CN112572735A - 一种重型水下机器人框架及其*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型水下机器人框架及其***，所述框架包括中间立柱、外周立柱、底座承重支架、中部承重支架和顶部承重支架；所述底座承重支架包括外部边框和内部边框，所述外部边框围绕所述内部边框；所述内部边框垂直连接所述中间立柱；所述中部承重支架和所述顶部承重支架依次平行设置于所述底座承重支架的上方且分别连接所述中间立柱；所述外周立柱连接所述外部边框和所述顶部承重支架。本发明实施例提供的重型水下机器人框架及其***，能够减轻所述框架的重量且便于配置大功率的动力单元，灵活布局机器人部件，使得重型水下机器人***结构紧凑、运动灵活。

Description

一种重型水下机器人框架及其***

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是指一种重型水下机器人框架及其***。

背景技术

随着陆地资源日益减少和过度开采导致的环境恶化，人类面临着环境和资源的重大挑战，而深海蕴藏着丰富的生物和矿产资源。进入二十一世纪后，人类把目光投向了海洋，我国更是将海洋生物研究和资源开发提升为国家战略发展方向。深海的科学考查和资源开发离不开先进的技术和装备，目前深海领域的科考和作业主要依赖于深海作业级重型水下机器人***，其作业深度大、作业时间长，能够抵抗相对恶劣的海洋环境，被广泛应用于海洋地质和生物考察、海底光缆和管道的辅助铺设、深海救助和打捞、水下结构物的监测和检查等领域。

框架结构对重型水下机器人***的可靠性和性能具有重要影响，目前的框架结构无法满足大功率重型水下机器人***的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种重型水下机器人框架，能够提供满足大功率重型水下机器人***的要求。

基于上述目的本发明提供的一种重型水下机器人框架，所述框架包括中间立柱、外周立柱、底座承重支架、中部承重支架和顶部承重支架；

所述底座承重支架包括外部边框和内部边框，所述外部边框围绕所述内部边框；

所述内部边框垂直连接所述中间立柱；

所述中部承重支架和所述顶部承重支架依次平行设置于所述底座承重支架的上方且分别连接所述中间立柱；

所述外周立柱连接所述外部边框和所述顶部承重支架。

进一步的，所述框架的材质为热处理强化的铝合金；

所述外周立柱、所述底座承重支架、所述中部承重支架和所述顶部承重支架上规则分布第一通孔；所述中间立柱中空。

进一步的，还包括第一横梁，所述外周立柱包括一对第一立柱和一对第二立柱，所述一对第一立柱和所述一对第二立柱分别位于所述中间立柱的两侧；

所述第一立柱靠近所述顶部承重支架的端部向远离所述第二立柱的方向弯折，且在垂直所述中间立柱的方向伸出所述外边框和所述顶部承重支架；

所述一对第一立柱靠近所述顶部承重支架的端部间连接所述第一横梁。

进一步的，所述外部边框为矩形，所述第一立柱设置在所述外部边框的长边且距离长边和短边的连接处一定距离，所述第二立柱设置在所述外部边框的长边和短边的连接处。

进一步的，所述底座承重支架远离所述中部承重支架的一面设置辅助板，所述辅助板上分布第一通孔。

本发明实施例的第二个方面，提供了一种重型水下机器人***，包括：前述重型水下机器人框架的***，还包括浮体，所述浮体设置在所述顶部承重支架上，所述浮体靠近所述第一横梁。

