[0001] 本发明涉及仿蟹机器人技术领域，尤其涉及一种用于近岸水下作业的可多模式移动两栖仿蟹机器人。

[0002] 螺旋桨推进的水下无人航行器，能够在大深度的海域长时间、大范围地执行多种任务，但是，近岸极浅的水深和复杂的“浪‑流”环境，并不适合水下无人航行器作业。面向海
底及近边壁狭窄空间勘察与作业需求，足式机器人凭借其优秀的地形适应能力和位姿保持
能力成为水下复杂环境中作业的极佳选择。但是，传统的足式机器人，在移动的灵活性、水
陆两栖的通用性以及整体的运动效率等方面，仍有不足之处，这也直接导致抵近勘察及巡
检、海底样品取样、水下破拆等任务，无法快速完成，工作效率较低。另外，由于环境的差异,
特别是搭载的设备对水密性的要求，应用于陆地的足式机器人并不能直接应用于水下环
境，因此需要重新设计机器人的结构、布置及装配方式。

[0027] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本发明进行详细阐述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请
还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面
公开的具体实施例的限制。

[0028] 另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指
示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”
的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义
是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0029] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本说明书
的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少
一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实
施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示
例中以合适的方式结合。

[0030] 如图1‑10所示，本实施例中，一种用于近岸水下作业的可多模式移动两栖仿蟹机器人，包括主体，所述主体由上壳体1与下壳体2闭合而成，在上壳体1与下壳体2之间设有连
接框架3，在连接框架3上下两侧分别设有若干个固定螺栓4，在对应上侧各个固定螺栓4位
置的上壳体1内壁上分别设有与之配合的上固定柱5，在对应下侧各个固定螺栓4位置的下
壳体2内壁上分别设有与之配合的下固定柱6，在连接框架3中部设有连接板7，在连接板7左
右两侧的连接框架3内分别设有密封舱8，两个密封舱8分别通过设置在其前后两侧的卡箍9
固连在连接框架3与连接板7上，在密封舱8下方的下壳体2内壁上设有电池10，在主体顶部
设有声纳组件，在主体前侧分别设有视觉组件与照明组件，在对应视觉组件与照明组件下
方的主体上分别设有机械臂组件，在主体左右两侧分别对称设有若干个移动组件。

[0031] 可选地，所述声纳组件包括固连在连接板7中央的声纳支撑杆11，声纳支撑杆11的上端垂直穿过上壳体1与声纳电动云台12，在声纳电动云台12上设有声纳13。声纳13选用Mi 
cron DST Sonar侧扫声呐，声纳13设置于主体之上，具有更大的观察视角，可以更精确的获
得相应数据。

[0032] 可选地，所述视觉组件包括固连在连接框架3右侧的视觉支撑杆14，在视觉支撑杆14上设有视觉电动云台15，在视觉电动云台15上设有网络摄像机16，在对应网络摄像机16
位置的上壳体1上设有第一通孔17。网络摄像机16选用DeepSea HDMSC‑4070‑IP高清网络摄
像机，网络摄像机16安装在视觉电动云台15上，可以随着视觉电动云台15的转动调节拍摄
角度，从而获得最佳角度的视频。

[0033] 可选地，所述照明组件包括固连在连接框架3左侧的照明支撑杆18，在照明支撑杆18上设有照明电动云台19，在照明电动云台19上设有水下灯20，在对应水下灯20位置的上
壳体1上设有第二通孔21。水下灯20选用deepsea LSL‑2000水下灯，水下灯20安装于照明电
动云台19上，随着照明电动云台19的转动调节水下灯20的照射角度，从而帮助网络摄像机
16获得更清晰的图案。

[0034] 可选地，所述机械臂组件包括设置在连接框架3底部的机械臂密封壳22，在机械臂密封壳22内设有电推杆23，电推杆23的外端活动穿出下壳体2与机械臂支架24相连，在下壳
体2外侧设有机械手，机械手通过设置在其内侧的机械手支架25与机械臂支架24活动相铰
接，在机械臂支架24上设有驱动机械手支架25翻转的机械手摆动舵机26。

[0035] 可选地，所述机械手包括与机械手支架25相连的机械手底座27，在机械手底座27外端设有机械手基座28，在机械手基座28左右两侧分别设有夹持件，所述夹持件包括与机
械手基座28平行设置的卡爪29，在相对一侧的卡爪29前端内壁上设有锯齿槽30，在卡爪29
中部上下两侧分别对称设有内连杆31，内连杆31的内端活动铰接在机械手基座28上，其外
端则与卡爪29活动相铰接，在卡爪29后端上侧设有外连杆32，外连杆32的内端活动接接在
机械手基座28中部，其外端则与卡爪29活动相铰接，在卡爪29后端下侧设有驱动连杆33，在
驱动连杆33的内端设有与机械手基座28相铰接在齿轮34，其外端则与卡爪29活动相铰接，
两个夹持件的齿轮34相互啮合，在其中一个夹持件的齿轮34上设有机械手夹取舵机35，机
械手夹取舵机35的输出轴活动穿过齿轮34与机械手基座28相连。

