一种水下机器人运输用转运伸缩装置

本发明属于水下机器人技术领域，特别涉及一种水下机器人运输用转运伸缩装置。

背景技术：

对于质量较轻的水下机器人或水下探测设备，如水下滑翔机和小型浮标，多采用航空箱包装运输，对于稍重的如1-2吨的水下机器人，可采用集装箱运输，在集装箱内顶板安装起吊伸缩装置，如电动葫芦等设备，节省了空间和人力，对于质量更大且体积不超过常用集装箱的设备，因其自重超出集装箱顶板的承受能力，需放置在底板，为此需设计一种适用于重量大于2吨的水下机器人运输的转运装置，进一步解放人力，提高装卸效率。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种水下机器人运输用转运伸缩装置，便于重量大于2吨的水下机器人的快速装卸，提高效率，解放人力，降低操作风险。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水下机器人运输用转运伸缩装置，包括承载平台、运输平台及两个可伸缩支撑机构，其中两个可伸缩支撑机构设置于承载平台上，所述可伸缩支撑机构用于支撑运输平台及将支撑运输平台推进或推出承载平台；所述运输平台用于承载水下机器人。

所述可伸缩支撑机构包括底板、两级轨道支撑部、托架、举升装置及防倾翻装置，其中两级轨道支撑部和防倾翻装置设置于底板上，所述两级轨道支撑部可伸缩；所述托架可沿竖直方向移动地设置于所述两级轨道支撑部上，所述举升装置设置于所述两级轨道支撑部上且与所述托架连接；所述托架用于支撑所述承载水下机器人，所述防倾翻装置用于辅助支撑。

所述两级轨道支撑部包括下级直线驱动机构、下级导轨槽、下级导轨、下级支撑轮组件、中间支撑板、上级直线驱动机构、上级导轨槽、上级导轨、上级支撑轮组件及顶支撑板，其中下级直线驱动机构、下级导轨槽和下级支撑轮组件均设置于所述底板上，且所述下级导轨槽位于下级支撑轮组件的外侧；所述中间支撑板通过下级导轨与所述下级导轨槽滑动连接，所述下级支撑轮组件用于支撑中间支撑板；所述下级直线驱动机构与所述中间支撑板连接，用于驱动中间支撑板沿下级导轨槽滑动；

所述上级直线驱动机构、上级导轨槽和上级支撑轮组件均设置于中间支撑板上，且上级导轨槽位于上级支撑轮组件的外侧；所述顶支撑板通过上级导轨与所述上级导轨槽滑动连接，所述上级支撑轮组件用于支撑中间支撑板；所述上级直线驱动机构与顶支撑板连接，用于驱动顶支撑板沿上级导轨槽滑动。

所述顶支撑板的侧部沿竖直方向设有升降直线导轨，所述托架通过升降滑块与升降直线导轨滑动连接。

所述举升装置设置于所述顶支撑板上；所述举升装置包括伺服电机和蜗轮蜗杆减速机，其中蜗轮蜗杆减速机的输入端与伺服电机连接，输出端与所述托架连接。

所述下级直线驱动机构包括下级电机组件、下级联轴器、下级丝杠、下级丝母及下级轴承支座，其中下级丝杠的两端通过下级轴承支座支撑，且可转动；所述下级电机组件通过下级联轴器与下级丝杠连接；所述下级丝母与下级丝杠螺纹连接且与中间支撑板连接。

所述上级直线驱动机构包括上级伺服电机、上级联轴器、上级丝杠、上级丝母及上级轴承支座，其中上级丝杠的两端通过上级轴承支座支撑，且可转动；所述上级伺服电机通过上级联轴器与上级丝杠连接；所述上级丝母与上级丝杠螺纹连接且与顶支撑板连接。

所述底板和中间支撑板的两端设有水平限位开关；所述集装箱内设有控制箱。

所述防倾翻装置包括防倾翻支撑轮组件、防倾翻导轨槽、防倾翻支撑板及端部支撑机构，其中防倾翻支撑轮组件和防倾翻导轨槽设置于所述底板上且所述防倾翻导轨槽位于防倾翻支撑轮组件的外侧，所述防倾翻支撑板通过防倾翻导轨与防倾翻导轨槽滑动连接；所述端部支撑机构设置于所述防倾翻支撑板的外侧端部。

所述端部支撑机构包括摇杆和螺杆，其中螺杆与所述防倾翻支撑板螺纹连接，所述摇杆设置于螺杆的上端。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明具有较好的通用性，在其承载范围内，可用于多种构型的水下机器人的装卸工作。

