二锁止件(340)中，一者设有第二传动部(357)，另一者设有第二滑槽(358)，所述第二传动部(357)与所述第二转轴之间具有间隔，所述第一滑槽(356)与所述第一传动部(355)滑动配合，所述第二滑槽(358)与所述第二传动部(357)滑动配合。

4.根据权利要求3所述的水下机器人系统，其特征在于，所述第一传动部(355)具有至少两个第一平面，其中有至少两个所述第一平面相背设置，所述第一滑槽(356)的侧壁同时与相背设置的所述第一平面贴合；

所述第二传动部(357)具有至少两个第二平面，其中有至少两个所述第二平面相背设置，所述第二滑槽(358)的侧壁同时与相背设置的所述第二平面贴合。

5.根据权利要求1所述的水下机器人系统，其特征在于，所述第一夹持部设有第一支撑面(331)和第一锁止面(332)，所述第二夹持部设有第二支撑面(341)和第二锁止面(342)，所述第一锁止面(332)与所述第二锁止面(342)相对；

在所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述定位凸部(401)的情况下，所述第一支撑面(331)和所述第二支撑面(341)平齐，两者共同支撑所述定位凸部(401)；在所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第二方向相对运动的情况下，所述第一锁止面(332)和所述第二锁止面(342)之间形成供所述定位凸部(401)穿过的通道。

6.根据权利要求1所述的水下机器人系统，其特征在于，所述止荡器(300)还包括伸缩驱动件(370)，所述基座(310)包括安装座(311)和升降基体(312)，所述安装座(311)与所述转动架(200)铰接，所述升降基体(312)与所述安装座(311)滑动连接，所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)均转动设置于所述升降基体(312)，所述伸缩驱动件(370)的一端与所述安装座(311)相连，所述伸缩驱动件(370)的另一端与所述升降基体(312)相连。

7.根据权利要求6所述的水下机器人系统，其特征在于，所述驱动机构(350)设置于所述升降基体(312)。

8.根据权利要求1所述的水下机器人系统，其特征在于，所述转动架(200)包括支撑组件，所述支撑组件包括第一转动臂(210)、第二转动臂(220)、第三转动臂(230)、第一伸缩缸(240)、第二伸缩缸(250)和第三伸缩缸(260)，所述第一伸缩缸(240)的一端与所述第一转动臂(210)铰接，所述第二转动臂(220)的一端与所述第一转动臂(210)铰接，所述第二转动臂(220)的另一端与所述第三转动臂(230)铰接，所述第二伸缩缸(250)的一端与所述第一转动臂(210)铰接，所述第二伸缩缸(250)的另一端与所述第二转动臂(220)铰接，所述第三伸缩缸(260)的一端与所述第二转动臂(220)铰接，所述第三伸缩缸(260)的另一端与所述第三转动臂(230)铰接。

9.根据权利要求8所述的水下机器人系统，其特征在于，所述转动架(200)还包括横梁(290)，所述支撑组件的数量为至少两个，其中包括第一支撑组件和第二支撑组件，所述第一支撑组件的所述第三转动臂(230)和所述第二支撑组件的所述第三转动臂(230)通过所述横梁(290)相连，所述止荡器(300)与所述横梁(290)铰接。

10.根据权利要求1所述的水下机器人系统，其特征在于，还包括缆绳绞车(100)，所述转动架(200)与所述缆绳绞车(100)间隔设置，所述止荡器(300)还包括滑轮(320)，所述滑轮(320)可转动地设置于所述基座(310)，所述缆绳绞车(100)包括车体(110)和缆绳(120)，所述缆绳(120)的一端与所述车体(110)相连，所述缆绳(120)的另一端绕过所述滑轮(320)，并与所述水下机器人(420)或所述中继器(430)相连。

