本发明公开了一种多功能的六履带式水下机器人，其包括纵惯首尾的主浮体和置于左右侧板底部内侧的主驱动履带及设置在首尾各两个、左右对称布置、可360度自由转动的摇臂，主驱动履带转动时带动摇臂上履带转动，使得摇臂具有攀爬、越障能力；在该机器人的首部设有左、右机械臂，左机械手臂可实现抓取功能，右机械手臂为液压式自带手库式机械手臂，可完成钻取、切割等功能，大大提高水下作业效率；同时搭载环境智能监测系统；本发明具有监测、检修、打捞、救援、勘探等多用途，本发明充分利用履带式及腿式运动的结构优势，通过水下机器人这一有效载体，提高水下检修、打捞等作业的工作效率，为水下工程提供了全方位的服务。
1.一种多功能的六履带式水下机器人，其包括六履带水下机器人主体(1)、以及设置在所述六履带水下机器人主体(1)上的定位及导航系统(2)、智能监测系统(3)、智能检修系统(4)和履带式水路陆两用智能操推系统(5)，其特征在于,所述定位及导航系统(2)负责测量该水下机器人位置的水深信息，并能够测量该水下机器人的方向角、倾斜角和加速度，以便保证水下机器人的航向角及自身平衡；
所述智能监测系统(3)包括对该水下机器人位置处的水环境进行监测的智能监测传感器组，以便实时监控该水下机器人的工作情况，防止作业时发生泄漏污染事故；
所述智能检修系统(4)包括左机械手臂组件(4-51)和右机械手臂组件，其中，所述左机械手臂组件(4-51)为舵机式机械手臂，能够实现抓取作业；所述右机械手臂组件为液压式机械手臂，且其上设置有刀库，以便实现钻取、切割作业功能，并能够实现自动换刀；
所述履带式水路陆两用智能操推系统(5)包括多个对称布设的水下推进器组件、主驱动履带组件和摇臂组件，其中，所述水下推进器组件能够实现机器人六个自由度的运动，并在横向纵向及斜向可产生推力补偿，在水下遇到浪流时可保持平稳作业；
所述摇臂组件上设置有摇臂履带，且所述主驱动履带转动时带动摇臂组件上的摇臂履带转动，所述摇臂组件可做360度旋转，以便实现该机器人进行多姿态运动，提高攀爬、越障能力；
所述六履带水下机器人主体(1)包括密封舱(1-1)、侧板(1-3)、垫板(1-2)、浮箱(1-5)、主浮体(1-8)，其中，所述密封舱(1-1)纵向布置，所述垫板(1-2)对称布置于所述密封舱(1-
1)的中平面处，垫板(1-2)与密封舱(1-1)用连接桥(1-7)连接固定，侧板(1-3)对称的连接在所述垫板(1-2)上，左右两侧的侧板(1-3)用两道连接桥(1-7)相互连接，两个浮箱(1-5)左右对称的分别固定于两连接桥(1-7)之间，主浮体(1-8)沿着纵向布置，且主浮体(1-8)纵向贯穿两道连接桥(1-7)，且固定在连接桥(1-7)中间位置；
所述定位及导航系统(2)包括水深传感器(2-1)及六轴陀螺仪(2-3)，其中，水深传感器(2-1)设置于右侧的浮箱(1-5)的上部，六轴陀螺仪(2-3)设置于密封舱(1-1)内的中部，且所述水深传感器(2-1)及六轴陀螺仪(2-3)均与控制器(2-2)相连接；
所述智能监测系统(3)包括水温度传感器(3-1)、PH水质传感器(3-3)、水浊度传感器(3-4)及摄像头，其中，水温度传感器(3-1)、PH水质传感器(3-3)、水浊度传感器(3-4)均安装在所述密封舱(1-1)的壳上，摄像头设置于密封舱(1-1)内的椭球形罩内，所述水温度传感器(3-1)、PH水质传感器(3-3)、水浊度传感器(3-4)及摄像头均有控制器(2-2)连接；
所述左机械手臂组件(4-51)包括大臂(4-32)、舵机一(4-37)、舵机二(4-46)、大臂基座(4-34)、传动杆(4-35)、定位豆一(4-38)、左舵机摇臂(4-36)、卧式法兰轴承一(4-39)和机械抓取钳组件，其中，大臂基座(4-34)通过卧式法兰轴承一(4-39)连接设置在左侧的垫板(1-2)上，舵机一(4-37)固定于左侧的垫板(1-2)上，舵机一(4-37)的输出端与左舵机摇臂(4-36)一端相连接，左舵机摇臂(4-36)另一端与传动杆(4-35)的一端相连接，传动杆(4-
35)另一端通过定位豆一(4-38)与大臂基座(4-34)相连接，大臂(4-32)的一端铰接设置在大臂基座(4-34)上，所述大臂(4-34)相对于所述大臂基座(4-34)的转动由舵机二(4-46)驱动，舵机二(4-46)固定于大臂基座(4-34)上，大臂(4-32)的另一端设置有所述机械抓取钳组件，通过舵机一(4-37)和舵机二(4-46)的转动时，驱动大臂(4-32)以及机械抓取钳组件在空间上转动；
所述机械抓取钳组件包括舵机三(4-31)、内螺纹铜柱(4-44)、活塞筒(4-29)、活塞(4-
42)、丝杆(4-43)、联轴器(4-45)、减速电机(4-30)和机械钳(4-40)，其中，舵机三(4-31)固定于大臂(4-32)的另一端，舵机三(4-31)的输出端通过减速电机(4-30)和联轴器(4-45)连接至丝杆(4-43)，丝杆(4-48)螺纹旋入内螺纹铜柱(4-44)内，内螺纹铜柱(4-44)与活塞(4-
