本发明属于船用应急保障以及维修设备技术领域，尤其涉及一种船用水下应急维修机械臂载体装置。
背景技术：
当前，随着海军新装备的投入和使用，装备的发展建设重点从解决有无问题转移到提高装备性能方面。舰船水下部分的正常运转是舰船正常航行的根本保证，由于其活动空间的特殊性，目前对舰船水下设备的检修主要包括三种方式：一是年度维修时到具有与舰船吨位和尺度相当的坞中或排上进行检修；二是依靠潜水员下水解决水下部分问题；三是依靠水下机器人携带的机械臂进行水下作业。为了保证海军新装备的高质量发展以及舰船的正常航行使用和执行任务，需要大力提高对舰船水下部分的检测和维修能力。
目前对于舰船水下部分的维修主要存在以下三个方面的问题：1、舰船到坞中或排上进行水下设备的检修时，往往维修周期较长，从而导致舰船在航率低且维修费用高；2、对舰船水下部分的维修保障手段严重不足且大多自动化程度不高，人员下水时受水质、气象条件等客观因素限制，危险系数大，而且基本靠探摸的方式找出并排除部分故障，可靠性差，即便修理完成也很难避免二次损伤；3、用于舰船水下维修的机器人续航时间短、灵活性差且可携带负载较少，总之，目前缺乏一套能够克服海洋复杂环境的影响并迅速对舰船水下部分进行检测和维修的自动化装置。
申请内容
本申请的目的在于，提供一种使用方便灵活，能够快速拆装搭建，能够在船体观察维护以及应急抢修过程中作为机械臂以及各类水下设备仪器载体和支撑结构的船用水下应急维修机械臂载体装置。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。
本申请的一种船用水下应急维修机械臂载体装置，设置于船舶上，包括可拆卸的固定在船舶上的载体基座6、竖直设置且与载体基座6连接的垂直桁架4、设置在垂直桁架4与船体之间的吸附组件7、设置于垂直桁架4下侧的摆臂8、设置于垂直桁架4和摆臂8之间的摆臂驱动组件5、设置于摆臂8下端的机械臂10；
载体基座6呈三角柱框架结构且各边框由一个或两个三角柱连接架2a拼接组成，各边框通过连接块1a连接；载体基座6的一侧边框上垂直设有两个三角柱连接架2a，位于上侧的三角柱连接架2a上设置有电葫芦12，位于下侧的三角柱连接架2a与垂直桁架4垂直连接；所述垂直桁架4和摆臂8由多个三角柱连接架2a拼接组成；
所述吸附组件7设置在载体基座6的下方，吸附组件7包括通过第一螺杆1g连接在垂直桁架4上的支撑板7a，支撑板7a上设置有多个第二螺孔3k，第二螺孔k内设置有吸盘螺杆7b，吸盘螺杆7b原理垂直桁架4的一端设置有吸盘结构7c；
所述摆臂驱动组件5包括分别连接在垂直桁架4下端和摆臂8上端的两个活动连接板1b、设置于两个活动连接板1b之间的连接轴3b、与连接轴3b轴接的防水电机5b；两个活动连接板1b的向对面上设有连接耳2b，两个活动连接板1b通过连接耳2b以及设置于连接耳2b中的连接轴3b摆动连接，所述防水电机5b固定在其中一个活动连接板1b上，连接轴3b与电机轴同步转动且与另一个活动连接板固定连接。
对前述船用水下应急维修机械臂载体装置的进一步改进，所述三角柱连接架2a呈三角框架结构，包括位于外侧边框位置的整根支撑杆3a以及位于支撑杆3a之间的斜拉杆4a；
所述三角柱连接架2a的两端设置有固定连接板，固定连接板上设置有多个第一连接孔1k，位于载体基座6同一边框中相邻的三角柱连接架2a通过设置于第一连接孔1k中的螺栓组连接；所述连接块1a的上下端面为平行平面1m，其外侧面设有两个连接面2m，两个连接面呈120°，连接面2m上设有与连接板上第一连接孔1k对应的第一螺孔2k，位于载体基座6同一边框两端的三角柱连接架2a通过设置在第一连接孔1k和第一螺孔2k中的螺杆组连接。
对前述船用水下应急维修机械臂载体装置的进一步改进，所述支撑杆3a为轻质圆管结构；还包括用于连接垂直桁架4以及三角柱连接架2a、以及用于连接三角柱连接架2a和电葫芦12的安装连接组件9，安装连接组件9包括设置在三角柱连接架2a上的安装板9a以及通过螺栓组与安装板9a可拆卸连接的u形扣9b，所述支撑杆9a通过u形扣9b与安装板9a连接。
其有益效果在于：
