[发明专利]一种适合水下机器人操作的把手装置

说明书

技术领域

本发明涉及适合水下机器人操作的把手装置。主要应用于海底观测平台在进行海底布放时，需要水下机器人的机械手去完成相关释放与拖曳操作的领域。

背景技术

随着海洋科学对海底观测技术发展提出的需求，以及海洋油气等海底工程的发展需求，在海底进行原位观测和工作平台的安装与使用成为一种常规模式。为了使观测平台上一些观测仪器更好地与海底耦合，以及精确布放，需要对观测平台上的观测仪器进行释放与拖曳操作。在没有水下机器人之前，在浅水海域是使用潜水员下潜人工操作方式，而在深水采用观测平台着底后自动释放的方式。相比人工和着底自动释放二种方式，水下机器人的操作更加满足于全海深、高精度和灵活性大的要求。然而通过水下机器人进行释放与拖曳，需要一个适合于水下机器人的机械手操作的、并能牢固安装于观测平台上的把手装置。目前水下机器人针对观测平台仪器释放操作主要是采用纯摩擦力插拔的把手，虽然可以实现水下机械手的释放，但存在几点不足：1)在海水涌浪等随机外力作用下容易松动并脱落，导致误释放；2)手柄与插座之间容易旋转，导致连接缆受扭力或误释放；3)插座与手柄的安装工差难以控制，使插拔的长度不定；4)没有将释放与拖曳装置一体化，增加了机器人的水下操作工作量。

基于解决以上几点不足，本发明设计了一种更加容易安装、更加安全的，符合水下机器人的机械手操作的、释放与拖曳一体的把手装置。

发明内容

本发明专利目的在于提供一种适用于水下机器人机械手操作的释放与拖曳把手装置。提高把手在海底观测平台上的安装稳定性和安全性，并方便水下机器人机械手抓取与动作，实现对水下观测平台上观测仪器的释放与拖曳操作。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适合于水下机器人操作的把手装置，其特征在于，包括手柄、挂接保护器、带半圆球的弹簧片、插座、限位螺栓，所述插座安装于需布放到海底的水下观测平台上；所述手柄插入到插座上，带半圆球的弹簧片卡入插座上的斜坡状卡槽；所述带半圆球的弹簧片采用焊接方式与手柄相连；所述手柄的导向限位槽与插座上的限位螺栓相对应；所述挂接保护器安装于手柄后端。在观测平台进行水下布放前，将把手装置预安装于海底观测平台外侧，并在水下机器人机械手方便抓取的位置。插座设计安装孔，用螺丝将其固定在水下观测平台上；插座顶部的设计向上的限位孔，安装限位螺栓，与手柄上设计的限位槽配合，可限制手柄旋转；插座中部设计有斜坡状卡槽，手柄两侧设计带半圆球的弹簧片，当手柄插入插座时，半圆球靠弹簧弹力扣入插座的卡槽，确保在随机外力作用下两者不分离；把手上设计导向限位槽，用于对准插座上的限位螺栓；设计绳缆挂接保护器，与把手通过螺栓连接，根据实际情况，安装释放或拖曳的绳缆等器件；当观测平台布放到海底后，水下机器人到达观测平台附近，利用机械手抓握手柄，使用约10kg水平外拉力即可将手柄拔出。

作为优选，上述的一种适合于水下机器人操作的把手装置中所述手柄两侧装有带半圆球的弹簧片，插座上设计有斜坡状卡槽，把手柄入插座后，弹簧片上的半圆球靠自身弹力扣入插座的斜坡状卡槽内。手柄两侧设计有带半圆球的弹簧片，在手柄插入插座后二者相互扣接，扣接后在10kg左右的水平拉力作用可脱开。

作为优选，上述的一种适合于水下机器人操作的把手装置中所述水下机器人机械手对手柄施加的水平拉力等于材料弹性模量乘以带半圆球的弹簧片在Y轴上的位移。

作为优选，上述的一种适合于水下机器人操作的把手装置中所述的插座顶部设计螺纹孔，安装配套的限位螺栓；所述手柄与带半圆球的弹簧片垂直上端设计导向限位槽，导向限位槽与限位螺栓尺寸相匹配。二者相互配合，限制手柄的旋转。

作为优选，上述的一种适合于水下机器人操作的把手装置中所述挂接保护器为便携设计，通过螺栓安装于手柄外侧，可安装释放或拖曳缆绳。

作为优选，上述的一种适合于水下机器人操作的把手装置中所述手柄材料为钛合金；插座材料为高强度的PVC；所述插座使用高强度的PVC材料，即能防止海水腐蚀，且成本低，最大优点是易于加工，可控制斜坡状卡槽的加工精度，以控制最终外拉力的大小。

有益效果是：把手可完全适合于水下机器人的机械手使用，用于水下观测仪器的释放或拖曳，并且在随机的外力作用下不宜自主脱开，不可旋转，而水下机器人机械手使用较小水平拉力即可拔出，为水下观测平台上观测仪器的释放或拖曳提供了一种很好装置，提高水下操作安全性与方便性。

附图说明

图1本发明的整体装配图

图2本发明中的手柄结构示意图

图3本发明中的挂接保护器结构示意图