42)固定连接并置于活塞筒(4-29)中，活塞(4-42)与双面齿(4-41)固定连接，机械钳(4-40)与所述双面齿(4-41)配合设置，活塞筒(4-29)密封连接于减速电机(4-30)的减速电机壳体(4-30)上，减速电机(4-30)带动丝杆(4-43)转动，进而使得内螺纹铜柱(4-44)被旋出/旋入推动活塞(4-42)，活塞(4-42)推动机械钳(4-40)的左右钳连接处，使得机械钳(4-40)张开/闭合；
所述右机械手臂组件(4-50)设置于右侧的垫板(1-2)上，其包括液压缸一(4-19)、液压缸二(4-7)、小臂(4-21)、大臂(4-10)、舵机四(4-16)、定位豆二(4-17)、传动轴(4-14)，传动柱(4-23)和刀具执行机构，其中，机械臂基座(4-13)底部通过卧式法兰轴承二(4-18)设置于右侧的所述垫板(1-2)上，与右舵机摇臂(4-15)相连接的舵机四(4-16)固定于右侧的垫板(1-2)上，右舵机摇臂(4-15)与传动轴(4-14)一端相连接，传动轴(4-14)另一端与定位豆二(4-17)相连接，定位豆二(4-17)与机械臂基座相(4-13)连接，大臂(4-10)一端与机械臂基座(4-13)铰接设置，小臂(4-21)与大臂(4-10)另一端铰接设置，机械臂基座(4-13)与大臂(4-10)之间还铰接设置有液压缸一(4-19)，大臂(4-10)与小臂(4-21)之间还铰接的连接设置有液压缸二(4-7)，小臂(4-21)的端部与刀具执行机构连接，舵机四(4-16)转动，右舵机摇臂(4-15)推动传动轴(4-14)移动，进而推动整个右机械手臂组件左右转动，液压缸一(4-19)、液压缸二(4-7)驱动大臂(4-10)和小臂(4-21)的运动；
所述刀具执行机构包括舵机五(4-5)、电机盘(4-24)、电机(4-25)、刀具库(4-1-15)、电机输出端离合器(4-28)与刀具尾部离合器(4-27)，其中，舵机五(4-5)设置于小臂(4-21)的尾部，舵机五(4-5)与舵机摇臂(4-22)相连接，舵机摇臂(4-22)与传动柱(4-23)相连接，传动柱(4-23)另一端与电机盘(4-24)连接，电机盘(4-24)设置于小臂轴(4-4)的槽中，电机(4-25)固定在电机盘(4-24)上，离合器(4-28)与电机输出轴相连接，刀具库(4-1-15)设置于小臂(4-21)的首部，刀具库(4-1-15)中设置有驱动刀具库(4-1-15)转动的舵机六(4-2)，通过舵机五(4-5)使得舵机摇臂(4-22)转动，推动电机盘(4-24)向前移动，电机输出端的离合器(4-28)与刀具库(4-1-15)中刀具(4-1)尾部的离合器(4-27)相咬合，电机(4-25)转动，带动刀具(4-1)转动；通过小臂(4-21)上的舵机五(4-5)控制电机盘(4-24)后退，刀具库(4-
1-15)中的舵机六(4-2)转动，使得刀具盘(4-1-15)转动，小臂(4-21)上的舵机五(4-5)将电机盘(4-24)向前推动，电机输出端离合器(4-28)与刀具尾部离合器(4-27)再次咬合，完成自动换刀；
所述刀具库(4-1-15)包括舵机(4-2)、刀具盘(4-1-15)、离合器(4-27)、刀具(4-1)以及舵机架(4-3)，舵机六(4-2)设置于舵机架(4-3)上，舵机架设置于小臂(4-21)首部，舵机(4-
2)与刀具盘(4-1-15)连接，刀具(4-1)设置于刀具盘(4-1-15)上，刀具(4-1)的尾部与离合器(4-27)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述水下推进器组件包括均倾斜左右对称布置在两侧板(1-3)上的两个水下推进器一(5-18)、水下推进器二(5-20)和水下推进器三(5-22)，其中，水下推进器一(5-18)与水下推进器二(5-20)结构和布置方式相同，所述水下推进器三(5-22)水平向内倾斜布置；
所述水下推进器一和所述水下推进器二均与基平面的夹角为45～90度，且与中横剖面夹角0～60度，与中纵剖面夹角0～30度；所述水下推进器三(5-22)与中纵剖面夹角0～60度，其中所述基平面为六履带水下机器人的履带所接触的水平面，中纵剖面为垂直于基平面与中横剖面的六履带水下机器人中部的纵向平面，中横剖面为垂直于基平面与中纵剖面的六履带水下机器人中部的横向平面；
所述水下推进器一(5-18)、水下推进器二(5-20)和水下推进器三(5-22)均包括推进器壳体(5-42)、电机(5-43)、传动轴(5-40)、和螺旋桨(5-44)，其中，传动轴(5-40)的一端与电机(5-43)连接，另一端通过轴承(5-45)伸出推进器外壳，螺旋桨(5-44)固定连接在传动轴(5-40)伸出推进器壳体外的端部处。
3.根据权利要求1所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述主驱动履带组件(5-11)包括履带、独立悬挂的减震轮组件、减速电机、主动轮(5-24)、从动轮组和齿轮(5-2)，其中，所述独立悬挂的减震轮组件、主动轮(5-24)、从动轮组均布设在六履带水下机器人主体(1)上，所述主动轮(5-24)通过齿轮(5-2)与减速电机传动连接，所述主动轮(5-24)、从动轮组和独立悬挂的减震轮组件上绕设有履带，通过减速电机(5-7)带动齿轮(5-2)转动，从而使得履带带动从动轮，从而机器人运动；