[0036] 可选地，所述移动组件包括依次相连的基节、股节和胫节，所述基节包括设置在连接框架3上的基节连接架36，基节连接架36的外端水平伸出主体与竖直设置的基节电机37
相连，在基节电机37上罩设基节转动框38，基节电机37的输出轴向下活动穿过基节连接架
36与基节转动框38相连，基节电机37的上端则设有与基节转动框38相卡接的基节卡销39；
所述股节包括固连在基节转动框38上的股节连接架40，一股节转动框41通过设置在其内端
的股节电机42与股节连接架40活动相连，股节电机42的输出轴活动穿出股节转动框41与股
节连接架40相连，股节电机42则通过股节卡销43与股节连接架40相卡接；所述胫节包括固
连在股节转动框41外端的胫节电机44，一胫节转动框45的内端活动卡接在股节转动框41
上，胫节电机44的输出轴活动穿出胫节转动框45与股节转动框41相连，在胫节电机44上设
有与胫节转动框45相卡接的胫节卡销46，在胫节转动框45外端设有支撑腿47，支撑腿47通
过力传感器48与胫节转动框45相连，在胫节转动框45内设有螺旋桨49。

[0037] 可选地，在支撑腿47内设有轮式移动组件，所述轮式移动组件包括开设在支撑腿47端部的轮槽50，在轮槽50内设有伸缩轮液压缸51，在伸缩轮液压缸51的活塞杆端部设有
伸缩轮支撑架52，在伸缩轮支撑架52内设有伸缩轮驱动电机53，伸缩轮驱动电机53的输出
轴向外穿出伸缩轮支撑架52与伸缩轮54相连。当装置在陆地运动时，可以通过伸缩轮液压
缸51将伸缩轮支撑架52向外顶出，进而使伸缩轮54从轮槽50内伸出，与地面接触，通过启动
伸缩轮驱动电机53，进而控制伸缩轮54的转动，从而更快捷的在陆地上进行移动。

[0038] 可选地，在基节电机37、股节电机42、胫节电机44及伸缩轮驱动电机53上均设有密封机构，所述密封机构套接在基节电机37、股节电机42、胫节电机44或伸缩轮驱动电机53外
侧的密封套筒55，在密封套筒55的一端设有外端盖56，在外端盖56上设有穿线螺丝57，在密
封套筒55的另一端设有内端盖58，基节电机37、股节电机42、胫节电机44或伸缩轮驱动电机
53的输出端活动穿出内端盖58与连接法兰59相连。在基节电机37、股节电机42、胫节电机44
及伸缩轮驱动电机53上均设置密封机构，可以减少海水对其的损害，提高其使用寿命。

[0039] 可选地，在连接框架3上分别设有若干个向上伸出上壳体1的吊装件，所述吊装件包括连接设置在连接框架3上的吊装杆60，吊装杆60的上端穿出上壳体1与吊环61相连。吊
环61用于吊车对本装置进行布放与回收。

[0040] 本装置包括三种运动模式，分别为足式运动模式、桨式运动模式和轮式运动模式。其中，在面对复杂地形和海底作业行走时，采用足式运动模式，因为足式运动对海底沉积物
的扰动小，便于机器人光学感知和作业。通过各组移动组件之间的相互配合，其基节、股节
和胫节依次传动，整个移动组件通过基节连接架36固定于连接框架3上，基节电机37控制基
节转动框38的水平转动角度，进而调整股节转动方向；而股节电机42则控制股节转动框41
上下转动的角度，进而控制股节的抬起和放下；而胫节电机44则进一步控制胫节转动框45
的翻转角度，使其在股节转动框41上转动。力传感器选用FC3D80，用于获取支撑腿47是否接
触地面。需注意的是，处于足式运动模式时，伸缩轮54始终收缩在支撑腿47内。

[0041] 在水中运动时，采用桨式运动模式，可通过调节移动组件，调节基节、股节和胫节的角度，确保各组移动组件内的螺旋桨49调整到合适的角度，从而在海水中灵活三维运动。
在平坦陆地运动时，为提高运动效率，采用轮式运动。

[0042] 当需要抓取目标物时，电推杆23启动，进而控制机械手向外伸出，机械手摆动舵机26控制夹持件上下翻转的角度，而机械手夹取舵机35则控制与其相连一侧的齿轮34转动，
而另一侧的齿轮34则同步反向转动，随着两个夹持件的驱动连杆33不断靠近，驱动连杆33
带动卡爪29移动，使卡爪29沿着内连杆31与卡爪29铰接的位置转动，进而使两侧的卡爪29
不断闭合，从而实现夹取目标物的作用。它结构设计紧凑且合理，集足‑桨‑轮多种运动模式
于一体，能够很好地适应近岸复杂环境、可实现陆地、水中、海底的灵活高效运动，工作效率
高，并满足水下作业需求，解决了现有技术中存在的问题。

[0043] 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各
实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而
这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其
均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对
本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

[0044] 本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。