[发明专利]一种基于衔叶式的爬游一体载体结构及水下机器人

说明书

本发明提供了一种基于衔叶式的爬游一体载体结构及水下机器人，主框架左右两侧均转动安装有衔叶式履带结构，且在主框架两侧均安装有用于驱动衔叶式履带结构摆动的摆动驱动机构，各衔叶式履带结构在前后方向上均设有两个履带轮，两个履带轮之间通过履带传动连接，在履带的外侧端面等间距固定有若干衔叶式叶片。爬游一体载体结构采用模块化设计，可兼容搭载各类任务载荷，实现水下机器人功能的多样化，使水下机器人能够适应更加多元化与复杂化的作业环境；通过两侧衔叶式履带结构的折叠翻转实现爬行与游动的转化，可以在主框架上留出更多的空间给任务荷载设备。

技术领域

本发明属于潜水装备，具体涉及到一种基于衔叶式的爬游一体载体结构及水下机器人。

背景技术

近年来，世界各国针对水下机器人技术进行了广泛研究，已研制出多种类型的水下机器人。其中自主式水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)的研究较多。AUV无需电缆遥控，活动范围大，探测能力强，但悬停定位、稳定作业能力不足；而ROV依靠多个不同方向的推进器提供稳定推力，可精确移动定位和作业，但活动范围受拖缆的限制。二者设计通常为零浮力，因而在复杂的海底作业时会受到比较大的限制，而爬行机器人在这方面则有着先天优势。

目前，水下爬行机器人的研究主要集中在多足机器人与履带机器人两方面。研究表明，爬行机器人具有地形适应性好、海底作业稳定等优点，但同时也显露出其能源利用效率低、机动能力弱等缺点。

综上，现有的AUV和ROV水下机器人存在如下技术缺点：

1)现阶段水下机器人的结构设计趋于专向化，水下机器人结构集成度较高，缺少模块化的设计，难以实现较为方便的拆卸、组装、改造与陆上运输。

2)目前大部分水下机器人功能较为单一，无法应对日益多元化与复杂化的作业环境与作业任务。

3)螺旋桨推进的水下机器人在复杂海底环境中，工作较易受到干扰与打断，环境适应能力不足。

目前，遥控水下机器人越来越多地应用于海洋探测、水库大坝检测、水产养殖、船体码头检查、水下考古等领域，根据运动方式的不同，水下机器人可以分为浮游式、爬行式和拖曳式。浮游式最为常见，可实现多自由度灵活运动，但是在对水下底板执行取样、巡检、探测等任务时，保持悬停和姿态稳定比较困难。爬行式可以在水下紧贴板进行作业但收放困难。因此，结合浮游式灵活性和爬行式稳定性的优势，设计开发具备浮游和爬行功能的复合式水下机器人，具备一定的应用价值和研究意义。

发明内容

本申请创新性的提供了一种基于衔叶式的爬游一体载体结构，可以在爬行模式和游行模式下自由切换，可以实现水下底板连续爬行与水中浮游作业，能够适应复杂的水下环境。具体方案如下：

一种基于衔叶式的爬游一体载体结构，所述爬游一体载体结构包含有主框架，主框架左右两侧均转动安装有衔叶式履带结构，且在主框架两侧均安装有用于驱动衔叶式履带结构摆动的摆动驱动机构，

各衔叶式履带结构在前后方向上均设有两个履带轮，两个履带轮之间通过履带传动连接，在履带的外侧端面等间距固定有若干衔叶式叶片；

摆动驱动机构驱动两侧的衔叶式履带结构转动至同一平面，或者平行/对角布置在主框架两侧，以实现游行模式和/或爬行模式的切换。

进一步的，主框架的主体呈开口朝上的U型，在U型的主框架的两侧设有向外延伸的履带安装支架，衔叶式履带结构转动安装在履带安装支架上。

进一步的，主框架两侧的衔叶式履带结构摆动至竖直相互平行状态时，衔叶式履带结构的下端面低于主框架的下端面。

进一步的，主框架的底部设有升降支脚，且在主框架上设有用于驱动升降支脚从主框架中向下伸出的支脚抬升驱动机构，向下完全伸出后的升降支脚底部位于竖直状态下衔叶式履带结构以下；

升降支脚底部设有“井”字形底板。