进一步的，还包括防护部件，所述防护部件设置于所述框架和所述浮体的四周，其中，

所述防护部件包括第一组件，所述第一组件设置于所述第一横梁和位于所述第一横梁同侧的所述短边上，所述第一组件迎水面设置有圆角。

进一步的，还包括液压动力单元，所述液压动力单元固定在所述底座承重支架上且靠近所述第二立柱的一侧，用于给所述重型水下机器人***提供驱动力。

进一步的，还包括补偿器，所述补偿器设置于所述底座承重支架上，所述补偿器和所述第一立柱的距离大于所述补偿器和所述第二立柱的距离。

进一步的，还包括：提升装置，所述提升装置包括连接件和中空的提升杆，所述连接件连接所述中间立柱；

所述连接件的横梁上设置多个第三通孔，所述提升杆能够连接不同的第三通孔以调整重心；所述提升杆的内部能够容纳脐带缆。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种重型水下机器人框架，通过中间立柱、外周立柱起到支撑所述底座承重支架、所述中部承重支架和所述顶部承重支架的作用，使得所述底座承重支架和所述中部承重支架间的空间阻隔少、所述中部承重支架和所述顶部承重支架间的空间阻隔少，在减轻所述框架的重量的同时，便于配置大功率的动力单元，灵活布局机器人部件，使得重型水下机器人结构紧凑、运动灵活。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种重型水下机器人框架的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种浮体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种防护部件示意图；

图4为本发明实施例提供的一种重型水下机器人***的整体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种重型水下机器人***的左视图；

图6为本发明实施例提供的一种重型水下机器人***的右视图；

图7为本发明实施例提供的一种重型水下机器人***的前视图；

图8为本发明实施例提供的一种重型水下机器人***的俯视图；

图9为本发明实施例提供的一种重型水下机器人***的仰视图；

图10为本发明实施例提供的一种提升装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

对重型水下机器人来说，牢固的框架和合理的***布局是保证重型水下机器人安全作业的前提。为保证足够的稳定性，目前的框架结构复杂，空间有限，限制大功率动力单元的设置，无法满足大功率重型水下机器人的要求。本发明中的重型水下机器人也可以称为遥控无人潜水器(Romote Operated Vehicle，ROV)，用于水下观察、检查和施工等。

本领域技术人员能够理解，对于重型水下机器人***来说，除框架外，还包括多种直接或间接设置在所述框架上的机器人部件，包括但不限于推进器、补偿器、彩色CCD摄像机、水下灯、云台、绳缆切割器、低照度相机、提升装置、声呐、云台支架、LED灯、七功能机械手、五功能机械臂、信标、铭牌、油水过滤器、电子舱、液压动力单元等。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种重型水下机器人框架的一个实施例。如图1所示，为本发明提供的重型水下机器人框架的一个实施例的结构示意图。

一种重型水下机器人框架，所述框架包括中间立柱1、外周立柱、底座承重支架5、中部承重支架6和顶部承重支架7；

所述底座承重支架5包括外部边框51和内部边框52，所述外部边框51围绕所述内部边框52；

所述内部边框52垂直连接所述中间立柱1；

所述中部承重支架6和所述顶部承重支架7依次平行设置于所述底座承重支架5的上方且分别连接所述中间立柱1；

所述外周立柱连接所述外部边框51和所述顶部承重支架7。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种重型水下机器人框架，通过中间立柱、外周立柱起到支撑所述底座承重支架、所述中部承重支架和所述顶部承重支架的作用，使得所述底座承重支架和所述中部承重支架间的空间阻隔少、所述中部承重支架和所述顶部承重支架间的空间阻隔少，整体结构简洁，在减轻所述框架的重量的同时，便于配置大功率的动力单元，灵活布局机器人部件，使得重型水下机器人结构紧凑、运动灵活。

钢制框架虽有较高的机械强度，但质量较大，不利于重型水下机器人的水下运动和作业，同时存在腐蚀严重的问题；钛合金不仅机械强度高、耐腐蚀性好，密度也较钢小，但是整体造价昂贵，成本高。

为进一步降低框架的重量，在本发明的一些实施例中，所述框架的材质为热处理强化的铝合金；所述外周立柱、所述底座承重支架5、所述中部承重支架6和所述顶部承重支架7上规则分布第一通孔；所述中间立柱1中空。

