智能投弹装置及水下作业机器人的制作方法

1.本发明涉及水下机械设备领域，具体是指一种智能投弹装置及水下作业机器人。


背景技术：

2.水下机器人主要分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜器(remote operated vehicle，简称rov)；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自主式水下潜器(autonomous underwater vehicle，简称auv)，自主式水下机器人是新一代水下机器人，具有活动范围大、机动性好、安全、智能化等优点，成为完成各种水下任务的重要工具，例如，在民用领域，可用于铺设管线、海底考察、数据收集、钻井支援、海底施工，水下设备维护与维修等；在军用领域则可用于侦察、布雷、扫雷、援潜和救生等，现有自主式水下机器人的不足是结构单一，只能完成一项任务，当需要进行多项任务，机器人需要多次入水，工作量大，工作不稳定，精确性不高、费时费力，机器人能耗和成本较高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术不足，提供一种结构巧妙、操作灵活、可通讯、可观测、可搜寻、可投弹、可排爆、可释放子机、能够同时完成多项水下作业、作业精度高的智能投弹装置及水下作业机器人。
4.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种智能投弹装置，其特征在于：包括投弹舱，所述投弹舱内设有投弹机构，所述投弹机构包括炮弹、投弹弹托和投弹电机，所述投弹舱内至少设有一个炮弹筒，所述炮弹筒内至少设有两枚炮弹，所述炮弹筒下端设有投弹弹托，投弹弹托由投弹电机驱动，所述投弹电机驱动投弹弹托旋转，使得投弹弹托托住或释放炮弹，所述投弹电机与投弹舱固定连接，以利于投弹电机驱动投弹弹托旋转，炮弹掉出投弹舱，实现投弹作业。
5.本发明所述投弹弹托包括两个弹托架，两个弹托架间隔设置在投弹电机两侧，两个弹托架经连接板固定连接，一个弹托架与投弹电机的输出轴固定连接，另一个弹托架上设有投弹从动轴，所述投弹从动轴一端经轴承与投弹舱固定连接，另一端与弹托架固定连接，两个弹托架朝向炮弹筒的一面分别设有托槽，托槽上端设有限位块，限位块与弹托架固定连接，托槽托住炮弹，当投弹电机驱动弹托架旋转释放一枚炮弹时，弹托架旋转使得限位块旋入炮弹筒内，限位块与炮弹筒内即将下落的另一枚炮弹下端相抵靠，以利于弹托架托住炮弹筒内最下端的一颗炮弹，投弹电机驱动弹托架旋转，最下端的这颗炮弹从弹托架上滑出，以此同时，弹托架旋转使得限位块旋入炮弹筒内，限位块抵住另一枚即将下落的炮弹，防止炮弹连续下落。
6.本发明所述投弹舱上端设有可打开或闭合的上舱盖，投弹舱下端设有可打开或闭合的下舱盖，以利于打开上舱盖放入炮弹，打开下舱盖，炮弹从下舱盖处投放出去，完成投弹作业。
7.本发明所述下舱盖上设有下舱盖舵机，所述下舱盖与下舱盖舵机连接，并由下舱
盖舵机驱动打开或闭合，所述下舱盖舵机固定在投弹舱上，以利于通过下舱盖舵机驱动下舱盖打开，实现炮弹投放作业，投放完毕后，通过下舱盖舵机关闭下舱盖。
8.本发明所述上舱盖上设有上舱盖舵机，上舱盖与上舱盖舵机连接并由上舱盖舵机驱动打开或闭合，所述上舱盖舵机固定在投弹舱上，以利于通过上舱盖舵机驱动上舱盖打开，完成装弹作业，装弹完毕后，通过上舱盖舵机关闭上舱盖。
9.本发明所述上舱盖一端与投弹舱铰接，另一端经卡扣与投弹舱连接，手动打开，灵活方便，成本低。
10.一种水下作业机器人，包括机器人主体，所述机器人主体上设有控制系统，其特征在于：所述机器人主体上设有上述所述的智能投弹装置，所述投弹舱与机器人主体固定连接，所述投弹电机与控制系统相连接，以利于机器人通过投弹机构实现投弹作业。
11.本发明所述机器人主体上设有爆破块投放机构，所述爆破块投放机构包括爆破舱、升降架、升降电推杆、爆破块、爆破块限位架、机械手和伸缩组件，所述机器人主体上设有爆破舱，所述爆破舱与机器人主体固定连接，所述爆破舱上设有可打开或闭合的爆破舱门，所述爆破舱的侧板上设有爆破块出口，所述爆破舱内设有升降架，所述升降架固定在爆破舱的底板上，所述升降架由升降电推杆驱动升降，所述升降架上端设有爆破块，爆破块至少设有两个，爆破块叠加放置在升降架上，爆破块外侧设有爆破块限位架，爆破块上方或一侧设有机械手，所述爆破块限位架罩在爆破块外侧，使得爆破块不移动，爆破块限位架位于机械手下方，爆破块限位架下端与爆破舱的底板固定连接，所述机械手上设有伸缩组件，所述机械手经伸缩组件与爆破舱固定连接，机械手经伸缩组件驱动，夹持爆破块穿过爆破块出口置于机器人主体外侧，所述机械手、伸缩组件分别与控制系统相连接，以利于通过机械手将爆破块放在指定位置。