所述独立悬挂的减震轮组件左右对称布置，包括减震弹簧(5-29)、轮子臂(5-30)以及轮子(5-31)，其中，轮子臂(5-30)为弯折结构，且轮子臂(5-30)的弯折处铰接设置在六履带水下机器人主体1上，所述轮子臂(5-30)的一端采用所述减震弹簧(5-29)连接在所述六履带水下机器人主体1上，所述轮子臂(5-30)的另一端设置有轮子(5-31)。
4.根据权利要求1所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述摇臂组件包括摇臂驱动舵机(5-17)、驱动轮(5-24)、从动轮(5-19、履带(5-9，5-12)、左侧摇臂板(5-6)、法兰连轴器(5-5)、45度伞齿(5-16，5-14)、空心传动轴(5-50、齿轮(5-2)以及传动轴(5-1)，其中，摇臂驱动舵机(5-17)固定于右侧的垫板(1-2)上，摇臂驱动舵机(5-17)转动处与45度伞一(5-14)固定连接，法兰连轴器(5-5)与左侧摇臂板(5-6)尾部相连接，空心传动轴(5-50)穿过摇臂板将驱动轮(5-24)以及从动轮固定，履带套在驱动轮与从动轮上，45度伞齿(5-16)固定于传动轴(5-1)上，传动轴(5-1)穿过空心传动轴(5-50)与左侧摇臂板(5-
6)尾部的法兰连轴器(5-5)固定连接，摇臂驱动舵机(5-17)通过45度伞齿(5-14)带动传动轴上的45度伞齿(5-16)转动，传动轴(5-1)带动摇臂完成旋转，摇臂驱动舵机(5-17)前后对称布置。
5.根据权利要求1所述的一种多功能的六履带式水下机器人，其特征在于：所述智能检修系统还包括减速电机(4-53)、丝杆(4-51)、螺柱(4-50)、液压缸(4-48)、液压杆(4-49)、设备架(4-54)、管线(4-47)以及电机驱动器(5-38)，其中，减速电机(4-53)与电机驱动器(5-
38)相连接，减速电机(4-53)固定在设备架(4-54)的右侧，电机驱动器(5-38)与控制器(2-2相连接，丝杆(4-51)通过连轴器(4-52)与减速电机(4-53)输出端连接，螺柱(4-50)一端与丝杆(4-51)相连接，螺柱(4-50)另一端与液压杆(4-49)相连接，液压缸(4-49)固定在设备架(4-54)的左侧，减速电机(4-53)带动丝杆(4-51)转动，通过螺柱(4-50)被旋出使得液压杆(4-49)向前推动，液压缸(4-48)中液体被挤压，沿着管线(4-47)输送到机械臂，从而驱动机械手臂。
一种多功能的六履带式水下机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及新型多功能六履带式水下机器人，属于船舶工程技术领域。
背景技术
[0002] 上世纪90年代以后，我国海上开发进入高潮，建造了如：海上平台、海底观测站、石油和天然气勘深开采平台、浮式贮油库和炼油厂、浮式电站、浮式飞机场、浮式海水淡化装置等海洋结构物。为了各种海洋结构物的安全生产，建立和完善海上结构物及管道检测、维护、修理系统成为势在必行的工作。
[0003] 近年来，随着人们对海洋资源的开发和利用，水下机器人开始得到广泛的应用。但传统的水下作业机器人，在水下作业时不稳定，受水流影响易出现摇晃及偏移的现象，即使为履带式水下机器人附于表面工作也存在此不足，面对不平坦的地形也易发生事故。另外，水下机器人其自身有效载荷及布置空间有限，不能携带过多工具，但水下检修时易遇到复杂事故，不可携带多种工具的水下机器人工作效率低，存在需回收更改工具，效费比低等问题。同时，国内检测技术相对比较落后，检测的智能化-自动化程度较低、检测精度相对较低、检测结果难以数字化，从评价技术上看，这样安全评价的置信度受到一定的限制。
[0004] 本发明将六履带多姿态车与水下机器人相结合，通过携带机械手臂、高精度监测传感器、数据信息实时回传系统，形成一种新型多功能六履带式水下机器人，将实时工况进行反馈，其稳定性、快速性、灵活性也大幅提高，保证了水下检修工作的有效完成。
[0005] 本发明设计出一种可在横向、纵向进行姿态补偿的水下机器人，通过搭载不同的功能设备实现不同的功能，针对水下检修作业出现的典型问题提供了相应的解决措施。水下作业型机器人中最重要的是其水中姿态的稳定以及作业工具的齐全，这对水下机器人的结构以及功能设备有很多细节性的要求。水下作业型机器人在作业时受水流干扰易发生机体摇晃及偏移，在空间狭小处无法正常航行，且单个水下机器人有效载荷及布置空间有限，不能携带多种作业工具，不能同时完成抓、钻取、切割等作业。本发明根据这些特定需求给出了针对性的解决方案。
发明内容