利用热处理强化后的铝合金，既能够满足机械强度的要求，又因为铝合金密度比钢材和钛合金小，同等体积下能够减轻框架的重量，使得框架更加轻便。此外，与钛合金相比，价格便宜、成本低廉。

通过在所述外周立柱、所述底座承重支架5、所述中部承重支架6和所述顶部承重支架7上设置规则分布的第一通孔，能够进一步减轻框架的重量，同时所述第一通孔还可以作为过水孔，有利于海水的快速流出，减少水流阻力，有利于提高重型水下机器人的运行性能。需要说明的是，本发明的框架包括的其他组件，在满足强度需求的情况下，同样可以设置规则分布的第一通孔，不限于此处列举的部件。

所述中间立柱1设置成中空，同样起到减轻框架重量的作用。

进一步的，所述框架通过焊接制备而成，例如所述内部边框52、所述中部承重支架6和所述顶部承重支架7与所述中间立柱1通过焊接相连。

可选的，所述底座承重支架5、所述中部承重支架6、所述顶部承重支架7、外周立柱的材料均为热处理强化的铝合金板。所述第一通孔规则的分布于所述铝合金板上。

在本发明的一些实施例中，还包括第一横梁2，所述外周立柱包括一对第一立柱3和一对第二立柱4，所述一对第一立柱3和所述一对第二立柱4分别位于所述中间立柱1的两侧；

所述第一立柱3靠近所述顶部承重支架7的端部向远离所述第二立柱4的方向弯折，且在垂直所述中间立柱1的方向伸出所述外边框51和所述顶部承重支架7；

所述一对第一立柱3靠近所述顶部承重支架7的端部间连接所述第一横梁2。

这样的结构能够在不增加所述底部承重支架和所述顶部承重支架的面积的情况下，安装更大面积的浮体，当配置大功率的动力单元导致所述重型水下机器人***的重量增加时，也能够提供足够的浮力保持***的平稳运行。

这样的结构还能够对安装在所述框架下部的机器人部件(例如机械臂、云台、水下灯、摄像机)起到保护作用，避免其直接暴露在外、使其免受磕碰。

特别是，所述第一立柱靠近所述顶部承重支架的端部向远离所述第二立柱的方向弯折，使得所述框架具有流线型结构，能够减小水下运动阻力、机动性能更好。

进一步的，所述第一立柱3和所述第二立柱4之间连接第二横梁9。

进一步的，所述一对第二立柱4之间连接第三横梁10。

通过设置所述第二横梁9和所述第三横梁10，能够增加所述框架的强度和稳定性。本领域技术人员能够理解的，根据重型水下机器人上机器人部件的布局，所述第二横梁9和所述第三横梁10的具体设置数量和位置可以灵活选择。

本领域技术人员能够理解，所述第二立柱4指向所述第一立柱3的方向是预设的框架在水中的移动方向(如图4中箭头指示方向)。

在本发明的一些实施例中，所述外部边框51为矩形，所述第一立柱3设置在所述外部边框51的长边511且距离长边511和短边512的连接处一定距离，所述第二立柱4位于所述外部边框51的长边511和短边512的连接处。

这样的结构设置，所述第一立柱3与所述外部边框51的顶角具有一定距离，便于在所述底座承重支架上搭载机械臂等设备，不会因第一立柱3而限制机械臂等的活动范围。

进一步的，所述第一立柱3向远离所述第二立柱的方向倾斜，使得所述第一立柱3的整体线条更加流畅，受力更加均衡，稳定性更高。

进一步的，所述底座承重支架5还包括连接板53，所述连接板53连接所述外部边框51和所述内部边框52。通过设置所述连接板53能够增加所述底座承重支架5的强度；同时，所述连接板53也能够用于搭载机器人部件。

进一步的，所述内部边框52为矩形。可选的，所述中部立柱1的数量为四根，分别位于所述内部边框52的四个顶角。可选的，所述连接板53的数量为四块，分别连接所述外部边框51和所述内部边框52的四个顶角，这样的设置能够保证所述框架的对称性，有利于保证重型水下机器人***的受力均衡和稳定。