针对目前舰船进坞维修周期长、潜水员下水受客观条件影响较大且用于舰船水下维修的机器人续航时间短、灵活性差、受海洋复杂的环境条件影响较大等问题，本发明提供了一种装拆方便的固定式船用水下应急维修机械臂载体装置，用于搭载和输送水下机械臂及其辅助设备进行水下作业。为了保证结构具有较好的通用性和互换性，该结构采用模块化的结构形式，各模块之间可以迅速安装和拆卸，从而实现舰船停留在水面上时，对水线以下船体和附体进行观察、检测和应急维修。
附图说明
图1是船用水下应急维修机械臂载体装置的立体图一；
图2是船用水下应急维修机械臂载体装置的立体图二；
图3是载体基座的是结构示意图；
图4是摆臂驱动组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作详细说明。
如图1所示，本申请的一种船用水下应急维修机械臂载体装置，设置于船舶上，包括可拆卸的固定在船舶上的载体基座6、竖直设置且与载体基座6连接的垂直桁架4、设置在垂直桁架4与船体之间的吸附组件7、设置于垂直桁架4下侧的摆臂8、设置于垂直桁架4和摆臂8之间的摆臂驱动组件5、设置于摆臂8下端的机械臂10。
船用水下应急维修机械臂载体装置主要用于在上面安装和固定各类机械臂以及观察维护或抢修设备仪器，利用机械臂载体装置将相应装置或仪器递送至所需位置并搭载水下机械臂及相关设备仪器进行水下作业。以解决舰船停留在水面上时船体两侧以及底部维护抢修困难，操作不便，设备仪器不便于运达的问题。装置通过可拆卸的方式根据需要安装在待维护或抢修作业区域的上侧。
具体而言，船用水下应急维修机械臂载体装置通过载体基座6固定在船舶甲板边缘，利用吸附组件7将垂直桁架4进行支撑定位，利用摆臂8以及摆臂驱动组件5将机械臂8或机械臂8上的设备或仪器送达至船体下侧相应位置以便于进行维护或抢修作业。
如图1、图3所示，载体基座6呈三角柱框架结构且各边框由一个或两个三角柱连接架2a拼接组成，各边框通过连接块1a连接；载体基座6的一侧边框上垂直设有两个三角柱连接架2a，位于上侧的三角柱连接架2a上设置有电葫芦12，位于下侧的三角柱连接架2a与垂直桁架4垂直连接；所述垂直桁架4和摆臂8由多个三角柱连接架2a拼接组成；
利用三角柱连接架2a作为模块化单元进行拼接组装，可以构成各种尺寸不同的载体基座以及垂直桁架，便于在各种大小尺寸的船舶上安装使用；所述三角柱连接架2a呈三角框架结构，包括位于外侧边框位置的整根支撑杆3a以及位于支撑杆3a之间的斜拉杆4a；三角柱框架结构稳定，拆装方便，能够提高装置的拆装速度和效率，在具体实施过程中，支撑杆3a可采用标准圆管，整体采用焊接加工制成，亦可采用高强度轻质高分子材料等新型材料，以便于应用其不同特性满足不同的需求。
如图1、图2所示，所述吸附组件7设置在载体基座6的下方，吸附组件7包括通过多个第一螺杆1g连接在垂直桁架4上的支撑板7a，支撑板7a上设置有多个第二螺孔3k，第二螺孔k内设置有吸盘螺杆7b，吸盘螺杆7b原理垂直桁架4的一端设置有吸盘结构7c；
吸附组件主要用于固定和支撑垂直桁架，保证垂直桁架结构能够保持稳定位置，利用多吸盘结构能够方便吸附组件固定在各种不同类型和船体形状结构的船舶之上，保证其通用性，在具体实施过程中，支撑板7a一般与垂直桁架倾斜设置，其倾斜角度可以通过调整第一螺杆来控制，使得支撑板能够与船体侧面的角度接近，以便于吸附组件上的吸盘及诶购能够更方便有效的与船体吸附连接。
整个装置通过位于甲板上的载体基座以及位于船体侧面的吸附组件与船舶进行连接定位。
如图4所示，所述摆臂驱动组件5包括分别连接在垂直桁架4下端和摆臂8上端的两个活动连接板1b、设置于两个活动连接板1b之间的连接轴3b、与连接轴3b轴接的防水电机5b；两个活动连接板1b的向对面上设有连接耳2b，两个活动连接板1b通过连接耳2b以及设置于连接耳2b中的连接轴3b摆动连接，所述防水电机5b固定在其中一个活动连接板1b上，连接轴3b与电机轴同步转动且与另一个活动连接板固定连接。
利用两活动连接板以及连接轴结合电机驱动的方式，能够方便的控制机械臂的动作和角度，进而完成各类型的作业要求。
所述三角柱连接架2a的两端设置有固定连接板，固定连接板上设置有多个第一连接孔1k，位于载体基座6同一边框中相邻的三角柱连接架2a通过设置于第一连接孔1k中的螺栓组连接；