12.本发明所述伸缩组件包括第一机械臂、伸缩电推杆、第二机械臂、连接座、第三机械臂、滑轮座、第四机械臂、第一滑轮、第一拉绳、第二滑轮和第二拉绳，所述爆破舱内设有第一机械臂，所述第一机械臂上设有伸缩电推杆，所述第一机械臂一端与爆破舱的侧板固定连接，另一端设有第二机械臂，第二机械臂一端置于第一机械臂内与第一机械臂滑动连接，第二机械臂另一端外壁设有连接座，所述第二机械臂内设有第三机械臂，所述第三机械臂一端置于第二机械臂内与第二机械臂滑动连接，所述第三机械臂另一端外壁设有滑轮座，所述第三机械臂内设有第四机械臂，所述第四机械臂一端置于第三机械臂内与第三机械臂滑动连接，第四机械臂另一端与机械手固定连接，所述伸缩电推杆一端与第一机械臂连接，另一端与连接座铰接，所述伸缩电推杆与控制系统相连接，所述连接座与第二机械臂固定连接，所述连接座上安装有第一滑轮，所述第一滑轮上设有第一拉绳，所述第一拉绳一端与第一机械臂固定连接，另一端穿过第一滑轮与第三机械臂固定连接，所述滑轮座与第三机械臂固定连接，滑轮座上安装有第二滑轮，所述第二滑轮上设有第二拉绳，所述第二拉绳一端与第二机械臂固定连接，另一端穿过第二滑轮与第四机械臂固定连接，以利于伸缩电推杆驱动第二机械臂向外移动，第二机械臂带动第一滑轮移动，第一滑轮移动，带动第一拉绳移动，进而使得第三机械臂向外移动，第三机械臂移动带动第二滑轮移动，第二滑轮移动带动第二拉绳移动，进而带动第四机械臂向外移动，第四机械臂带动机械手夹持爆破块穿过爆破块出口放在指定位置完成爆破工作。
13.本发明所述机械手上安装有机械手照明灯和机械手摄像头，所述机械手照明灯和
机械手摄像头分别与控制系统相连接，以利于机械手放置爆破块时，机械手照明灯可为机械手照明，机械手摄像头可随时记录机械手行进情况，方便操作人员查看和调整。
14.本发明所述爆破舱门上设有爆破舱门舵机，爆破舱门与爆破舱门舵机连接并由爆破舱门舵机驱动打开或闭合，所述爆破舱门舵机固定在爆破舱上，所述爆破舱门舵机与控制系统相连接，以利于通过爆破舱门舵机驱动爆破舱门打开，装入爆破块，装完后驱动爆破舱舵机关闭爆破舱门。
15.本发明所述爆破舱门一端与爆破舱铰接，另一端经卡扣与爆破舱连接，手动打开，灵活方便，成本低。
16.本发明所述机器人主体上设有机械手出口舱盖，所述机械手出口舱盖上设有出口舵机，所述机械手出口舱盖与出口舵机连接并由出口舵机驱动打开或闭合，所述出口舵机固定在机器人主体上，出口舵机与控制系统相连接，以利于通过出口舵机打开机械手出口舱盖，机械手夹持爆破块伸出机器人主体，待机械手收回后，通过出口舵机将机械手出口舱盖关闭。
17.本发明所述机器人主体上设有浮标机构，所述浮标机构包括浮标舱、浮标、线缆、卷盘、卷盘电机和浮标舱盖舵机，所述机器人主体上设有浮标舱，所述浮标舱与机器人主体固定连接，所述浮标舱上端设有浮标舱盖，所述浮标舱内设有浮标、线缆、卷盘和卷盘电机，所述卷盘经卷盘架固定在浮标舱内，卷盘由卷盘电机驱动，所述线缆一端与控制系统连接，另一端绕过卷盘与浮标固定连接，所述浮标舱盖下端设有浮标舱盖舵机，所述浮标舱盖与浮标舱盖舵机连接并由浮标舱盖舵机驱动打开或闭合，以利于打开浮标舱盖，浮标从浮标舱盖中浮出机器人主体，直至到达水面，开始通信作业。
18.本发明所述卷盘电机的输出轴上设有滑环，滑环内圈与卷盘电机的输出轴固定连接，滑环外圈上固定设有线缆接头，所述线缆一端经线缆接头与控制系统连接，另一端与滑环一端的引线连接，滑环另一端的引线连接的线缆绕过卷盘与浮标固定连接，以利于通过滑环，防止线缆在卷盘旋转过程中打结。
19.本发明所述机器人主体前端设有云台，所述云台与机器人主体相连接，云台上安装有摄像头和/或照明灯和/或声呐，以利于通过照明灯照明、摄像头拍照，声呐扫描，全面了解水下环境。
20.本发明所述云台与机器人主体之间设有升降机构，以利于通过升降机构实现云台使用时露出，不使用时收起的功能。
21.本发明所述升降机构包括云台电推杆，所述机器人主体下端设有云台收纳空间，所述云台两端分别设有云台电推杆，所述云台电推杆置于云台收纳空间内，云台电推杆一端与机器人主体固定连接，另一端与云台上端固定连接，所述云台电推杆与控制系统相连接，以利于通过云台电推杆实现云台的升降。
22.本发明所述云台上设有水平旋转机构，所述水平旋转机构包括云台吊板、水平旋转电机，所述云台上端设有云台吊板，所述云台吊板中间设有水平旋转电机，所述云台吊板两端分别与云台电推杆下端固定连接，所述云台吊板中间设有轴孔，所述水平旋转电机固定在云台吊板上，水平旋转电机的输出轴穿过轴孔与云台固定连接，所述水平旋转电机的输出轴经轴承与云台吊板固定连接，所述水平旋转电机与控制系统连接，以利于通过水平旋转电机驱动云台旋转，实现多角度观测。
23.本发明所述云台上设有俯仰机构，所述俯仰机构包括云台基座、俯仰电机和俯仰从动轴，所述云台内设有云台基座，所述云台基座上设有俯仰电机和俯仰从动轴，所述俯仰电机固定在云台基座上，俯仰电机与控制系统连接，所述俯仰电机的输出轴穿过云台基座与云台固定连接，所述俯仰电机的输出轴经轴承与云台基座固定连接，所述俯仰从动轴一端经轴承与云台基座固定连接，另一端与云台固定连接，所述云台基座上安装有摄像头和/或照明灯和/或声呐，以利于通过俯仰电机驱动云台基座俯仰，进而实现摄像头、照明灯、声呐的俯仰。
24.本发明所述机器人主体上设有子机投放机构，所述子机投放机构包括子机舱、子机架、子机夹持舵机和子机，所述子机舱内设有子机架，所述子机上端设有可打开或闭合的子机舱盖，子机舱下端设有可打开或闭合的子机舱门，所述子机舱与机器人主体固定连接，所述子机架与子机舱固定连接，所述子机架上至少设有一个子机存放空间，所述子机存放空间两侧分别设有子机夹持舵机，所述子机夹持舵机固定在子机架上，所述子机夹持舵机与控制系统相连接，所述子机夹持舵机的传动杆上设有滑块，滑块朝向子机存放空间的一面设有卡槽，滑块另一面与传动杆铰接，所述子机架上设有滑轨，滑轨与子机架固定连接，滑轨与滑块相配合，所述子机置于子机存放空间内，子机两侧分别设有卡块，所述卡块置于卡槽内将子机固定在子机存放空间内，以利于启动子机夹持舵机，子机夹持舵机驱动传动杆带动滑块向外滑动，使得卡槽向外滑动，卡块脱出卡槽，子机向下从子机舱门中离开子机舱。
