本发明涉及水下推进设备领域，具体涉及一种用于调节水下推进器角度的自锁定与自解锁机构。
背景技术：
1、水下推进器作为潜水机器人、遥控水下航行器、自主水下航行器等设备的核心动力部件，其性能直接决定了整机的机动性、稳定性和作业效能。目前，大多数商用及科研用水下机器人仍普遍采用固定角度推进器，即推进器在安装时其推力方向便已确定，在使用过程中无法进行实时调整。这种固定式设计源于早期水下设备结构简单、控制方便的需求，然而随着应用场景不断扩展、作业任务日趋复杂，其固有缺陷日益凸显。
2、首先，固定角度推进器严重限制了机器人的机动灵活性。在进行轨迹跟踪、定点悬停或避障机动时，机器人必须依赖多个推进器之间的推力分配和复杂协调控制才能实现期望的运动，这不仅对控制算法提出了极高要求，还因各推进器推力之间的耦合效应容易引入运动误差，降低控制精度。尤其在狭窄空间或复杂地貌环境中，无法调整推力方向导致机器人的通过性和适应性大幅下降。
3、其次，该设计导致能量利用效率显著低下。由于推力方向固定，在机器人执行非轴向运动时，推进器产生的推力必然在非目标方向上产生分量，造成能量浪费。例如在侧移或垂直上升时，主推进器仍会持续产生向前推力，无效分力加剧了电池消耗，缩短了水下作业时间，对于能源有限尤其是依赖电池供电的水下平台而言，这一问题尤为突出。
4、再者，在遭遇不确定外部扰动如洋流、涌浪或湍流时，固定角度推进器系统难以实现快速抗干扰调节。由于不能实时调整推力方向以抵消外界扰动力，机器人整体姿态稳定性差，容易出现位姿漂移或剧烈晃动，严重影响了搭载传感器如声纳、光学相机的数据采集质量，使精细作业如水下检测、机械手操作、样本采集等难以可靠完成。
5、为克服上述局限，近年来部分研究开始探索可调角度的推进器方案。一类常见做法是采用伺服电机驱动推进器整体绕轴旋转，从而实现推力方向的调节。然而，电机系统通常体积大、重量重，且需配套减速机构与精密编码器，导致整个推进模块结构复杂、成本高昂，难以在空间受限的小型水下机器人上布置。同时，电机在运行过程中产生电磁干扰，可能影响平台上其它敏感仪器的正常工作。另一类方案采用液压驱动，虽能提供大力矩，但存在系统噪声大、易泄漏、维护困难及环境兼容性差等问题，尤其不利于在长期部署或高静水压环境下使用。
6、综上所述，现有可调角度的推进器存在结构复杂及可靠性差的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有可调角度的推进器存在结构复杂及可靠性差的问题。进而提供一种用于调节水下推进器角度的自锁定与自解锁机构。
2、本发明的技术方案是：
3、一种用于调节水下推进器角度的自锁定与自解锁机构一种用于调节水下推进器角度的自锁定与自解锁机构，包括直线动力源、传动锁解集成组件和机械自锁组件；传动锁解集成组件包括相互配合的滑块与滑轨机构，以及连杆机构；所述直线动力源的输出端与所述传动锁解集成组件连接，用于驱动所述滑块沿所述滑轨作直线运动，并通过所述连杆机构将所述滑块的直线运动转换为推进器的旋转运动；机械自锁组件，设置于所述滑轨的行程终点位置，用于在所述滑块运动至终点时实现推进器角度的机械自锁定；其中，所述直线动力源输出的直线动力同时用于驱动所述滑块移动以调节角度、以及作用于所述机械自锁组件以解除其锁定状态。
4、优选地，直线动力源为气动推杆，所述气动推杆的缸体通过气缸固定座固定于所述连杆机构上。
5、进一步地，传动锁解集成组件还包括解锁舌；所述解锁舌的一端与所述气动推杆的输出端固定连接。