所述连接块1a的上下端面为平行平面1m，其外侧面设有两个连接面2m，两个连接面呈120°，连接面2m上设有与连接板上第一连接孔1k对应的第一螺孔2k，位于载体基座6同一边框两端的三角柱连接架2a通过设置在第一连接孔1k和第一螺孔2k中的螺杆组连接。
所述支撑杆3a为轻质圆管结构；还包括用于连接垂直桁架4以及三角柱连接架2a、以及用于连接三角柱连接架2a和电葫芦12的安装连接组件9，安装连接组件9包括设置在三角柱连接架2a上的安装板9a以及通过螺栓组与安装板9a可拆卸连接的u形扣9b，所述支撑杆9a通过u形扣9b与安装板9a连接。
安装时，首先在甲板上对载体基座进行组装，将垂直桁架以及起吊装置按设计的结构形式进行组装，并将组装好的载体基座通过卡槽通过锁紧螺栓固定在甲板凸沿上，同时在载体基座的另一侧加海水袋来增加整个结构的稳定性。然后将桁架、水下电机、机械臂等组装成的转动装置通过电动葫芦一个挂钩吊到锁紧位置处，再用另一个挂钩将一段三角柱连接架吊到相应位置进行组装，将组装好的结构通过电动葫芦往下送一段距离后，按照相同的方式连接另一段三角柱连接架。与上述方法相同，两个挂钩交替使用，完成剩下部分结构的组装，将垂直桁架部分组装完成之后通过锁紧装置将其与载体基座上起支撑作用的外伸水平桁架锁紧固定，最后将吸盘吸附在船舷外侧增强整个结构的稳定性。回收时，按与安装相反的顺序进行。由于整个结构都加工成了标准节的形式，所以储存所占用的空间较小，可以满足舰船上快速装拆且储存方便的要求。
考虑到舰船上对载体结构安装拆卸的复杂程度以及用于水下应急抢修的要求，所以在保证载体结构具有足够的强度和刚度的前提下，结构的重量应尽可能小，即所选用的制造材料应具有较高的比强度和比刚度。同时由于机械臂的作业环境为水下，所以结构的耐腐蚀性必须要考虑。铝合金材料具有强度高、耐腐性好、重量轻、容易加工的特点，因此三角柱连接架选用铝合金材料。锁紧装置是整个结构的危险部位，所以选用性能更好的钛合金材料。转接块主要在甲板上使用，且为了增强结构的稳定性，所以选用重量较大的结构钢材料。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
1.一种船用水下应急维修机械臂载体装置，设置于船舶上，其特征在于，包括可拆卸的固定在船舶上的载体基座、竖直设置且与载体基座连接的垂直桁架、设置在垂直桁架与船体之间的吸附组件、设置于垂直桁架下侧的摆臂、设置于垂直桁架和摆臂之间的摆臂驱动组件、设置于摆臂下端的机械臂；
载体基座呈三角柱框架结构且各边框由一个或两个三角柱连接架拼接组成，各边框通过连接块连接；载体基座的一侧边框上垂直设有两个三角柱连接架，位于上侧的三角柱连接架上设置有电葫芦，位于下侧的三角柱连接架与垂直桁架垂直连接；
所述垂直桁架和摆臂由多个三角柱连接架拼接组成；
所述吸附组件设置在载体基座的下方，吸附组件包括通过第一螺杆连接在垂直桁架上的支撑板，支撑板上设置有多个第二螺孔，第二螺孔内设置有吸盘螺杆，吸盘螺杆原理垂直桁架的一端设置有吸盘结构；
所述摆臂驱动组件包括分别连接在垂直桁架下端和摆臂上端的两个活动连接板、设置于两个活动连接板之间的连接轴、与连接轴轴接的防水电机；两个活动连接板的向对面上设有连接耳，两个活动连接板通过连接耳以及设置于连接耳中的连接轴摆动连接，所述防水电机固定在其中一个活动连接板上，连接轴与电机轴同步转动且与另一个活动连接板固定连接。
2.根据权利要求1所述一种船用水下应急维修机械臂载体装置，其特征在于，所述三角柱连接架呈三角框架结构，包括位于外侧边框位置的整根支撑杆以及位于支撑杆之间的斜拉杆；
所述三角柱连接架的两端设置有固定连接板，固定连接板上设置有多个第一连接孔，位于载体基座同一边框中相邻的三角柱连接架通过设置于第一连接孔中的螺栓组连接；
所述连接块的上下端面为平行平面，其外侧面设有两个连接面，两个连接面呈120°，连接面上设有与连接板上第一连接孔对应的第一螺孔，位于载体基座同一边框两端的三角柱连接架通过设置在第一连接孔和第一螺孔中的螺杆组连接。
3.根据权利要求2所述一种船用水下应急维修机械臂载体装置，其特征在于，所述支撑杆为轻质圆管结构；
还包括用于连接垂直桁架以及三角柱连接架、以及用于连接三角柱连接架和电葫芦的安装连接组件，安装连接组件包括设置在三角柱连接架上的安装板以及通过螺栓组与安装板可拆卸连接的u形扣，所述支撑杆通过u形扣与安装板连接。
技术总结