25.本发明所述子机舱内设有线缆切割机构，所述线缆切割机构包括切割架、切割舵机、切割刀片和连接线缆，所述子机舱内设有切割架，所述切割架与子机舱固定连接，所述切割架上至少设有一个切割舵机，所述切割舵机的数量与子机的数量相同，所述切割舵机与控制系统连接，所述切割舵机固定在切割架上，所述切割舵机的传动杆上固定设有切割刀片，所述切割刀片一侧的切割架上设有线缆通道，所述子机舱内壁上设有线缆穿孔，连接线缆一端与控制系统连接，另一端穿过线缆穿孔、线缆通道置于子机存放空间内与子机连接，以利于通过连接线缆方便子机与控制系统通信，当需要放弃或者不需要收回子机时，启动切割舵机，切割舵机带动刀片旋转，将连接线缆切断。
26.本发明所述切割架上设有线缆盘，所述线缆盘经线缆支架安装在切割架上，所述线缆盘的数量与子机的数量相同，所述连接线缆一端与控制系统连接，另一端穿过线缆穿孔，绕过线缆盘再穿过线缆通道置于子机存放空间内与子机连接，以利于通过线缆盘来支撑连接线缆。
27.本发明所述子机舱下端设有子机舱门舵机，所述子机舱门舵机固定在子机舱内壁上，所述子机舱门舵机与控制系统相连接，所述子机舱门舵机与子机舱门连接，驱动子机舱门打开或闭合，以利于通过子机舱门舵机打开子机舱门，方便子机离开机器人主体。
28.本发明所述子机舱上端设有子机舱盖舵机，所述子机舱盖舵机固定在子机舱内壁上，所述子机舱盖舵机与控制系统相连接，所述子机舱盖舵机与子机舱盖连接，驱动子机舱盖打开或闭合，以利于通过子机舱盖舵机打开子机舱盖，方便取放子机。
29.本发明所述子机舱盖一端与子机舱铰接，另一端经卡扣与子机舱连接，手动打开，灵活方便，成本低。
30.本发明由于采用上述结构，具有结构巧妙、操作灵活、可通讯、可观测、可搜寻、可
投弹、可排爆、可释放子机、能够同时完成多项水下作业、作业精度高等优点。
附图说明
31.图1是本发明中水下作业机器人的结构示意图。
32.图2是本发明工作时的状态示意图。
33.图3是本发明中智能投弹装置的结构示意图。
34.图4是本发明中图3的主视图。
35.图5是本发明中投弹机构的结构示意图。
36.图6是本发明中投弹机构投射一枚炮弹的状态示意图。
37.图7是本发明中投弹机构投射完一枚炮弹后接住另一枚炮弹准备投射的状态示意图。
38.图8是本发明中爆破块投放机构的结构示意图。
39.图9是本发明中机械手和伸缩组件的结构示意图。
40.图10是本发明中伸缩组件带动机械手伸出的结构示意图。
41.图11是本发明中伸缩组件带动机械手收回的结构示意图。
42.图12是本发明中浮标机构的立体结构示意图。
43.图13是本发明中浮标机构的主视图。
44.图14是本发明中浮标机构去掉浮标舱的结构示意图。
45.图15是本发明中云台露出机器人主体的结构示意图。
46.图16是本发明中云台的结构示意图、图17是本发明中图16的剖视图。
47.图18是本发明中子机投放机构的结构示意图。
48.图19是本发明中图18的侧视图。
49.图20是本发明子机投放机构去掉子机舱的结构示意图。
50.图21是本发明中图20的剖视图。
51.图22是本发明中图20的右视图。
52.图23是本发明中子机夹持舵机的放大示意图。
53.图24是本发明中图20中a处去掉切割架的放大示意图。
54.附图标记：投弹舱1，投弹机构2，炮弹3，投弹弹托4，投弹电机5，炮弹筒6，弹托架7，托槽8，限位块9，上舱盖10，下舱盖11，下舱盖舵机12，机器人主体13，爆破块投放机构14，爆破舱15，升降架16，升降电推杆17，爆破块18，机械手19，伸缩组件20，爆破舱门21，爆破块出口22，第一机械臂23，伸缩电推杆24，第二机械臂25，连接座26，第三机械臂27，滑轮座28，第四机械臂29，第一滑轮30，第一拉绳300，第二滑轮31，第二拉绳310，机械手照明灯32，机械手摄像头33，机械手出口舱盖34，浮标机构35，浮标舱36，浮标37，线缆38，卷盘39，卷盘电机40，浮标舱盖舵机41，浮标舱盖42，卷盘架43，滑环44，线缆接头45，云台46，摄像头47，照明灯48，声呐49，升降机构50，云台电推杆51，水平旋转机构52，云台吊板53，水平旋转电机54，俯仰机构55，云台基座56，俯仰电机57，俯仰从动轴58，子机投放机构59，子机舱60，子机架61，子机夹持舵机62，子机63，子机舱盖64，子机舱门65，滑块66，卡槽67，滑轨68，卡块69，线缆切割机构70，切割架71，切割舵机72，切割刀片73，线缆通道74，连接线缆75，线缆盘76。
具体实施方式
55.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
56.一种智能投弹装置，其特征在于：包括投弹舱1，所述投弹舱1内设有投弹机构2，所述投弹机构2包括炮弹3、投弹弹托4和投弹电机5，所述投弹舱1内至少设有一个炮弹筒6，所述炮弹筒6内至少设有两枚炮弹3，所述炮弹筒6下端设有投弹弹托4，投弹弹托4由投弹电机5驱动，所述投弹电机5驱动投弹弹托4旋转，使得投弹弹托4托住或释放炮弹3，所述投弹电机5与投弹舱1固定连接，以利于投弹电机驱动投弹弹托旋转，炮弹掉出投弹舱，实现投弹作业。