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 一种多功能的六履带式水下机器人，其包括六履带水下机器人主体、以及设置在所述六履带水下机器人主体上的定位及导航系统、智能监测系统、智能检修系统和履带式水路陆两用智能操推系统，其特征在于，
[0008] 所述定位及导航系统负责测量该水下机器人位置的水深信息，并能够测量该水下机器人的方向角、倾斜角和加速度，以便保证水下机器人的航向角及自身平衡；
[0009] 所述智能监测系统包括对该水下机器人位置处的水环境进行监测的智能监测传感器组，以便实时监控该水下机器人的工作情况，防止作业时发生泄漏污染事故；
[0010] 所述智能检修系统包括左机械手臂组件和右机械手臂组件，其中，所述左机械手臂组件为舵机式机械手臂，能够实现抓取作业；所述右机械手臂组件为液压式机械手臂，且其上设置有刀库，以便实现钻取、切割作业功能，并能够实现自动换刀；
[0011] 所述履带式水路陆两用智能操推系统包括多个对称布设的水下推进器组件、主驱动履带组件和摇臂组件，其中，所述水下推进器组件能够实现机器人六个自由度的运动，并在横向纵向及斜向可产生推力补偿，在水下遇到浪流时可保持平稳作业；
[0012] 所述摇臂组件上设置有摇臂履带，且所述主驱动履带转动时带动摇臂组件上的摇臂履带转动，所述摇臂组件可做度旋转，以便实现该机器人进行多姿态运动，提高攀爬、越障能力。
[0013] 进一步，作为优选，所述六履带水下机器人主体包括密封舱、侧板、垫板、浮箱、主浮体，其中，所述密封舱纵向布置，所述垫板对称布置于所述密封舱的中平面处，垫板与密封舱用连接桥连接固定，侧板对称的连接在所述垫板上，左右两侧的侧板用两道连接桥相互连接，两个浮箱左右对称的分别固定于两连接桥之间，主浮体沿着纵向布置，且主浮体纵向贯穿两道连接桥，且固定在连接桥中间位置。
[0014] 进一步，作为优选，所述定位及导航系统包括水深传感器及六轴陀螺仪，其中，水深传感器设置于右侧的浮箱的上部，六轴陀螺仪设置于密封舱内的中部，且所述水深传感器及六轴陀螺仪均与控制器相连接；
[0015] 所述智能监测系统包括水温度传感器、PH水质传感器、水浊度传感器及摄像头，其中，水温度传感器、PH水质传感器、水浊度传感器均安装在所述密封舱的壳上，摄像头设置于密封舱内的椭球形罩内，所述水温度传感器、PH水质传感器、水浊度传感器及摄像头均有控制器连接。
[0016] 进一步，作为优选，所述左机械手臂组件包括大臂、舵机一、舵机二、大臂基座、传动杆、定位豆一、左舵机摇臂、卧式法兰轴承一和机械抓取钳组件，其中，大臂基座通过卧式法兰轴承一连接设置在左侧的垫板上，舵机一固定于左侧的垫板上，舵机一的输出端与左舵机摇臂一端相连接，左舵机摇臂另一端与传动杆的一端相连接，传动杆另一端通过定位豆一与大臂基座相连接，大臂的一端铰接设置在大臂基座上，所述大臂相对于所述大臂基座的转动由舵机二驱动，舵机二固定于大臂基座上，大臂的另一端设置有所述机械抓取钳组件，通过舵机一和舵机二的转动时，驱动大臂以及机械抓取钳组件在空间上转动；
[0017] 所述机械抓取钳组件包括舵机三、内螺纹铜柱、活塞筒、活塞、丝杆、联轴器、减速电机和机械钳，其中，舵机三固定于大臂的另一端，舵机三的输出端通过减速电机和联轴器连接至丝杆，丝杆螺纹旋入内螺纹铜柱内，内螺纹铜柱与活塞固定连接并置于活塞筒中，活塞与双面齿固定连接，机械钳与所述双面齿配合设置，活塞筒密封连接于减速电机的减速电机壳体上，减速电机带动丝杆转动，进而使得内螺纹铜柱被旋出/旋入推动活塞，活塞推动机械钳的左右钳连接处，使得机械钳张开/闭合。
[0018] 进一步，作为优选，所述右机械手臂组件设置于右侧垫板上，其包括液压缸一、液压缸二、小臂、大臂、舵机四、定位豆二、传动轴，传动柱和刀具执行机构，其中，机械臂基座底部通过卧式法兰轴承二设置于所述右垫板上，与右舵机摇臂相连接的舵机四固定于右侧垫板上，右舵机摇臂与传动轴一端相连接，传动轴另一端与定位豆二相连接，定位豆二与机械臂基座相连接，大臂一端与机械臂基座铰接设置，小臂与大臂另一端铰接设置，机械臂基座与大臂之间还铰接设置有液压缸一，大臂与小臂之间还铰接的连接设置有液压缸二，小臂的端部与刀具执行机构连接，舵机四转动，右舵机摇臂推动传动轴移动，进而推动整个右机械手臂组件左右转动，液压缸一、液压缸二驱动大臂和小臂的运动。
[0019] 进一步，作为优选，所述刀具执行机构包括舵机五、电机盘、电机、刀具库、电机输出端离合器与刀具尾部离合器，其中，舵机五设置于小臂的尾部，舵机五与舵机摇臂相连接，舵机摇臂与传动柱相连接，传动柱另一端与电机盘连接，电机盘设置于小臂轴的槽中，电机固定在电机盘上，离合器与电机输出轴相连接，刀具库设置于小臂的首部，刀具库中设置有驱动刀具库转动的舵机六，通过舵机五使得舵机摇臂转动，推动电机盘向前移动，电机输出端的离合器与刀具库中刀具尾部的离合器相咬合，电机转动，带动刀具转动；通过小臂上的舵机五控制电机盘后退，刀具库中的舵机六转动，使得刀具盘转动，小臂上的舵机五将电机盘向前推动，电机输出端离合器与刀具尾部离合器再次咬合，完成自动换刀；