进一步的，所述中部承重支架6包括一对第一斜板61、一对第二斜板62和一对端梁63，所述第一斜板61连接靠近所述第一立柱3的中间立柱1且朝向所述第二立柱4，所述第二斜板62连接靠近所述第二立柱4的中间立柱且朝向所述第一立柱3，所述端梁63连接所述第一斜板61和所述第二斜板63且置于所述外边框51的长边正上方。

通过设置第一斜板61和第二斜板62的连接方向，丰富了所述框架的受力方向，有利于提高所述框架的强度。同时，减少所述端梁6的长度，进一步降低所述框架的重量，且由于增加了所述底座承重支架5和所述顶部承重支架7间的阻隔范围，能够更方便的设置机器人部件。

此外，第一斜板61和第二斜板62还能够起到支撑浮体的作用。具体的，为增加浮体的体积，浮体的形状是不规则的，对于穿过所述顶部承重支架7延伸至中部承重支架6的浮体，第一斜板61和第二斜板62能够起到支撑作用。

进一步的，所述顶部承重支架7包括矩形框71、第四横梁72、一对第三斜板73和一对第四斜板74；

所述矩形框71设置于所述内边框52的正上方且连接所述中间立柱1；

所述第三斜板73连接靠近所述第一立柱3的中间立柱1和位于同侧的所述第一立柱3，所述第四斜板74连接靠近所述第二立柱4的中间立柱1和位于同侧的所述第二立柱4；

所述第四横梁72连接一对所述第三斜板73且连接所述一对第一立柱3。

可选的，所述第三横梁10连接所述一对第四斜板74。

这样的顶部承重支架稳定性好，且能够对所述第一立柱3提供足够的连接强度，当所述第一立柱3的端部受到撞击时，能够有效向多个方向分解冲击力，提高框架的稳定可靠性。

可选的，所述第三斜板73和所述第四横梁72之间、以及所述第四斜板74和与之连接的第三横梁10之间设置加强板(图中未标示)。通过所述加强板，进一步提高所述顶部承重支架的稳定性。

参考图1和图9，在本发明的一些实施例中，所述底座承重支架5远离所述中部承重支架6的一面设置辅助板54，所述辅助板54上分布第一通孔。需要说明的是，图1中为清楚体现底座承重支架5的结构，省略了部分辅助板54。

通过设置辅助板54，能够保护所述框架，同时也避免所述框架上搭载的机器人部件直接接触海底，避免磕碰。同时，所述辅助板54还能够用于放置配置铅块。

所述辅助板54上分布第一通孔，可以形成过水孔，便于海水流出，减少运动阻力。

在本发明的一些实施例中，所述辅助板54上设置配重位，所述配重位用于放置所述配重铅块，通过调整所述配重铅块的数量即可调整所述重型水下机器人***的重心。

特别是，所述框架上预留水下作业工具接口，根据不同作业需求选配不同的作业工具，如水下液压剪、水下切割机等。当增加或减少所述水下作业工具时，导致重型水下机器人***的重心改变，此时调整所述配重铅块的数量和位置，能够使重型水下机器人重新达到平衡，保证重型水下作业的稳定性。

本领域技术人员能够理解的，所述配重位可以灵活设置，例如所述辅助板沿长边方向的两端或沿短边方向的两端。当配重位设置在长边方向的两端时，可以调节重型水下机器人***的前后平衡；当配重位设置在短边方向的两端时，可以调节重型水下机器人***的左右平衡。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种包括所述重型水下机器人框架的***的一个实施例。参考图4，所述重型水下机器人***还包括浮体，所述浮体设置在所述顶部承重支架上，所述浮体靠近所述第一横梁。