11.一种科考船，其特征在于，包括船体(410)和权利要求1至10中任一项所述的水下机器人系统，所述布放回收装置设置于所述船体(410)。

12.一种水下机器人的布放回收方法，应用于权利要求1至10中任一项所述的水下机器人系统，其特征在于，所述水下机器人系统还包括缆绳绞车(100)，所述缆绳绞车(100)包括车体(110)和缆绳(120)，所述缆绳(120)的一端与所述车体(110)相连，所述缆绳(120)的另一端与所述水下机器人(420)相连，所述方法包括：

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述水下机器人(420)的定位凸部(401)；

驱动所述转动架(200)转动至负角度布放位置；

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第二方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部(401)分离；

释放所述缆绳(120)，直至所述水下机器人(420)到达目标位置。

13.根据权利要求12所述的布放回收方法，其特征在于，所述驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述水下机器人(420)的定位凸部(401)之前还包括：

驱动所述转动架(200)转动，以使所述止荡器(300)位于所述水下机器人(420)的正上方；

通过所述缆绳(120)牵引所述水下机器人(420)，以使所述水下机器人(420)与所述止荡器(300)对接。

14.根据权利要求12所述的布放回收方法，其特征在于，还包括：

驱动所述转动架(200)转动至负角度回收位置；

通过所述缆绳(120)牵引所述水下机器人(420)，以使所述水下机器人(420)与所述止荡器(300)对接；

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述定位凸部(401)；

驱动所述转动架(200)转动，以使所述水下机器人(420)位于存放位置的正上方；

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第二方向相对运动，以使第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部(401)分离；

释放所述缆绳(120)，直至所述水下机器人(420)到达存放位置。

15.一种水下机器人的布放回收方法，应用于权利要求1至10中任一项所述的水下机器人系统，其特征在于，所述水下机器人系统还包括缆绳绞车(100)，所述缆绳绞车(100)包括车体(110)和缆绳(120)，所述缆绳(120)的一端与所述车体(110)相连，所述缆绳(120)的另一端与所述中继器(430)相连，所述方法包括：

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述中继器(430)的定位凸部(401)；

驱动所述转动架(200)转动，以使所述中继器(430)位于水下机器人(420)的正上方；

驱动所述中继器(430)下降，以使所述中继器(430)与所述水下机器人(420)对接；

提升所述中继器(430)和所述水下机器人(420)，驱动所述转动架(200)转动至负角度布放位置；

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第二方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部(401)分离；

释放所述缆绳(120)，直至所述中继器(430)和所述水下机器人(420)到达目标位置。

16.根据权利要求15所述的布放回收方法，其特征在于，所述驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述中继器(430)的定位凸部(401)之前还包括：

驱动所述转动架(200)转动，以使所述止荡器(300)位于所述中继器(430)的正上方；

通过所述缆绳(120)牵引所述中继器(430)，以使所述中继器(430)与所述止荡器(300)对接。

17.根据权利要求15所述的布放回收方法，其特征在于，还包括：

驱动所述转动架(200)转动至负角度回收位置；

通过所述缆绳(120)牵引所述中继器(430)和所述水下机器人(420)，以使所述中继器(430)与所述止荡器(300)对接；

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第一方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部共同夹持所述中继器(430)的定位凸部(401)；

驱动所述转动架(200)转动，以使所述中继器(430)和所述水下机器人(420)位于第一存放位置的正上方；

驱动所述中继器(430)和所述水下机器人(420)下降，直至所述中继器(430)和所述水下机器人(420)到达所述第一存放位置，将所述中继器(430)与所述水下机器人(420)分离；

提升所述中继器(430)，驱动所述转动架(200)转动，以使所述中继器(430)位于第二存放位置的正上方；

驱动所述第一锁止件(330)和所述第二锁止件(340)沿所述第二方向相对运动，以使所述第一夹持部和所述第二夹持部与所述定位凸部(401)分离；

释放所述缆绳(120)，直至所述中继器(430)到达所述第二存放位置；

其中，所述第二存放位置与所述第一存放位置错位设置。

Images