[0020] 所述刀具库包括舵机、刀具盘、离合器、刀具以及舵机架，舵机六设置于舵机架上，舵机架设置于小臂首部，舵机与刀具盘连接，刀具设置于刀具盘上，刀具的尾部与离合器相连接。
[0021] 进一步，作为优选，所述水下推进器组件包括均倾斜左右对称布置在两侧板上的两个水下推进器一、水下推进器二和水下推进器三，其中，水下推进器一与水下推进器二结构和布置方式相同，所述水下推进器三水平向内倾斜布置；
[0022] 所述水下推进器一和所述水下推进器二均与基平面的夹角为～度，且与中横剖面夹角～度，与中纵剖面夹角～度；所述水下推进器三与中纵剖面夹角～度，其中所述基平面为六履带水下机器人的履带所接触的水平面，中纵剖面为垂直于基平面与中横剖面的六履带水下机器人中部的纵向平面，中横剖面为垂直于基平面与中纵剖面的六履带水下机器人中部的横向平面；
[0023] 所述水下推进器一、水下推进器二和水下推进器三均包括推进器壳体、电机、传动轴、和螺旋桨，其中，传动轴的一端与电机连接，另一端通过轴承伸出推进器外壳，螺旋桨固定连接在传动轴伸出推进器壳体外的端部处。
[0024] 进一步，作为优选，所述主驱动履带组件包括履带、独立悬挂的减震轮组件、减速电机、主动轮、从动轮组和齿轮，其中，所述独立悬挂的减震轮组件、主动轮、从动轮组均布设在六履带水下机器人主体上，所述主动轮通过齿轮与减速电机传动连接，所述主动轮、从动轮组和独立悬挂的减震轮组件上绕设有履带，通过减速电机带动齿轮转动，从而使得履带带动从动轮，从而机器人运动；
[0025] 所述独立悬挂的减震轮组件左右对称布置，包括减震弹簧、轮子臂以及轮子，其中，轮子臂为弯折结构，且轮子臂的弯折处铰接设置在六履带水下机器人主体上，所述轮子臂的一端采用所述减震弹簧连接在所述六履带水下机器人主体上，所述轮子臂的另一端设置有轮子。
[0026] 进一步，作为优选，所述和摇臂组件包括摇臂驱动舵机、驱动轮、从动轮、履带，、左侧摇臂板、法兰连轴器、度伞齿，、空心传动轴、齿轮以及传动轴，其中，摇臂驱动舵机固定于右垫板上，摇臂驱动舵机转动处与度伞一固定连接，法兰连轴器与左侧摇臂板尾部相连接，空心传动轴穿过摇臂板将驱动轮以及从动轮固定，履带套在驱动轮与从动轮上，度伞齿固定于传动轴上，传动轴穿过空心传动轴与左侧摇臂板尾部的法兰连轴器固定连接，摇臂驱动舵机通过度伞齿带动传动轴上的度伞齿转动，传动轴带动摇臂完成旋转，摇臂驱动舵机前后对称布置。
[0027] 进一步，作为优选，所述智能检修系统还包括减速电机、丝杆、螺柱、液压缸、液压杆、设备架、管线以及电机驱动器，其中，减速电机与电机驱动器相连接，减速电机固定在设备架的右侧，电机驱动器与控制器相连接，丝杆通过连轴器与减速电机输出端连接，螺柱一端与丝杆相连接，螺柱另一端与液压杆相连接，液压缸固定在设备架的左侧，减速电机带动丝杆转动，通过螺柱被旋出使得液压杆向前推动，液压缸中液体被挤压，沿着管线输送到机械臂，从而驱动机械手臂。
[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0029] (1)本发明以给予六履带的水下机器人为载体，摆脱了传统的双履带为载体的相关的作业型机器人的限制，充分利用六履带式水下机器人的稳性好、适航性佳、工作效率高。水下机器人的履腿复合系统给予了机器人对各种工况的适应性，应用范围广。
[0030] (2)水下机器人的液压式自带手库式机械手臂工作时，可根据不同需求，对工具进行自主变换，提高工作效率。当作业时，机器人携带的水温、PH值、水浊传感器可预报周围水体情况，便于操作人员判断环境是否正常，有效避免损失。
[0031] (3)本发明是在小型水下机器人技术的基础上进行工作的，不需要人去工作，从而降低了劳动强度和使用成本。在密封壳体中安装了基于STM32的嵌入式控制器，以控制器为基础，自主设计了液压式自带手库式机械手臂、六履带式履腿复合系统，通过编程可实现水下机器人的定深、横纵向姿态补偿、液压式自带手库式机械手臂、六履带式履腿复合系统的自动控制，实现智能化水下检修的目标。
[0032] (4)本发明中所述的液压式自带手库的机械手臂系统针对水下作业的抓、钻取、切割等需要，可自行切换刀具，完成不同的作业需要，且液压式的设计使得机械手臂可输出的力较大，本发明能够使得水下作业效率的提高，操作也更加简易，可以不需要回收更换刀具，长时间在水中作业。
[0033] (5)本发明中所述的六履带轮腿复合结构，既具有履带式优越的越障能力，又有腿式结构的攀爬能力，两者相结合，在地面适应性能、越障性能方面有良好表现，针对可能会遇到附着面崎岖坎坷，本发明可使得水下机器人平稳顺利的进行攀附作业。本发明创造性的将六履带式高性能车与性能稳定的高性能水下机器人相结合，利用六履带式的地面适应性能好，在复杂的野外环境中能通过各种崎岖路面，它的活动范围广，性能可靠，使用寿命长及腿式机器人具有多个自由度，运动更具有灵活性，通过调节腿的长度可以控制机器人重心位置，因此不易翻倒，稳定性更高等诸多优点，搭载各种先进的传感器及机械手臂、液压式自带手库的机械手臂，可实现水下机器人与水下检修的有机结合，并高效、稳定的进行水下检修工作。