通过这样的设置，所述浮体能够覆盖所述第一立柱3和所述顶部承重支架7，具有更大的面积，能够为所述重型水下机器人***提供更大的浮力。

本发明实施例提供的一种重型水下机器人***，所述框架结构左右对称，四根中心立柱1对称分布于所述底座承重支架5的中部，所述浮***于所述框架的上部，重量较大的液压动力单元等机器人部件能够方便的设置于所述底座承重支架上5上，这样的***布局能够保证浮力中心与重力重心分开且位于同一铅锤面上，保证所述重型水下机器人***在海水中是中性浮力，提高稳定性、水下运动的机动性以及水下作业的便捷性。

进一步的，参考图2所示，所述浮体包括前部801、第一部802和第二部803。前部801靠近所述第一横梁2，所述第一部802和所述第二部803远离所述第一横梁2且彼此对称。通过设置三个独立部，所述浮体便于加工成型和安装。所述第一部802和所述第二部803上均设置第二通孔804，所述第二通孔804用于所述中间立柱1穿出。根据垂直推进器的设置情况，所述浮体上设置有圆孔，用于所述垂直推进器穿出(参见图8)。

所述浮体的表面光顺，特别是，所述前部801，所述第一部802和所述第二部802的边角处均设置圆角，这样的结构能够减小重型水下机器人***在水下运动时的流体阻力。

进一步的，所述浮体通过螺栓连接所述顶部承重支架7。

进一步的，所述浮体的材质是玻璃微珠复合泡材料或轻质复合材料。根据重型水下机器人***下潜深度的不同，所述浮体的材质密度在0.3～0.7g/cm³之间，所述密度范围能够满足常规的下潜深度的要求。

本领域技术人员能够理解的，为增加浮体的体积，浮体的形状是灵活设置的。浮体的靠近所述中部承重支架6的一面是非平面，可以部分朝向所述中部承重支架6延伸，此时第一斜板61和第二斜板62能够支撑所述浮体。

如图3所示，在本发明的一些实施例中，还包括防护部件，所述防护部件设置于所述框架和所述浮体的四周，其中，

所述防护部件包括第一组件811，所述第一组件811设置于所述第一横梁2和位于所述第一横梁2同侧的所述短边512上，所述第一组件811迎水面设置有圆角。

通过设置防护部件，起到减振缓冲作用，避免与其他物体直接撞击，解决所述重型水下机器人***在布放回收及运动过程中的安全保护问题。此外，所述第一组件迎水面设置有圆角，能够减少重型水下机器人***在前进时的流体阻力。

进一步的，所述第一组件811的材料是橡胶。所述第一组件811通过螺栓安装在所述第一横梁2和位于所述第一横梁2同侧的所述短边512上。更具体的，设置于迎水面上(本领域技术人员能够理解，此处的迎水面为按照重型水下机器人的预设前进方向运动时，水直接冲击的面)。

本领域技术人员能够解决，当所述浮体连接所述顶部承重支架7后，所述重型水下机器人***的外表面包括所述浮体和部分所述框架。进一步的，所述防护部件还包括第二组件812，所述第二组件812设置于所述重型水下机器人***的外表面，特别是边角位置，例如第一立柱3、第二立柱4、长边511、第二横梁9、端梁63等。

所述第二组件812的材料为聚丙烯塑料。

为更清楚的体现本发明实施例中的重型水下机器人***的布局，图5中省略了部分机器人部件未画出，例如浮体。参考图5所示，在本发明的一些实施例中，还包括液压动力单元82，所述液压动力单元82固定在所述底座承重支架5上且靠近所述第二立柱4的一侧，用于给所述重型水下机器人***提供驱动力。可选的，所述液压动力单元通过螺栓固定。

