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一种可拆装的开放式水下机器人平台结构

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-10-24 23:19:55

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张慧如 | 2025-10-24 23:19:55

传统水下机器人平台结构多存在拆装不便、稳定性不足、配重与浮块配置灵活度低等问题,难以适应不同水下作业场景的快速调整需求。为此,中国和平利用军工技术协会研发了可拆装的开放式水下机器人平台结构,为水下机器人提供了高效、稳定的载体解决方案。该平台结构以立方体框架为核心,通过连接部件将 4 个柱体与两个正方形框架组合形成 4 个侧面,上方正方形框架对边设有起吊吊耳;连接部件一端为连接正方形框架的螺纹通孔,另一端为卡住侧面柱体的卡口结构。其核心优势在于:1. 对称设计:各方向对称,便于在顶部和底部配置浮块与配重块,平衡质心与浮心;2. 稳定性强:确保机器人在滚转、仰俯等动作时保持稳定,提升作业安全性;3. 拆装便捷:通过卡口与螺纹连接实现快速组装与拆卸,适应不同任务的灵活改装。该结构为水下机器人的平台设计提供了创新思路,可广泛应用于海洋探测、水下作业等领域,有效提升机器人的适应性与可靠性。

传统水下机器人平台存在 “结构固定、拆装复杂、稳定性受限” 等局限,本成果通过结构创新实现突破,核心亮点如下:1. 模块化拆装设计:连接部件采用 “螺纹通孔 + 卡口结构” 组合,无需复杂工具即可完成框架组装与拆卸,单套平台安装时间较传统焊接或螺栓固定结构缩短 60% 以上,便于运输与维护;2. 对称平衡结构:立方体框架各方向对称,浮块与配重块可灵活布置于顶部和底部,精准平衡质心与浮心,使机器人在 ±30° 滚转、±20° 仰俯范围内仍保持稳定,解决传统非对称结构易失衡的问题;3. 开放式适配性:框架结构开放,可根据作业需求加装传感器、机械臂等任务模块,兼容不同尺寸与类型的水下设备,适配性较封闭式平台提升 50%;4. 高强度轻量化:选用高强度合金材料,在保证结构强度(可承受水下 500 米压力)的同时实现轻量化(框架重量较同尺寸钢制结构减轻 30%),降低动力消耗。

该水下机器人平台结构核心应用于水下装备领域,具体场景包括: 1. 海洋科学探测:作为海洋环境监测、地质勘探机器人的载体,稳定搭载声呐、水质传感器等设备,适用于近海、湖泊等水域的长时间作业; 2. 水下工程作业:支持安装水下机械臂,用于管道检测、沉船打捞、水下基建维护等任务,其稳定性与灵活性可提升作业精度与效率; 3. 军民融合领域:可适配军民两用水下任务,如军用水下侦察、民用航道测绘等,通过快速拆装实现任务切换,符合军民融合发展需求; 据行业数据,全球水下机器人市场规模年增长率超 18%,仅海洋装备领域需求规模就达数百亿元。本结构凭借稳定性与适配性优势,预计 3 年内可占据水下机器人平台细分市场 20% 以上份额,应用前景广阔。

1. 核心研发团队:由水下装备结构设计专家、机械工程研究员组成,长期从事军民两用装备研发,主导平台结构的创新设计与力学性能优化,具备丰富的水下机器人载体研发经验;2. 技术转化团队:依托中国和平利用军工技术协会的资源优势,负责将技术成果向企业转化,对接海洋工程、水下装备制造等领域的应用需求,推动平台结构的产业化落地;3. 测试验证团队:联合相关科研机构开展水下环境测试,验证平台在不同深度、水流条件下的稳定性与可靠性,积累了多组实际工况数据,为技术优化提供支撑。

1. 投入与收益:研发阶段累计投入 300 万元(含结构设计、材料测试、原型试制);已申请相关专利,与 5 家水下装备企业达成合作意向,预计首年可实现技术转让与产品销售收入 500 万元; 2. 后续投入:需产业化资金 600 万元,用于模具开发(200 万元)、批量生产(300 万元)、市场推广(100 万元),预计 1 年内完成量产,形成年产能 100 套的能力; 3. 社会与经济效益: - 经济层面:降低水下机器人研发与制造成本(平台结构成本较定制化方案降低 40%),按年服务 50 家企业计算,年间接经济效益超 2000 万元; - 社会层面:推动海洋探测与水下作业装备的普及,助力海洋资源开发、环境保护等领域的发展; - 行业层面:促进水下机器人平台的标准化与模块化,为军民融合水下装备技术的双向转移提供支撑,提升我国水下装备的国产化水平。

1. 技术转让与授权:向水下机器人制造企业转让平台结构专利技术,或授权生产,按产品销售额提成(8%-10%),提供技术图纸与生产指导; 2. 定制化开发:根据企业特定作业需求(如深度、负载),提供平台结构的定制化优化服务,收取设计服务费; 3. 合作生产:与装备制造商共建生产线,联合推出系列化水下机器人平台产品,共享研发与市场资源; 4. 转化目标:1 年内实现 10 家企业的技术应用,2 年内成为水下机器人平台的主流供应商,3 年内推动该结构成为行业推荐标准,提升在军民融合水下装备领域的影响力。