2.本发明环境适应性强，不受场地约束，可在陆地和母船甲板等平地场所使用。

3.本发明解放了人力，较少的人员队伍即可完成水下机器人的装卸，全程遥控操作，提高了现场工作效率，具有较强的可操作性。

附图说明

图1为本发明一种水下机器人运输用转运伸缩装置的结构示意图；

图2为本发明一种水下机器人运输用转运伸缩装置的伸出状态示意图；

图3为本发明中可伸缩支撑机构的伸出状态示意图；

图4为本发明中底板的结构示意图；

图5为本发明中可伸缩支撑机构的收回状态示意图；

图6为本发明中可伸缩支撑机构的侧视图。

其中：1为底板，2为支座，3为轮轴，4为滚轮，5为防倾翻导轨槽，6为防倾翻支撑板，7为托架，8为摇杆，9为防倾翻导轨，10为螺杆，11为吊环螺钉，12为顶支撑板，13为蜗轮蜗杆减速机，14为下级轴承支座，15为下级丝母，16为伺服电机，17为下级丝杠，18为中间支撑板，19为下级联轴器，20为下级电机组件，21为水平限位开关，22为升降直线导轨，23为升降滑块，24为集装箱，25为控制箱，26为运输平台，27为水下机器人，30为上级伺服电机，31为上级联轴器，32为上级丝杠，33为上级丝母，34为上级轴承支座，35为下级导轨槽，36为下级导轨，37为上级导轨槽，38为上级导轨，39为升降限位开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-2所示，本发明提供的一种水下机器人运输用转运伸缩装置，包括承载平台、运输平台26及两个可伸缩支撑机构，其中两个可伸缩支撑机构设置于承载平台上，用于支撑运输平台26及将支撑运输平台26推进或推出承载平台；运输平台26用于承载水下机器人1。

本发明的实施例中，承载平台为集装箱24，两个可伸缩支撑机构设置于集装箱24的底部两侧，两个可伸缩支撑机构可支撑运输平台26。

如图3-5所示，本发明的实施例中，可伸缩支撑机构包括底板1、两级轨道支撑部、托架7、举升装置及防倾翻装置，其中两级轨道支撑部和防倾翻装置设置于底板1上，两级轨道支撑部可伸缩；托架7可沿竖直方向移动地设置于两级轨道支撑部上，举升装置设置于两级轨道支撑部上且与托架7连接；托架7用于支撑承载水下机器人27，防倾翻装置用于辅助支撑。

如图3、图6所示，本发明的实施例中，两级轨道支撑部包括下级直线驱动机构、下级导轨槽35、下级导轨36、下级支撑轮组件、中间支撑板18、上级直线驱动机构、上级导轨槽37、上级导轨38、上级支撑轮组件及顶支撑板12，其中下级直线驱动机构、下级导轨槽35和下级支撑轮组件均设置于底板1上，且下级导轨槽35位于下级支撑轮组件的外侧；中间支撑板18通过下级导轨36与下级导轨槽35滑动连接，下级支撑轮组件用于支撑中间支撑板18；下级直线驱动机构与中间支撑板18连接，用于驱动中间支撑板18沿下级导轨槽35滑动；上级直线驱动机构、上级导轨槽37和上级支撑轮组件均设置于中间支撑板18上，且上级导轨槽37位于上级支撑轮组件的外侧，上级导轨槽37与下级导轨槽35平行；顶支撑板12通过上级导轨38与上级导轨槽37滑动连接，上级支撑轮组件用于支撑中间支撑板18；上级直线驱动机构与顶支撑板12连接，用于驱动顶支撑板12沿上级导轨槽37滑动。

如图6所示，顶支撑板12的侧部沿竖直方向设有升降直线导轨22，托架7通过升降滑块23与升降直线导轨22滑动连接，升降直线导轨22的下端设有升降限位开关39。顶支撑板12的侧部设有支撑部。

如图5所示，举升装置设置于顶支撑板12上；举升装置包括伺服电机16和蜗轮蜗杆减速机13，其中蜗轮蜗杆减速机13的输入端与伺服电机16连接，输出端与托架7的顶部连接。具体地，蜗轮蜗杆减速机13顶部伸出端为螺杆结构，螺杆一端为法兰结构，与托架7连接。升降直线导轨22对称安装于顶支撑板12的侧部两端，对托架7起导向支撑作用。

如图3所示，本发明的实施例中，下级直线驱动机构包括下级电机组件20、下级联轴器19、下级丝杠17、下级丝母15及下级轴承支座14，其中下级丝杠17的两端通过下级轴承支座14支撑，且可转动；下级电机组件20通过下级联轴器19与下级丝杠17连接；下级丝母15与下级丝杠17螺纹连接且与中间支撑板18的侧部连接。下级电机组件20驱动下级丝杠17转动，通过下级丝母15带动中间支撑板18沿下级导轨槽35滑动，当中间支撑板18向后收回时通过中间支撑板18支撑。