利用本发明提供的框架，此处的液压动力单元最大功率可达150KW或以上，给重型水下机器人***提供大功率，解决重型水下机器人***大功率作业的需求。

这样的液压动力单元，能够给根据不同作业功率的需求进行选配的推进器提供足够的动力，最大推动力可达1100kgf或以上。

进一步的，所述液压动力单元82包括电机、泵、过滤器、蓄能器和阀块，电机带动泵转动，将机械能转化为液压能，液压油经液压控制单元后推动推进器转动。

如图5所示，在本发明的一些实施例中，还包括补偿器83，所述补偿器83设置于所述底座承重支架5上，所述补偿器83和所述第一立柱3的距离大于所述补偿器83和所述第二立柱4的距离。可选的，所述补偿器83通过转接件固定在底座承重支架5的连接板53上。

需要说明的是，重型水下机器人***下潜深度越大，所承受的静水压力就越大，较大的水压会导致阀箱、灯控箱等箱体损坏，需要利用补偿器83来平衡外界静水压力。所述补偿器83通过弹性元件感应外界海水压力，并将其传递到液压***内部，使***的回油压力与外界海水压力相等，并随海水深度变化自动调节，实现不同海水深度下的压力补偿。

参考图5和图10，在本发明的一些实施例中，还包括：提升装置，所述提升装置包括连接件843和中空的提升杆842，所述连接件843连接所述中间立柱1；这里，所述连接件843的四角可以分别连接四个所述中间立柱1；

所述连接件843的横梁841上设置多个第三通孔，所述提升杆842能够连接不同的第三通孔以调整重心；这里，所述第三通孔的数量可以是五个；

所述提升杆842的内部能够容纳脐带缆。

可选的，所述脐带缆连接所述重型水下机器人的脐带缆接线箱上。

通过这样的方式，根据重型水下机器人***的负载情况的不同，提升杆842可通过销子固定在不同的位置，保证释放和回收过程中重型水下机器人的整体平衡。

进一步的，所述连接件843的横梁841平行于所述长边，所述第三通孔沿所述长边方向排列，此时，通过连接不同的第三通孔，能够调节所述重型水下机器人的前后平衡；或者，所述连接件843的横梁841平行于所述短边，所述第三通孔沿所述短边方向排列，此时，通过连接不同的第三通孔，能够调节所述重型水下机器人的左右平衡。

本领域技术人员能够理解，通过配重位的位置、第三通孔排列方向的配合，能够调节重型水下机器人的重心，实现重型水下机器人的平衡，例如，配重位设置在短边方向的两端时，能够调节左右平衡，则第三通孔沿所述长边方向排列能够调节前后平衡。

在本发明的一些实施例中，还包括水平推进器851和垂直推进器852；所述水平推进器851对称设置在所述顶部承重支架7的下表面；所述垂直推进器852对称设置，且通过短立柱11连接所述顶部承重支架7的上表面；所述水平推进器851和所述垂直推进器852由所述液压动力单元82驱动。

所述水平推进器851和所述垂直推进器852全部由液压驱动，通过调节伺服比例阀的开口大小来控制进入推进器中液压油的流量，从而控制推进器转速，进而控制重型水下机器人***的运动速度。

进一步的，所述水平推进器851的数量是四个，通过螺栓对称安装在顶部承重支架7的下表面。所述垂直推荐器852的数量是三个，所述短立柱11呈三角分布。所述短立柱11焊接于所述顶部承重支架7上表面，所述垂直推进器852通过螺栓安装在所述短立柱11上。

可以理解的，根据水下作业的功率需求，设置所述水平推荐器851和所述垂直推荐器852的数量。当需要增加所述垂直推荐852时，相应增加所述短立柱11的数量。

在本发明的一些实施例中，还包括电子舱86，所述电子舱86通过螺栓和紧扣带固定于所述中部承重支架6。

所述电子舱86是重型水下机器人***的核心部件，用于安装光纤通信机和控制电路板等，为其他部件提供电力和数据通信，并和控制集装箱内控制台保持实时的信号传输。电子舱86里面装有漏水检测装置，电子舱86每次下水前都要抽真空，当有海水进入时会发出警报。