57.本发明所述投弹弹托4包括两个弹托架7，两个弹托架7间隔设置在投弹电机5两侧，两个弹托架7经连接板固定连接，一个弹托架7与投弹电机5的输出轴固定连接，另一个弹托架7上设有投弹从动轴，所述投弹从动轴一端经轴承与投弹舱1固定连接，另一端与弹托架7固定连接，两个弹托架7朝向炮弹筒6的一面分别设有托槽8，托槽8上端设有限位块9，限位块9与弹托架7固定连接，托槽8托住炮弹3，当投弹电机5驱动弹托架7旋转释放一枚炮弹3时，弹托架7旋转使得限位块9旋入炮弹筒6内，限位块9与炮弹筒6内即将下落的另一枚炮弹3下端相抵靠，以利于弹托架托住炮弹筒内最下端的一颗炮弹，投弹电机驱动弹托架旋转，最下端的这颗炮弹从弹托架上滑出，以此同时，弹托架旋转使得限位块旋入炮弹筒内，限位块抵住另一枚即将下落的炮弹，防止炮弹连续下落。
58.本发明所述投弹舱1上端设有可打开或闭合的上舱盖10，投弹舱1下端设有可打开或闭合的下舱盖11，以利于打开上舱盖放入炮弹，打开下舱盖，炮弹从下舱盖处投放出去，完成投弹作业。
59.本发明所述下舱盖11上设有下舱盖舵机12，所述下舱盖11与下舱盖舵机12连接，并由下舱盖舵机12驱动打开或闭合，所述下舱盖舵机12固定在投弹舱1上，以利于通过下舱盖舵机驱动下舱盖打开，实现炮弹投放作业，投放完毕后，通过下舱盖舵机关闭下舱盖。
60.本发明所述上舱盖10上设有上舱盖舵机，上舱盖10与上舱盖舵机连接并由上舱盖舵机驱动打开或闭合，所述上舱盖舵机固定在投弹舱1上，以利于通过上舱盖舵机驱动上舱盖打开，完成装弹作业，装弹完毕后，通过上舱盖舵机关闭上舱盖。
61.本发明所述上舱盖10一端与投弹舱1铰接，另一端经卡扣与投弹舱1连接，手动打开，灵活方便，成本低。
62.一种水下作业机器人，包括机器人主体13，所述机器人主体13上设有控制系统，其特征在于：所述机器人主体13上设有上述所述的智能投弹装置，所述投弹舱1与机器人主体13固定连接，所述投弹电机5与控制系统相连接，以利于机器人通过投弹机构实现投弹作业。
63.本发明所述机器人主体13上设有爆破块投放机构14，所述爆破块投放机构14包括爆破舱15、升降架16、升降电推杆17、爆破块18、爆破块限位架、机械手19和伸缩组件20，所述机器人主体13上设有爆破舱15，所述爆破舱15与机器人主体13固定连接，所述爆破舱15上设有可打开或闭合的爆破舱门21，所述爆破舱15的侧板上设有爆破块出口22，所述爆破舱15内设有升降架16，所述升降架16固定在爆破舱15的底板上，所述升降架16由升降电推杆17驱动升降，所述升降架16上端设有爆破块18，爆破块18至少设有两个，爆破块18叠加放置在升降架16上，爆破块18外侧设有爆破块限位架，爆破块18上方或一侧设有机械手19，所
述爆破块限位架罩在爆破块18外侧，使得爆破块18不移动，爆破块限位架位于机械手19下方，爆破块限位架下端与爆破舱15的底板固定连接，所述机械手19上设有伸缩组件20，所述机械手19经伸缩组件20与爆破舱15固定连接，机械手19经伸缩组件20驱动，夹持爆破块18穿过爆破块出口22置于机器人主体13外侧，所述机械手19、伸缩组件20分别与控制系统相连接，以利于通过机械手将爆破块放在指定位置。
64.本发明所述伸缩组件20包括第一机械臂23、伸缩电推杆24、第二机械臂25、连接座26、第三机械臂27、滑轮座28、第四机械臂29、第一滑轮30、第一拉绳300、第二滑轮31、第二拉绳310，所述爆破舱15内设有第一机械臂23，所述第一机械臂23上设有伸缩电推杆24，所述第一机械臂23一端与爆破舱15的侧板固定连接，另一端设有第二机械臂25，第二机械臂25一端置于第一机械臂23内与第一机械臂23滑动连接，第二机械臂25另一端外壁设有连接座26，所述第二机械臂25内设有第三机械臂27，所述第三机械臂27一端置于第二机械臂25内与第二机械臂25滑动连接，所述第三机械臂27另一端外壁设有滑轮座28，所述第三机械臂27内设有第四机械臂29，所述第四机械臂29一端置于第三机械臂27内与第三机械臂27滑动连接，第四机械臂29另一端与机械手19固定连接，所述伸缩电推杆24一端与第一机械臂23铰接，另一端与连接座26铰接，所述伸缩电推杆24与控制系统相连接，所述连接座26与第二机械臂25固定连接，所述连接座26上安装有第一滑轮30，所述第一滑轮30上设有第一拉绳300，所述第一拉绳300一端与第一机械臂23固定连接，另一端穿过第一滑轮30与第三机械臂27固定连接，所述滑轮座28与第三机械臂27固定连接，滑轮座28上安装有第二滑轮31，所述第二滑轮31上设有第二拉绳310，所述第二拉绳310一端与第二机械臂25固定连接，另一端穿过第二滑轮31与第四机械臂29固定连接，以利于机械手夹取爆破块，驱动伸缩电推杆，伸缩电推杆驱动第二机械臂向外移动，第二机械臂带动第一滑轮移动，第一滑轮移动，带动第一拉绳移动，进而使得第三机械臂向外移动，第三机械臂移动带动第二滑轮移动，第二滑轮移动带动第二拉绳移动，进而带动第四机械臂向外移动，第四机械臂带动机械手夹持爆破块穿过爆破块出口放在指定位置完成爆破工作。