[0034] (6)本发明所对应的中型水下机器人主体长0.55～1.5m，由长度傅汝德数得长宽比1.2～2，长高比2～3，设计航速1～5节，密封舱长0.65～1.6m，直径0.12～0.5m，具有多种水下作业功能，且结构布局设计符合水下检修的特点，并且有效提高了水下检修的效率，推动水下检修向智能化及自动化转型。
附图说明
[0035] 图1是本发明整体俯视图；
[0036] 图2是本发明的水下机器人主体部分俯视图简图；
[0037] 图3是本发明的水下机器人主体部分侧视图简图；
[0038] 图4是本发明的水下机器人主体部分仰视图简图；
[0039] 图5是本发明密封舱的结构图；
[0040] 图6是本发明水下推进器剖面结构图；
[0041] 图7是本发明右机械手臂左侧视结构图；
[0042] 图8是本发明右机械手臂右侧视结构图；
[0043] 图9是本发明液压驱动器结构图；
[0044] 图10是本发明左机械手臂俯视结构图；
[0045] 图11是本发明左机械手臂左侧视结构图；
[0046] 图12是本发明主驱动履带剖面结构图；
[0047] 图13是本发明整体斜二侧视图。
具体实施方式
[0048] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049] 请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：一种多功能的六履带式水下机器人，其包括六履带水下机器人主体1、以及设置在所述六履带水下机器人主体1上的定位及导航系统2、智能监测系统3、智能检修系统4和履带式水路陆两用智能操推系统5，其特征在于，[0050] 所述定位及导航系统2负责测量该水下机器人位置的水深信息，并能够测量该水下机器人的方向角、倾斜角和加速度，以便保证水下机器人的航向角及自身平衡；
[0051] 所述智能监测系统3包括对该水下机器人位置处的水环境进行监测的智能监测传感器组，以便实时监控该水下机器人的工作情况，防止作业时发生泄漏污染事故；
[0052] 所述智能检修系统4包括左机械手臂组件4-51和右机械手臂组件，其中，所述左机械手臂组件4-51为舵机式机械手臂，能够实现抓取作业；所述右机械手臂组件为液压式机械手臂，且其上设置有刀库，以便实现钻取、切割作业功能，并能够实现自动换刀；
[0053] 所述履带式水路陆两用智能操推系统5包括多个对称布设的水下推进器组件、主驱动履带组件和摇臂组件，其中，所述水下推进器组件能够实现机器人六个自由度的运动，并在横向纵向及斜向可产生推力补偿，在水下遇到浪流时可保持平稳作业；
[0054] 所述摇臂组件上设置有摇臂履带，且所述主驱动履带转动时带动摇臂组件上的摇臂履带转动，所述摇臂组件可做360度旋转，以便实现该机器人进行多姿态运动，提高攀爬、越障能力。
[0055] 在本实施例中，如图2所示，所述六履带水下机器人主体1包括密封舱1-1、侧板1-3、垫板1-2、浮箱1-5、主浮体1-8，其中，所述密封舱1-1纵向布置，所述垫板1-2对称布置于所述密封舱1-1的中平面处，垫板1-2与密封舱1-1用连接桥1-7连接固定，垫板1-2与对称布置的侧板1-3固定连接与于侧板1-3高的0.25倍处，左右两侧的侧板1-3用两道连接桥1-7相互连接，两个浮箱1-5左右对称的分别固定于两连接桥1-7之间，主浮体1-8沿着纵向布置，且主浮体1-8纵向贯穿两道连接桥1-7，且固定在连接桥1-7中间位置。
[0056] 如图1、5所示，所述定位及导航系统2包括水深传感器2-1及六轴陀螺仪2-3，其中，水深传感器2-1设置于右侧的浮箱1-5的上部，六轴陀螺仪2-3设置于密封舱1-1内的中部，且所述水深传感器2-1及六轴陀螺仪2-3均与控制器2-2相连接。
[0057] 如图1、2、3所示，所述智能监测系统3包括水温度传感器3-1、PH水质传感器3-3、水浊度传感器3-4及摄像头，其中，水温度传感器3-1、PH水质传感器3-3、水浊度传感器3-4均安装在所述密封舱1-1的壳上，摄像头设置于密封舱1-1内的椭球形罩内，所述水温度传感器3-1、PH水质传感器3-3、水浊度传感器3-4及摄像头均有控制器2-2连接，通过传感器的测量，实时监控工作情况，并防止作业时发生泄漏污染等事故。
[0058] 作为较佳的实施例，如图10、11所示所述左机械手臂组件4-51包括大臂4-32、舵机一4-37、舵机二4-46、大臂基座4-34、传动杆4-35、定位豆一4-38、左舵机摇臂4-36、卧式法兰轴承一4-39和机械抓取钳组件，其中，大臂基座4-34通过卧式法兰轴承一4-39连接设置在左侧的垫板1-2上，舵机一4-37固定于左侧的垫板1-2上，舵机一4-37的输出端与左舵机摇臂4-36一端相连接，左舵机摇臂4-36另一端与传动杆4-35的一端相连接，传动杆4-35另一端通过定位豆一4-38与大臂基座4-34相连接，大臂4-32的一端用轴4-40横向固定铰接设置在大臂基座4-34上，所述大臂4-34相对于所述大臂基座4-34的转动由舵机二4-46驱动，舵机二4-46固定于大臂基座4-34上，大臂4-32的另一端设置有所述机械抓取钳组件，通过舵机一4-37和舵机二4-46的转动时，驱动大臂4-32以及机械抓取钳组件在空间上转动。