如图7所示，在本发明的一些实施例中，还包括七功能机械手871和五功能机械手臂872；所述七功能机械手871和所述五功能机械手臂872通过螺栓固定于所述底座承重支架5靠近所述第一立柱3一侧。这里，七功能机械手是具有七个自由度的机械手，动作灵活，作业精度高，最大额定举力为454kg，额定抓力4092N，腕部额定力矩170Nm，腕部连续旋转速度为6-35rpm，伸展距离为1.922m；五功能机械手臂是具有五个自由度的机械手，能可靠实施重型水下机器人***悬浮作业的定位功能，同时也能兼顾部分作业任务。

可选的，所述底座承重支架5靠近所述第一立柱3的一侧设置安装台面55(如图1所示)，所述七功能机械手871和所述五功能机械手臂872分别设置在两个所述安装台面55上。

进一步的，所述七功能机械手871和所述五功能机械手臂872的材料包括钛合金、阳极氧化铝和不锈钢，作业深度可达6000m，依靠液压驱动作业，可与推进器共用一个液压回路，也可以设计为单独液压回路。

如图6和图7所示，在本发明的一些实施例中，所述***还包括云台88，所述云台88用于搭载声呐881、低照度相机882、彩色CCD摄相机883或水下灯884等。应该理解的，声呐881、低照度相机882、彩色CCD摄相机883或水下灯884可以根据需要选择是否设置于所述云台上，除设置所述云台上之外，也可以独立设置。

这里，声呐881是一种声学探测设备，用于水下目标物及障碍物的探测和定位，防止重型水下机器人与障碍物碰撞。可选的，所述声呐881外壳材料为阳极氧化铝，具有较好的耐腐蚀性能；具备高频(650KHz)和低频(325KHz)两种工作频率，高频模式下的波宽为：垂直40°、水平1.5°；低频模式下的波宽为：垂直20°、水平3°；高频模式下的量程为0.4-100m，低频模式下的量程为0.4-300m。

低照度相机882是一种在较低光照强度下仍然可以摄取高清图像的摄像机。

自然光无法到达深海，水下灯884具备较高的亮度和免维护寿命，亮度10000流明，免维护寿命50000小时，最大光束角80°。

彩色CCD摄相机，其中，CCD是电荷耦合器件(Charge Coupled Device),是一种半导体成像器件。

根据观测***需求的不同，所述云台88的数量可以相应增加；同时，彩色CCD摄相机883和水下灯884也可以相应增加；通常，彩色CCD摄像机883旁边均需设置水下灯884，以保证成像效果。为提高水下照明的亮度和范围，增加的水下灯884可分布于框架的第一横梁2上或者所述底座承重支架6的安装台面55。

可选的，云台88通过螺栓固定在第一横梁2上或靠近所述第一立柱3的部位。选择这样的位置，能够照亮所述重型水下机器人***的前进方向，采集该方向的信息，保证所述重型水下机器人***的平稳运行。

可选的，声呐881通过螺栓和紧扣带固定在云台88上部、低照度相机882通过螺栓和紧扣带固定在云台88中部、水下灯884通过螺栓和紧扣带固定在云台下部两侧。

如图6和图7所示，在本发明的一些实施例中，还包括信标89，所述信标89设置于所述顶部承重支架7上且穿过所述浮体。这里，所述信标89是一种无人管理的灯光设备或其他信号装置。

如图6和图7所示，在本发明的一些实施例中，还包括LED灯90，所述LED灯通过螺栓固定在重型水下机器人***迎水面的上部和下部的左右两侧。这里，发光二极管(LightEmitting Diode，LED)是一种能将电能转化为可见光的固态半导体器件。LED灯外壳为阳极氧化铝材质，具有较好的耐腐蚀性能，工作水深可达6000m。

在本发明的一些实施例中，还包括绳缆切割器91(如图6所示)，所述绳缆切割器91设置在所述重型水下机器人***的迎水面的下部，例如可以是安装平台55上。这里，所述绳缆切割器91是一种水下作业工具，用于水下电缆的切割。