65.本发明所述机械手19上安装有机械手照明灯32和机械手摄像头33，所述机械手照明灯32和机械手摄像头33分别与控制系统相连接，以利于机械手放置爆破块时，机械手照明灯可为机械手照明，机械手摄像头可随时记录机械手行进情况，方便操作人员查看和调整。
66.本发明所述爆破舱门21上设有爆破舱门舵机，爆破舱门21与爆破舱门舵机连接并由爆破舱门舵机驱动打开或闭合，所述爆破舱门舵机固定在爆破舱15上，所述爆破舱门舵机与控制系统相连接，以利于通过爆破舱门舵机驱动爆破舱门打开，装入爆破块，装完后驱动爆破舱舵机关闭爆破舱门。
67.本发明所述爆破舱门21一端与爆破舱15铰接，另一端经卡扣与爆破舱15连接，手动打开，灵活方便，成本低。
68.本发明所述机器人主体13上设有机械手出口舱盖34，所述机械手出口舱盖34上设有出口舵机，所述机械手出口舱盖34与出口舵机连接并由出口舵机驱动打开或闭合，所述出口舵机固定在机器人主体13上，出口舵机与控制系统相连接，以利于通过出口舵机打开机械手出口舱盖，机械手夹持爆破块伸出机器人主体，待机械手收回后，通过出口舵机将机械手出口舱盖关闭。
69.本发明所述机器人主体13上设有浮标机构35，所述浮标机构35包括浮标舱36、浮标37、线缆38、卷盘39、卷盘电机40和浮标舱盖舵机41，所述机器人主体13上设有浮标舱36，所述浮标舱36与机器人主体13固定连接，所述浮标舱36上端设有浮标舱盖42，所述浮标舱36内设有浮标37、线缆38、卷盘39和卷盘电机40，所述卷盘39经卷盘架43固定在浮标舱36内，卷盘39由卷盘电机40驱动，所述线缆38一端与控制系统连接，另一端绕过卷盘39与浮标37固定连接，所述浮标舱盖42下端设有浮标舱盖舵机41，所述浮标舱盖42与浮标舱盖舵机41连接并由浮标舱盖舵机41驱动打开或闭合，以利于打开浮标舱盖，浮标从浮标舱盖中浮出机器人主体，直至到达水面，开始通信作业。
70.本发明所述卷盘电机40的输出轴上设有滑环44，滑环44内圈与卷盘电机40的输出轴固定连接，滑环44外圈上固定设有线缆接头45，线缆一端经线缆接头45与控制系统连接，另一端与滑环44一端的引线连接，滑环44另一端的引线连接的线缆38绕过卷盘39与浮标37固定连接，以利于通过滑环，防止线缆在卷盘旋转过程中打结。
71.本发明所述机器人主体13前端设有云台46，所述云台46与机器人主体13相连接，云台46上安装有摄像头47和/或照明灯48和/或声呐49，以利于通过照明灯照明、摄像头拍照，声呐扫描，全面了解水下环境。
72.本发明所述云台46与机器人主体13之间设有升降机构50，以利于通过升降机构实现云台使用时露出，不使用时收起的功能。
73.本发明所述升降机构50包括云台电推杆51，所述机器人主体13下端设有云台收纳空间，所述云台46两端分别设有云台电推杆51，所述云台电推杆51置于云台收纳空间内，云台电推杆51一端与机器人主体13固定连接，另一端与云台46上端固定连接，所述云台电推杆51与控制系统相连接，以利于通过云台电推杆实现云台的升降，不使用时可将云台收入云台收纳空间内，不占用机器人主体外部空间，导流性好。
74.本发明所述云台46上设有水平旋转机构52，所述水平旋转机构52包括云台吊板53和水平旋转电机54，所述云台46上端设有云台吊板53，所述云台吊板53中间设有水平旋转电机54，所述云台吊板53两端分别与云台电推杆51下端固定连接，所述云台吊板53中间设有轴孔，所述水平旋转电机54固定在云台吊板53上，水平旋转电机54的输出轴穿过轴孔与云台46固定连接，所述水平旋转电机54的输出轴经轴承与云台吊板53固定连接，所述水平旋转电机54与控制系统连接，以利于通过水平旋转电机驱动云台旋转，实现多角度观测。
75.本发明所述云台46上设有俯仰机构55，所述俯仰机构55包括云台基座56、俯仰电机57和俯仰从动轴58，所述云台46内设有云台基座56，所述云台基座56上设有俯仰电机57和俯仰从动轴58，所述俯仰电机57固定在云台基座56上，俯仰电机57与控制系统连接，所述俯仰电机57的输出轴穿过云台基座56与云台46固定连接，所述俯仰电机57的输出轴经轴承与云台基座56固定连接，所述俯仰从动轴58一端经轴承与云台基座56固定连接，另一端与云台46固定连接，所述云台基座56上安装有摄像头47和/或照明灯48和/或声呐49，以利于通过俯仰电机驱动云台基座俯仰，进而实现摄像头、照明灯、声呐的俯仰。
76.本发明所述机器人主体13上设有子机投放机构59，所述子机投放机构59包括子机舱60、子机架61、子机夹持舵机62和子机63，所述子机舱60内设有子机架61，所述子机舱60上端设有可打开或闭合的子机舱盖64，子机舱60下端设有可打开或闭合的子机舱门65，所述子机舱60与机器人主体13固定连接，所述子机架61与子机舱60固定连接，所述子机架61
上至少设有一个子机存放空间，所述子机存放空间两侧分别设有子机夹持舵机62，所述子机夹持舵机62固定在子机架61上，所述子机夹持舵机62与控制系统相连接，所述子机夹持舵机62的传动杆上设有滑块66，滑块66朝向子机存放空间的一面设有卡槽67，滑块66另一面与传动杆铰接，所述子机架61上设有滑轨68，滑轨68与滑块66相配合，滑轨68与子机架61固定连接，所述子机63置于子机存放空间内，子机63两侧分别设有卡块69，所述卡块69置于卡槽67内将子机63固定在子机存放空间内，以利于启动子机夹持舵机，子机夹持舵机驱动传动杆带动滑块向外滑动，使得卡槽向外滑动，卡块脱出卡槽，子机向下从子机舱门中离开子机舱。