[0059] 作为更佳的实施例，所述机械抓取钳组件包括舵机三4-31、内螺纹铜柱4-44、活塞筒4-29、活塞4-42、丝杆4-43、联轴器4-45、减速电机4-30和机械钳4-40，其中，舵机4-31转动处与减速电机壳体4-30固定连接，减速电机4-30轴向固定于减速电机壳体4-30内，舵机三4-31固定于大臂4-32的另一端，舵机三4-31的输出端通过减速电机4-30和联轴器4-45连接至丝杆4-43，丝杆4-48螺纹旋入内螺纹铜柱4-44内，内螺纹铜柱4-44与活塞4-42固定连接并置于活塞筒4-29中，活塞4-42与双面齿4-41固定连接，机械钳4-40与所述双面齿4-41配合设置，活塞筒4-29密封连接于减速电机4-30的减速电机壳体4-30上，减速电机4-30带动丝杆4-43转动，进而使得内螺纹铜柱4-44被旋出/旋入推动活塞4-42，活塞4-42推动机械钳4-40的左右钳连接处，使得机械钳4-40张开/闭合。
[0060] 如图7、8所示，所述右机械手臂组件4-50设置于右侧垫板1-2上，其包括液压缸一4-19、液压缸二4-7、小臂4-21、大臂4-10、舵机四4-16、定位豆二4-17、传动轴4-14，传动柱
4-23和刀具执行机构，其中，机械臂基座4-13底部通过卧式法兰轴承二4-18设置于所述右垫板1-2上，与右舵机摇臂4-15相连接的舵机四4-16固定于右侧垫板1-2上，右舵机摇臂4-
15与传动轴4-14一端相连接，传动轴4-14另一端与定位豆二4-17相连接，定位豆二4-17与机械臂基座相4-13连接，大臂4-10一端与机械臂基座4-13铰接设置，小臂4-21与大臂4-10另一端铰接设置，机械臂基座4-13与大臂4-10之间还铰接设置有液压缸一4-19，大臂4-10与小臂4-21之间还铰接的连接设置有液压缸二4-7，小臂4-21的端部与刀具执行机构连接，舵机四4-16转动，右舵机摇臂4-15推动传动轴4-14移动，进而推动整个右机械手臂组件左右转动，液压缸一4-19、液压缸二4-7驱动大臂4-10和小臂4-21的运动。
[0061] 所述刀具执行机构包括舵机五4-5、电机盘4-24、电机4-25、刀具库4-1-15、电机输出端离合器4-28与刀具尾部离合器4-27，其中，舵机五4-5设置于小臂4-21的尾部，舵机五4-5与舵机摇臂4-22相连接，舵机摇臂4-22与传动柱4-23相连接，传动柱4-23另一端与电机盘4-24连接，电机盘4-24设置于小臂轴4-4的槽中，电机4-25固定在电机盘4-24上，离合器
4-28与电机输出轴相连接，刀具库4-1-15设置于小臂4-21的首部，刀具库4-1-15中设置有驱动刀具库4-1-15转动的舵机六4-2，通过舵机五4-5使得舵机摇臂4-22转动，推动电机盘
4-24向前移动，电机输出端的离合器4-28与刀具库4-1-15中刀具4-1尾部的离合器4-27相咬合，电机4-25转动，带动刀具4-1转动；通过小臂4-21上的舵机五4-5控制电机盘4-24后退，刀具库4-1-15中的舵机六4-2转动，使得刀具盘4-1-15转动，小臂4-21上的舵机五4-5将电机盘4-24向前推动，电机输出端离合器4-28与刀具尾部离合器4-27再次咬合，完成自动换刀。
[0062] 如图7、8所示，所述刀具库4-1-15包含舵机4-2、刀具盘4-1-15、离合器4-27、刀具4-1以及舵机架4-3，舵机4-2设置于舵机架4-3上，舵机4-3设置于小臂4-21首部，舵机4-2与刀具盘4-1-15连接，刀具4-1设置于刀具库4-1-15上，刀具4-1的尾部与离合器4-27相连接。
[0063] 如图9所示，所述液压驱动器4-55为左右对称结构，左右减速电机和液压缸对称布置，包含减速电机4-53、连轴器4-52、丝杆4-51、螺柱4-50、液压缸4-48、液压杆4-49、设备架4-54、管线4-47以及电机驱动器5-38，减速电机4-53与电机驱动器5-38相连接，减速电机4-
53固定在设备架4-54的右侧，电机驱动器5-38与控制器2-2相连接，丝杆4-51一端与连轴器
4-52相连接，连轴器4-52与减速电机4-53输出端连接，螺柱4-50一端与丝杆4-51相连接，螺柱4-50另一端与液压杆4-49相连接，液压缸4-49固定在设备架4-54的左侧。电机驱动器5-
38驱动减速电机4-53，减速电机4-53带动丝杆4-51转动，螺柱4-50被旋出，液压杆4-49向前推动，液压缸4-48中液体被挤压，沿着管线4-47输送到机械臂，从而驱动机械手臂。
[0064] 如图6、13所示，所述水下推进器5-18，5-20，5-22左右对称布置，包含推进器壳体5-42、电机5-43、联轴器5-41、传动轴5-40、轴承5-45和螺旋桨5-44，水下推进器5-18，5-20，