参考图5，在发明的一些实施例中，还包括液压接口阀箱92和脐带缆接线箱93，液压接口阀箱92和脐带缆接线箱93固定在所述底部承重支架5上，且靠近所述第一立柱3一侧；其中，脐带缆接线箱93更加靠近所述补偿器2。这里，所述液压接口阀箱92是多个液压阀块的集成装置。

本发明实施例公开的重型水下机器人框架及其***，通过巧妙设计框架的结合，并合理布置机器人部件，能够满足到大功率重型水下机器人***的作业需求。其中，水下灯、彩色CCD摄像机、声呐等组成观测监控***，能够为重型水下机器人水下作业提供安全保障；布局于重型水下机器人***底座承重支架两侧的机械手可方便的进行水下作业；布局于重型水下机器人中部的四个个水平推进器呈左右对称分布，布局于重型水下机器人上部的三个垂直推进器也呈左右对称分布，能够为ROV水下运动提高可靠的推动力。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重型水下机器人框架，其特征在于，所述框架包括中间立柱、外周立柱、底座承重支架、中部承重支架和顶部承重支架；

所述底座承重支架包括外部边框和内部边框，所述外部边框围绕所述内部边框；

所述内部边框垂直连接所述中间立柱；

所述中部承重支架和所述顶部承重支架依次平行设置于所述底座承重支架的上方且分别连接所述中间立柱；

所述外周立柱连接所述外部边框和所述顶部承重支架。

2.根据权利要求1所述的重型水下机器人框架，其特征在于，

所述框架的材质为热处理强化的铝合金；

所述外周立柱、所述底座承重支架、所述中部承重支架和所述顶部承重支架上规则分布第一通孔；所述中间立柱中空。

3.根据权利要求1所述的重型水下机器人框架，其特征在于，还包括第一横梁，所述外周立柱包括一对第一立柱和一对第二立柱，所述一对第一立柱和所述一对第二立柱分别位于所述中间立柱的两侧；

所述第一立柱靠近所述顶部承重支架的端部向远离所述第二立柱的方向弯折，且在垂直所述中间立柱的方向伸出所述外边框和所述顶部承重支架；

所述一对第一立柱靠近所述顶部承重支架的端部间连接所述第一横梁。

4.根据权利要求3所述的重型水下机器人框架，其特征在于，所述外部边框为矩形，所述第一立柱设置在所述外部边框的长边且距离长边和短边的连接处一定距离，所述第二立柱设置在所述外部边框的长边和短边的连接处。

5.根据权利要求4所述的重型水下机器人框架，其特征在于，所述底座承重支架远离所述中部承重支架的一面设置辅助板，所述辅助板上分布第一通孔。

6.一种包括权利要求4～5任一项所述的重型水下机器人框架的***，其特征在于，还包括浮体，所述浮体设置在所述顶部承重支架上，所述浮体靠近所述第一横梁。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，还包括防护部件，所述防护部件设置于所述框架和所述浮体的四周，其中，

所述防护部件包括第一组件，所述第一组件设置于所述第一横梁和位于所述第一横梁同侧的所述短边上，所述第一组件迎水面设置有圆角。

8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，还包括液压动力单元，所述液压动力单元固定在所述底座承重支架上且靠近所述第二立柱的一侧，用于给所述重型水下机器人***提供驱动力。

9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，还包括补偿器，所述补偿器设置于所述底座承重支架上，所述补偿器和所述第一立柱的距离大于所述补偿器和所述第二立柱的距离。

10.根据权利要求6所述的***，其特征在于，还包括：提升装置，所述提升装置包括连接件和中空的提升杆，所述连接件连接所述中间立柱；

所述连接件的横梁上设置多个第三通孔，所述提升杆能够连接不同的第三通孔以调整重心；所述提升杆的内部能够容纳脐带缆。

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