77.本发明所述子机舱60内设有线缆切割机构70，所述线缆切割机构70包括切割架71、切割舵机72、切割刀片73和连接线缆75，所述子机舱60内设有切割架71，所述切割架71位于自己架61一侧，所述切割架71与子机舱60固定连接，所述切割架71上至少设有一个切割舵机72，所述切割舵机72的数量与子机63的数量相同，所述切割舵机72与控制系统连接，所述切割舵机72固定在切割架71上，所述切割舵机72的传动杆上固定设有切割刀片73，所述切割刀片73一侧的切割架71上设有线缆通道74，所述子机舱60内壁上设有线缆穿孔，连接线缆75一端与控制系统连接，另一端穿过线缆穿孔、线缆通道74置于子机存放空间内与子机63连接，切割刀片73的刀刃朝向连接线缆75，以利于通过连接线缆方便子机与控制系统通信，当需要放弃或者不需要收回子机时，启动切割舵机，切割舵机带动刀片旋转，将连接线缆切断。
78.本发明所述切割架71上设有线缆盘76，所述线缆盘76经线缆支架安装在切割架71上，所述线缆盘76的数量与子机63的数量相同，所述连接线缆75一端与控制系统连接，另一端穿过线缆穿孔，绕过线缆盘76再穿过线缆通道74置于子机存放空间内与子机63连接，以利于通过线缆盘来支撑连接线缆。
79.本发明所述子机舱60下端设有子机舱门舵机，所述子机舱门舵机固定在子机舱60内壁上，所述子机舱门舵机与控制系统相连接，所述子机舱门舵机与子机舱门65连接，驱动子机舱门65打开或闭合， 以利于通过子机舱门舵机打开子机舱门，方便子机离开机器人主体。
80.本发明所述子机舱60上端设有子机舱盖舵机，所述子机舱盖舵机固定在子机舱60内壁上，所述子机舱盖舵机与控制系统相连接，所述子机舱盖舵机与子机舱盖64连接，驱动子机舱盖64打开或闭合，以利于通过子机舱盖舵机打开子机舱盖，方便取放子机。
81.本发明所述子机舱盖64一端与子机舱60铰接，另一端经卡扣与子机舱60连接，手动打开，灵活方便，成本低。
82.如附图1和附图2，本发明中的机器人主体前端可间隔安装摄像头和照明灯，机器人主体上安装有能源控制舱，能源控制舱内安装有电池和控制系统，机器人主体后端安装有推进器，机械手采用现有技术中的机械手，可张开可闭合，此部分结构与现有技术相同，不赘述，本发明中机器人主体从前至后依次安装爆破舱、投弹舱和浮标舱，机器人主体前端还安装可升降云台，如附图1，附图2，附图15到附图17，云台在不使用时可收入隐藏在机器人主体内，减少水阻，工作时，控制系统启动云台电推杆，云台电推杆伸出，云台下落露出机器人主体，当需要云台旋转时，控制系统驱动水平旋转电机旋转，可实现云台在水平方向的转动，当需要俯仰时，控制系统驱动俯仰电机，俯仰电机带动云台基座进行俯仰，使得云台
基座上的摄像头、照明灯和声呐可多角度多方位观测，扩大了机器人的探测范围，搜寻效率高，保证水下作业顺利进行；爆破工作时，如附图1，附图2，附图8到附图11，控制系统驱动升降电推杆推动升降架上升，将爆破块顶起，与此同时，控制系统驱动机械手张开，最上端的爆破块置于机械手中，控制系统驱动伸缩电推杆伸出，伸缩电推杆驱动第二机械臂向外移动，第二机械臂带动第一滑轮移动，第一滑轮移动，带动第一拉绳移动，进而使得第三机械臂向外移动，第三机械臂移动带动第二滑轮移动，第二滑轮移动带动第二拉绳移动，进而带动第四机械臂向外移动，第四机械臂带动机械手夹持爆破块依次穿过爆破块出口、机械手出口舱盖置于机器人主体外侧，将爆破块放在指定位置，机械手前端可安装机械手照明灯和机械手摄像头，指导并监测机械手准确完成爆破块放置作业，使用完毕后，工作人员可通过打开爆破舱门添加爆破块，爆破舱门可通过舵机打开也可以通过设置卡扣，人工按压方式打开，根据需求设置即可；投弹作业时，如附图2-附图7，炮弹筒的数量可根据需求设置，本实施例中投弹舱内设置了六个炮弹筒，每个炮弹筒内均可装数枚炮弹，炮弹叠加放在炮弹筒内，每个炮弹筒下端均设置一个投弹弹托，投弹弹托包括两个弹托架，可很好的托住炮弹，工作人员通过打开上舱盖向每个炮弹筒内加入炮弹，上舱盖可通过舵机打开也可以通过设置卡扣，人工按压方式打开，根据需要设置即可，如附图4和附图6左边部分，当需要投弹时，控制系统驱动下舱盖舵机打开下舱盖，然后控制系统驱动六个炮弹筒中其中一个炮弹筒内的投弹电机，投弹电机带动投弹弹托旋转，如附图6右边部分，投弹弹托旋转，炮弹筒内倒数第一枚炮弹脱离投弹弹托的托槽从下舱盖中射出，与此同时，投弹弹托旋转使得限位块旋入炮弹筒内抵住炮弹筒内倒数第二枚炮弹，然后控制投弹电机反向旋转，如附图7右边部分，投弹弹托反向转动，使得炮弹筒内倒数第二枚炮弹进入投弹弹托的托槽内，为下一步发射做准备，本发明的投弹舱内可装入多枚炮弹，一次入水可完成多项水下任务，工作效率高；如附图2，附图12-附图14，本发明中还设置了浮标机构，使用时，控制系统驱动浮标舱盖舵机打开浮标舱盖，控制系统驱动卷盘电机，进而带动卷盘旋转，释放线缆，浮标在浮力作用下带着线缆从浮标舱盖中浮出，继续上浮，直至到达水面，浮标开始进行通信作业；如附图18-附图24，本发明中还设置了子机投放机构和线缆切割机构，使用时，控制系统驱动子机舱门舵机打开子机舱门，子机舱门可根据需要设置一扇或者是两扇对开的，一扇对应一个舵机，两扇对应两个舵机，根据需要设置即可，子机舱门打开后，驱动子机舱内最下端的一