5-22倾斜对称布置在两侧板1-3的前端和后端，4个下沉水下推进器5-18，5-18倾斜对称环绕布置，其与基平面7-1夹角45～90度，且与中横剖面7-2夹角0～60度，还与中纵剖面7-3夹角0～30度；两个水下推进器5-22，5-22水平向内倾斜布置，且其与中纵剖面7-3夹角0～60度，其中所述基平面7-1为六履带水下机器人的履带所接触的水平面，中纵剖面7-3为垂直于基平面与中横剖面的六履带水下机器人中部的纵向平面，中横剖面7-2为垂直于基平面与中纵剖面的六履带水下机器人中部的横向平面。
[0065] 传动轴5-40的一端与电机5-43通过联轴器5-41相连接，另一端通过轴承5-45伸出推进器外壳，轴承5-45固定于轴伸出推进器外壳5-42的端面，螺旋桨5-44固定连接在传动轴5-40伸出推进器壳体外的端部处，用自锁螺母固定。
[0066] 如图4、12所示，所述主驱动履带5-11包含履带5-11、独立悬挂的减震轮5-28，5-32，5-34、减速电机5-7、主动轮5-24、从动轮5-13，5-19，5-21、空心传动轴5-20、轴承5-36，
5-1-15、螺柱5-25，5-35、齿轮5-2以及轮子架5-27，减速电机5-7与电机驱动器5-38相连接，轮子架5-27与螺柱5-25，5-35的一端相连接，螺柱5-25，5-35另一端与框架1-15，1-2相连接，轴承5-4镶嵌在轮子架5-27的首部和尾部，空心传动轴5-50穿过轴承5-36，5-26将主动轮5-24和从动轮5-19分别固定，齿轮5-2固定于空心传动轴5-50上，独立悬挂的减震轮5-
28，5-32，5-34布置于轮子架的前中后三处，履带5-11套在主动轮5-24、从动轮5-21、减震轮
5-28，5-32，5-34上。电机驱动器5-38驱动减速电机5-7，减速电机5-7带动齿轮5-2转动，主动轮5-24通过履带5-11，5-9，5-12带动从动轮5-19，5-21，从而机器人运动，主驱动履带左右对称布置，另一边主动履带皆同理。
[0067] 本发明中，如图12所示，所述独立悬挂的减震轮5-28，5-32，5-34左右对称布置，包含减震弹簧5-29、固定杆5-33，5-37、轮子臂5-30以及轮子5-31，固定杆5-33横向穿过轮子5-31，将轮子5-31固定在轮子臂5-30的下部分，固定杆5-37横向穿过减震弹簧5-29的一端，将减震弹簧5-29的一端固定，减震弹簧5-29的另一端与轮子架5-27相连接，使得机器人平稳运行。
[0068] 本发明中，如图4所示，所述摇臂系统包含摇臂驱动舵机5-17、驱动轮5-24、从动轮5-19、履带5-9，5-12、左侧摇臂板5-6、右侧摇臂板5-7、法兰连轴器5-5、轴承5-4、45度伞齿
5-16，5-14、空心传动轴5-50、齿轮5-2、轴5-10以及传动轴5-1。摇臂驱动舵机5-17固定于右垫板1-2的前部分的下方，摇臂驱动舵机5-17转动处于45度伞5-14固定连接，法兰连轴器5-
5与左侧摇臂板5-6尾部相连接，轴承5-4镶嵌于摇臂板首部和尾部，空心传动轴5-50穿过尾部轴承5-4将驱动轮5-24固定，空心传动轴5-50穿过尾部轴承5-4将从动轮固定，履带5-11，
4-54带套在驱动轮5-24，5-21与从动轮上5-19，45度伞齿5-16固定于传动轴5-1上，传动轴
5-1穿过空心传动轴5-50与左侧摇臂板5-6尾部的法兰连轴器5-5固定连接。摇臂驱动舵机
5-17转动，摇臂驱动舵机5-17上的45度伞齿5-14带动传动轴上的45度伞齿5-16转动，传动轴5-1带动摇臂完成旋转，摇臂驱动舵机5-17前后对称布置，摇臂其他三处摇臂原理皆相同。
[0069] 如图5所示，所述密封舱1-1包括梭形亚克力管、法兰环、椭球形密封罩1-9、密封圈1-13、密封盖1-12，其中，法兰环固定于梭形亚克力管的头部与尾部，椭球形密封罩1-9密封连接于头部，密封盖1-12密封塞于尾部，密封圈1-13置于管口管壁与密封盖的贴合处，法兰环1-11与密封盖1-12之间用螺丝钉拧紧，密封盖1-12与管口挤压密封圈1-13实现密封作用。
[0070] 作为更佳的实施例，所述新型多功能六履带式水下机器人主体长0.55～1.5m，由长度傅汝德数得长宽比1.2～2，长高比2～3，设计航速1～5节，所述密封舱的长为主体长的1.1～1.2倍，为梭形，其中间段均匀占密封舱长的0.2～0.5倍，最大横截面处直径0.12～
0.6m，非均匀段横截面为椭圆形长短轴之比为2～4。所述智能检修系统的大臂长为机器人长的0.3～0.6倍，小臂长为机器人长的0.4～0.8倍。所述主驱动履带与主体长度相等，驱动轮直径为0.05～0.3m；所述摇臂组件的前摇臂长为主体的0.4～0.6倍，后摇臂长为主体长的0.25～0.5倍。这样，本发明具有多种水下作业功能，且结构布局设计符合水下检修的特点，并且有效提高了水下检修的效率，推动水下检修向智能化及自动化转型。
[0071] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