6、更进一步地，传动锁解集成组件还包括第三转轴，所述解锁舌通过其内部开设的腰型槽与第三转轴滑动配合，所述第三转轴固定连接所述滑块与所述连杆机构。
7、更进一步地，机械自锁组件包括第一锁定机构和第二锁定机构，第一锁定机构和第二锁定机构结构相同且竖直滑动安装在滑轨上；其中，第一锁定机构包括第一锁定销和用于提供复位弹力的第一弹簧，第一弹簧安装在第一锁定销的下端；所述解锁舌的一侧端部设有第一外导向斜面和第一内导向斜面，第一锁定销的相应端部设有与之配合的第二右导向斜面和第二左导向斜面，第二右导向斜面和第二左导向斜面之间为第一销顶面。
8、进一步地，所述滑块上设有锁定部，所述锁定部设有第三左导向斜面、第三右导向斜面和锁止面；第一锁定销上的第二右导向斜面和第二左导向斜面也与锁定部的第三左导向斜面、第三右导向斜面和锁止面配合。
9、进一步地，第一锁定机构还包括第一套筒，第一锁定销上套设有第一上密封圈和第一下密封圈；第一套筒固定在滑轨上，第一套筒的内部空腔容置第一弹簧和第一锁定销；第一上密封圈和第一下密封圈与第一套筒的内壁之间形成动密封。
10、进一步地，所述滑块通过多个轴承与所述滑轨滚动配合；其中，至少一对轴承通过调整螺母安装于所述滑块上。
11、更进一步地，进器的下端连接，第二连杆和第三连杆的上部均与第一连杆的左右两个端部转动连接。
12、优选地，所述连杆机构中的转动连接处均设置有自润滑轴套。
13、本发明与现有技术相比具有以下效果：
14、1、本发明运用气动推杆作为动力源，并搭配连杆滑块机构，即本发明的传动锁解集成组件b，实现潜水机器人推进器在两个特定角度之间的灵活切换，同时在这两个特定角度位置分别设置自锁机构，即第一锁定机构c和第二锁定机构d，以此保障推进器工作的稳定性与可靠性。
15、2、本发明采用的气动推杆结构紧凑，推力大，动作速度快，可直接使用高压气体作为动力源，保证了水下使用的安全性，并有利于在空间有限的水下机器人上进行布置。气动推杆通过推动滑块在滑轨上移动，使与滑块相连接的连杆改变角度，将推进器固定在连杆上以达到改变推进器角度的目的。滑轨两端设置有锁定销和限位，在将滑块推至与限位接触之后，锁定销在弹簧的推动下弹出与滑块自锁，此种设计可保证推进器工作时，连滑块机构受力不脱离目标位置。滑块内部布置有解锁舌，可在滑块之间移动，解锁舌与气动推杆相连接，在需要解除锁定状态时，气动推杆推动解锁舌将锁定销压出，解除滑块的锁定状态。气动推杆既用作调整推进器角度的动力源，又用做解锁的动力源，减少了动力源数目，简化了结构的同时，保证了推进器角度调整的稳定性。
16、3、本发明能够实现快速调整推进器的角度。传统水下机器人的推进器为固定角度式，无法根据实际情况来调整推进器的指向。而本发明通过使用气动推杆作为动力来源，配合连杆滑块机构，可根据实际需要快速调整固定在连杆上的推进器角度，使推进器在两个特定角度之间的快速切换。
17、4、本发明能够实现推进器角度的自锁定。本发明在滑轨两端设置有锁定销，通过与滑块形成自锁结构，可保证推进器在两特定角度下均能实现推进器指向稳定性和准确性，在推进器工作时以及连杆机构受到外力作用时，均不会改变推进器的角度。
18、5、本发明能够实现推进器角度的自解锁。本发明在滑块内部设置有解锁舌，可相对于滑块滑动，解锁舌与气动推杆相连接。推杆推动解锁舌在滑块内移动，解锁舌的45°斜面与锁定销的45°斜面相接触，使锁定销脱离与滑块的自锁位置，解除推进器的锁定状态。