个子机两侧的子机夹持舵机，本实施例中，子机舱内设置有三个子机，每个子机两侧分别设置有子机夹持舵机，相对应的设置有三个切割舵机和三个线缆盘，使用时，先驱动子机舱最下端的子机两侧的子机夹持舵机，子机夹持舵机驱动传动杆带动滑块向外滑动，使得卡槽向外滑动，卡块脱出卡槽，子机向下从子机舱门中掉出子机舱，然后根据需要按照上述方法释放子机舱内剩下两个子机，子机释放后，根据子机的工作任务选择是否收回子机，如不需要收回子机，如子机执行危险的任务，待子机到达目的地后，启动与子机相连的连接线缆旁边的切割舵机，通过切割刀片将连接线缆切断，使得子机脱离机器人主体，然后启动子机舱门舵机将子机舱门关闭，机器人完成任务，回到岸上，可通过打开子机舱盖进行子机补充，子机舱盖可根据需要选择手动打开或者舵机打开，子机舱盖也可以根据需要设置成一扇或者两扇，根据需要设置即可，本发明中的机器人可同时完成观测、搜寻、投弹、爆破、通信、释放子机等工作，子机工作灵活、可控，通过设置可升降云台，实现多角度多方位观测和搜寻，扩大了机器人水下探测能力，通过机械手抓取爆破块放在指定位置，可以准确完成爆
破任务，工作稳定性好、精确性高，投弹舱内设置多枚炮弹，一次入水，可实现多次投弹作业，工作效率高，同时机器人自带浮标，浮标可隐蔽作业并回传信息，为机器人在水下潜行提供了很好的通信保障，提高了机器人在水下的通讯能力。
83.本发明由于采用上述结构，具有结构巧妙、操作灵活、可通讯、可观测、可搜寻、可投弹、可排爆、可释放子机、能够同时完成多项水下作业、作业精度高等优点。

技术特征：
1.一种智能投弹装置，其特征在于：包括投弹舱（1），所述投弹舱（1）内设有投弹机构（2），所述投弹机构（2）包括炮弹（3）、投弹弹托（4）和投弹电机（5），所述投弹舱（1）内至少设有一个炮弹筒（6），所述炮弹筒（6）内至少设有两枚炮弹（3），所述炮弹筒（6）下端设有投弹弹托（4），投弹弹托（4）由投弹电机（5）驱动，所述投弹电机（5）驱动投弹弹托（4）旋转，使得投弹弹托（4）托住或释放炮弹（3），所述投弹电机（5）与投弹舱（1）固定连接。2.根据权利要求1所述的一种智能投弹装置，其特征在于：所述投弹弹托（4）包括两个弹托架（7），两个弹托架（7）间隔设置在投弹电机（5）两侧，两个弹托架（7）经连接板固定连接，一个弹托架（7）与投弹电机（5）的输出轴固定连接，另一个弹托架（7）上设有投弹从动轴，并与投弹从动轴的一端固定连接，投弹从动轴另一端经轴承与投弹舱（1）固定连接，两个弹托架（7）朝向炮弹筒（6）的一面分别设有托槽（8），托槽（8）上端设有限位块（9），限位块（9）与弹托架（7）固定连接，托槽（8）托住炮弹（3），当投弹电机（5）驱动弹托架（7）旋转释放一枚炮弹（3）时，弹托架（7）旋转使得限位块（9）旋入炮弹筒（6）内，限位块（9）与炮弹筒（6）内即将下落的另一枚炮弹（3）下端相抵靠。3.根据权利要求1或2所述的一种智能投弹装置，其特征在于：所述投弹舱（1）上端设有可打开或闭合的上舱盖（10），投弹舱（1）下端设有可打开或闭合的下舱盖（11）。4.一种水下作业机器人，包括机器人主体（13），所述机器人主体（13）上设有控制系统，其特征在于：所述机器人主体（13）上设有上述权利要求3所述的一种智能投弹装置，所述投弹舱（1）与机器人主体（13）固定连接，所述投弹电机（5）与控制系统相连接。5.根据权利要求4所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述机器人主体（13）上设有爆破块投放机构（14），所述爆破块投放机构（14）包括爆破舱（15）、升降架（16）、升降电推杆（17）、爆破块（18）、爆破块限位架、机械手（19）和伸缩组件（20），所述机器人主体（13）上设有爆破舱（15），所述爆破舱（15）与机器人主体（13）固定连接，所述爆破舱（15）上设有可打开或闭合的爆破舱门（21），所述爆破舱（15）的侧板上设有爆破块出口（22），所述爆破舱（15）内设有升降架（16），所述升降架（16）固定在爆破舱（15）的底板上，所述升降架（16）由升降电推杆（17）驱动升降，所述升降架（16）上端设有爆破块（18），爆破块（18）叠加放置在升降架（16）上，爆破块（18）外侧设有爆破块限位架，爆破块（18）上方或一侧设有机械手（19），所述爆破块限位架罩在爆破块（18）外侧，使得爆破块（18）不移动，爆破块限位架位于机械手（19）下方，爆破块限位架下端与爆破舱（15）的底板固定连接，所述机械手（19）上设有伸缩组件（20），所述机械手（19）经伸缩组件（20）与爆破舱（15）固定连接，机械手（19）经伸缩组件（20）驱动，夹持爆破块（18）穿过爆破块出口（22）置于机器人主体（13）外侧，所述机械手（19）、伸缩组件（20）分别与控制系统相连接。6.根据权利要求5所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述伸缩组件（20）包括第一机械臂（23）、伸缩电推杆（24）、第二机械臂（25）、连接座（26）、第三机械臂（27）、滑轮座（28）、第四机械臂（29）、第一滑轮（30）、第一拉绳（300）、第二滑轮（31）、第二拉绳（310），所述爆破舱（15）内设有第一机械臂（23），所述第一机械臂（23）上设有伸缩电推杆（24），所述第一机械臂（23）一端与爆破舱（15）的侧板固定连接，另一端设有第二机械臂（25），第二机械臂（25）一端置于第一机械臂（23）内与第一机械臂（23）滑动连接，第二机械臂（25）另一端外壁设有连接座（26），所述第二机械臂（25）内设有第三机械臂（27），所述第三机械臂（27）一端置于第二机械臂（25）内与第二机械臂（25）滑动连接，所述第三机械臂（27）另一端外壁