上级直线驱动机构包括上级伺服电机30、上级联轴器31、上级丝杠32、上级丝母33及上级轴承支座34，其中上级丝杠32的两端通过上级轴承支座34支撑，且可转动；上级伺服电机30通过上级联轴器31与上级丝杠32连接；上级丝母33与上级丝杠32螺纹连接且与顶支撑板12的侧部连接。上级伺服电机30驱动上级丝杠32转动，通过上级丝母33带动顶支撑板12沿上级导轨槽37滑动。顶支撑板12的顶部两端设有吊环螺钉11。

本实施例中，下级电机组件20和上级伺服电机30均采用伺服电机驱动、行星轮减速器传动的组合体。

进一步地，底板1和中间支撑板18的两端设有水平限位开关21；集装箱24内设有控制箱25。水平限位开关21成对安装在中间支撑板18的两端，在上级导轨38伸出到极限位置时，上级丝母33触碰前端水平限位开关21，信号反馈至控制箱25，使上级伺服电机30停转锁死；在上级导轨38收回到极限位置时，顶支撑板12后端触碰后端水平限位开关21，控制上级伺服电机30停转锁死。同样，水平限位开关21成对安装在底板1两端，实现对下级导轨36的伸缩限位控制。

本发明的实施例中，防倾翻装置包括防倾翻支撑轮组件、防倾翻导轨槽5、防倾翻支撑板6及端部支撑机构，其中防倾翻支撑轮组件和防倾翻导轨槽5设置于底板1上且防倾翻导轨槽5位于防倾翻支撑轮组件的外侧，防倾翻导轨槽5与下级导轨槽35平行设置，如图4所示。防倾翻支撑板6通过防倾翻导轨9与防倾翻导轨槽5滑动连接；端部支撑机构设置于防倾翻支撑板6的外侧端部。本实施例中，下级导轨槽35、上级导轨槽37及防倾翻导轨槽5均为燕尾槽。

具体地，端部支撑机构包括摇杆8和螺杆10，其中螺杆10与防倾翻支撑板6螺纹连接，摇杆8设置于螺杆10的上端。具体地，防倾翻支撑板6为u型钢结构，摇杆8穿过螺杆10顶部圆孔与其紧配合连接。通过螺杆10支撑水下机器人伸出时的悬臂重量，防止集装箱倾翻；

如图4所示，本发明的实施例中，防倾翻支撑轮组件、下级支撑轮组件及上级支撑轮组件结构相同，均包括支座2、滚轮4和轮轴3，支座2成对安装在底板1上，滚轮4通过轮轴3支撑，轮轴3与支座2通过轴承支撑固定。本实施例中，防倾翻支撑轮组件、下级支撑轮组件及上级支撑轮组件均为三组，三组防倾翻支撑轮组件沿防倾翻导轨槽5的方向依次排列，且与防倾翻导轨9配合使用，防倾翻导轨9在伸缩时依靠三组防倾翻支撑轮组件承力。三组下级支撑轮组件与下级导轨36配合使用，下级导轨36在伸缩时依靠下级支撑轮组件承力；三组上级支撑轮组件与上级导轨38配合使用，上级导轨38在伸缩时依靠上级支撑轮组件承力。

本实施例中，水下机器人27落座落座在收放装置后，用张紧带系固，底端可通过吊环螺钉11固定。

本发明的工作原理是：

如图1-2所示，两个可伸缩支撑机构对称安装于集装箱24的底板上，水下机器人27落座于运输平台26上，运输平台26两端面与两托架7端面贴合，便于水下机器人27的限位，控制箱25安装在集装箱24后侧壁上，内部安装各伺服电机驱动器、控制开关和无线收发装置，在本实施例中，可遥控操作两级导轨的伸缩，防倾翻装置依靠手动伸缩。

在水下机器人27装箱之前，先遥控两级轨道支撑部伸出，降低举升装置，伸出防倾翻装置，将螺杆10向下旋转，撑住地面，使托架7的支撑面低于运输平台26底面，然后将运输平台26推至指定举升位置，确保运输平台26两端面与两托架7端面贴合，遥控升起托架7，使运输平台26离开地面且脚轮高于集装箱24底板，遥控收回上级导轨，待其到达限位后程序自动驱动下级导轨36收回，遥控降低举升装置，在本实施例中，可在运输平台26底部增加若干枕木支撑，或卸下脚轮，通过角锁将运输平台26与集装箱24底板锁紧，最后收回防倾翻装置。导轨伸出顺序与上述相反，控制程序预先编制，仅通过遥控盒即可完成收放操作。

综上所述，本发明给出了给出了一种水下机器人运输用转运伸缩装置，可在陆地和母船甲板等平地场所使用，可用于多种构型的水下机器人的装卸工作，节省了人力，提高了现场工作效率，具有较强的环境适应性和可操作性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。