设有滑轮座（28），所述第三机械臂（27）内设有第四机械臂（29），所述第四机械臂（29）一端置于第三机械臂（27）内与第三机械臂（27）滑动连接，第四机械臂（29）另一端与机械手（19）固定连接，所述伸缩电推杆（24）一端与第一机械臂（23）铰接，另一端与连接座（26）铰接，所述伸缩电推杆（24）与控制系统相连接，所述连接座（26）与第二机械臂（25）固定连接，所述连接座（26）上安装有第一滑轮（30），所述第一滑轮（30）上设有第一拉绳（300），所述第一拉绳（300）一端与第一机械臂（23）固定连接，另一端穿过第一滑轮（30）与第三机械臂（27）固定连接，所述滑轮座（28）与第三机械臂（27）固定连接，滑轮座（28）上安装有第二滑轮（31），所述第二滑轮（31）上设有第二拉绳（310），所述第二拉绳（310）一端与第二机械臂（25）固定连接，另一端穿过第二滑轮（31）与第四机械臂（29）固定连接。7.根据权利要求5或6所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述机械手（19）上安装有机械手照明灯（32）和机械手摄像头（33），所述机械手照明灯（32）和机械手摄像头（33）分别与控制系统相连接。8.根据权利要求4或5或6所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述机器人主体（13）上设有浮标机构（35），所述浮标机构（35）包括浮标舱（36）、浮标（37）、线缆（38）、卷盘（39）和卷盘电机（40），所述机器人主体（13）上设有浮标舱（36），所述浮标舱（36）与机器人主体（13）固定连接，所述浮标舱（36）上端设有可自动打开或闭合的浮标舱盖（42），所述浮标舱（36）内设有浮标（37）、线缆（38）、卷盘（39）和卷盘电机（40），所述卷盘（39）经卷盘架（43）固定在浮标舱（36）内，卷盘（39）由卷盘电机（40）驱动，所述线缆（38）一端与控制系统连接，另一端绕过卷盘（39）与浮标（37）固定连接。9.根据权利要求8所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述卷盘电机（40）的输出轴上设有滑环（43），滑环（43）内圈与卷盘电机（40）的输出轴固定连接，滑环（43）外圈上固定设有线缆接头（45），线缆一端经线缆接头（45）与控制系统连接，另一端与滑环（43）一端的引线连接，滑环（43）另一端的引线连接的线缆（38）绕过卷盘（39）与浮标（37）固定连接。10.根据权利要求4或5或6或9所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述机器人主体（13）前端设有云台（46），所述云台（46）与机器人主体（13）相连接，云台（46）上安装有摄像头（47）和/或照明灯（48）和/或声呐（49）。11.根据权利要求10所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述云台（46）与机器人主体（13）之间设有升降机构（50）。12.根据权利要求11所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述升降机构（50）包括云台电推杆（51），所述机器人主体（13）下端设有云台收纳空间，所述云台（46）两端分别设有云台电推杆（51），所述云台电推杆（51）置于云台收纳空间内，云台电推杆（51）一端与机器人主体（13）固定连接，另一端与云台（46）上端固定连接，所述云台电推杆（51）与控制系统相连接，所述云台（46）上设有水平旋转机构（52）和俯仰机构（55）。13.根据权利要求4或5或6或9或11或12所述的一种水下作业机器人，其特征在于：所述机器人主体（13）上设有子机投放机构（59）。

技术总结
本发明涉及水下机械设备领域，具体是指一种智能投弹装置及水下作业机器人，一种智能投弹装置，包括投弹舱，投弹舱内设有投弹机构，投弹机构包括炮弹、投弹弹托和投弹电机，投弹舱内设有炮弹筒，炮弹筒内设有炮弹和投弹弹托，投弹弹托由投弹电机驱动，一种水下作业机器人，包括机器人主体，机器人主体上设有控制系统和上述所述的智能投弹装置，机器人主体上设有爆破块投放机构、浮标机构、云台和子机投放机构，爆破块投放机构包括爆破舱、升降架、升降电推杆、爆破块、爆破块限位架、机械手和伸缩组件，本发明结构巧妙、可通讯、可观测、可搜寻、可投弹、可排爆、可释放子机、能够同时完成多项水下作业、作业精度高。作业精度高。作业精度高。


技术研发人员：陶泽文 刘凯翔 王亚丽 郝松松 丁梓琳 蔡洪乐 姜京伟
受保护的技术使用者：山东未来机器人有限公司
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2023/5/16