1.本发明属于水下搭载定位设备领域，具体涉及一种水下零浮力搭载器。
背景技术：
2.在进行深水工程项目或其他作业活动中，往往需要通过机器人或机械臂配合搭载设备自动进行搭载执行相关任务，如搭载水下摄像机或定位设备，实现对航道水流、环境的实时监控，保障过往船只的安全，或者搭载民用定向爆破器材，在水下救援时对水下障碍物实施定向爆破，通常需要及其人搭载设备送抵目标区域后，再将其固定在目标物体上后脱离。
3.现有技术中，针对上述一些应用场景，出现了一些搭载设备，但是大多存在无法与机器人配合实现与目标物体的快速固定，或与机器人的快速分离等问题，整体便捷性相对较差，适用范围窄，尤其不利于爆破类敏感场景的应用。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明提供了一种水下零浮力搭载器，以解决现有技术中，水下搭载设备不能快速与执行机器人脱离，以及与目标物体快速固定等问题。
5.其技术方案如下：
6.一种水下零浮力搭载器，其关键在于，包括：
7.浮力主体，其内设有搭载腔；
8.射钉枪，固设于所述浮力主体上，用于击发射钉与目标物体连接；
9.同轴连接器，固设于所述浮力主体上，用于与执行部件连接，具有与所述射钉枪同轴设置的释放圈，该释放圈与所述射钉枪尾端之间设有联动部件，当所述射钉枪击发时，能够通过联动部件触发所述释放圈相对射钉背向运动，以将同轴连接器与相连的执行部件解锁分离。
10.采用以上方案，浮力主体主要起到承载作用，可通过改变浮力主体体积或者材质来实现搭载器整体在水中的零浮力，同时将射钉枪与同轴连接器结构相互结合，使其既能够快速与目标物体连接，又能够快速与执行部件解锁脱离，几乎同步进行，大大提高执行效率，且满足多种场合使用等。
11.作为优选：所述同轴连接器包括呈中空圆柱状的壳体，所述壳体一端敞口构成连接端，其内具有与其同轴设置且相对固定的连接管，所述连接管与壳体之间构成环空，连接管上套设有解锁环，解锁环位于环空内，所述连接管上对应解锁环设有锁孔，所述锁孔配置有与其相适应的连接卡球；
12.所述解锁环能够沿连接管在锁止位和解锁位两个位置之间滑动，当解锁环位于锁止位时，解锁环对连接卡球施加沿连接管径向向内的压力，所述连接卡球与锁孔底部相抵，并至少部分突出至连接管内腔；
13.当解锁环位于解锁位时，所述连接卡球能够沿连接管径向向外移动，收回至锁孔
内，所述环空内设有用以使解锁环保持在锁止位的弹性保持件。
14.采用以上方案，利用解锁环滑移控制连接卡球的位置及受力状态，从而实现与执行部件的连接或脱离，相对而言，结构更简单紧凑，便于实施，且成本更低，便于重复使用或更换等。
15.作为优选：所述锁孔沿连接管的周向均匀分布。采用以上方案，可提高连接管与执行部件连接锁紧受力均匀度，防止受力不均对执行部件造成损伤，或者导致二者脱离的情况发生。
16.作为优选：所述解锁环内侧具有沿其径向向外凹陷的避让部，该避让部位于远离连接端的一侧，所述弹性保持件位于相对解锁环靠近连接端的一侧，连接管上以可滑动方式套设有压动圈和解锁弹簧；
17.所述压动圈和解锁弹簧位于与弹性保持件相对的一侧，其一端与解锁环相抵，另一端与解锁弹簧相抵，解锁弹簧远离解锁环一端固定于连接管上，所述压动圈通过压动圈卡球与连接管相对固定，所述壳体上与连接端相对的一端具有供联动部件伸入的过孔，所述释放圈能够在联动部件作用下朝解锁环滑动，以释放压动圈卡球，所述压动圈在解锁弹簧作用下能够推动解锁环从锁止位移动到解锁位。
18.采用以上方案，压动圈与释放圈之间，采用与连接管和解锁环之间相似的锁紧结构，便于加工，且通过解锁弹簧与弹性保持件配合，更容易控制解锁环的位置，当压动圈卡球释放之后，解锁弹簧快速释放，即可使压动圈推动解锁环达到解锁位置，释放连接卡球，从而使连接管与执行部件分离，随之解锁环在弹性保持件作用下，反向移动又恢复到锁止位置。
19.作为优选：所述连接管外端通过固定圈与壳体固定连接，其内端与释放圈端部之间设有复位弹簧，所述释放圈能够在复位弹簧作用下复位并与壳体内端壁相抵。采用以上方案，当联动部件的推力消失之后，释放圈即可在复位弹簧作用下复位，以便进行下次解锁，有利于重复使用。
20.作为优选：所述解锁环上具有沿其径向向外延伸的操作部，所述操作部突出至壳体外侧，壳体上具有供操作部滑移的槽口。采用以上方案，在某些情况下需要提前将搭载器与执行部件分离，而又不需击发射钉时，即可通过操作部操控解锁环朝连接端移动实现解锁，两种解锁方式配合，相对更适用可靠。
21.作为优选：所述射钉枪包括枪管、活动套设于枪管尾端的缓冲套管，以及设置于枪管内部的击针，所述击针与枪管的尾端之间设有击针弹簧，枪管的前端套装有枪管前盖；
22.所述缓冲套管前端与枪管之间具有相互匹配的限位台阶，所述限位台阶用以限制枪管朝远离同轴连接器的方向运动，所述击针通过击针卡球与枪管相对锁定，且击针弹簧处于压缩姿态，并能够跟随枪管朝同轴连接器移动至击针卡球释放，以使击针与枪管解锁，所述联动部件伸入缓冲套管中与枪管尾端固定连接。
23.采用以上方案，枪管、击针、击针卡球和缓冲管构成前端触发结构，即只有当枪管前端与目标物接触并产生一定压力，使枪管整体向后移动一段距离后方可通过击针击发射钉，相对传统扣手触发结构而言，此种结构更适用水下复杂环境中，因为要触碰才会击发，故与目标物体之间的连接可靠性更高，同时也更容易对射钉进行密封，构思巧妙，便于实施。
24.作为优选：所述枪管包括尾端安装段和前端延长段，所述尾端安装段外径大于前端延长段外径，所述前端延长段上靠近尾端安装段的位置具有沿其周向均匀分布的击针锁孔，所述击针锁孔与击针卡球相适应，所述击针尾端具有与所述击针卡球相适应的弧形环槽。采用以上枪管结构，尾端安装段和前端延长段之间的台阶刚好与限位台阶配合，便于实现对枪管轴向移动方向进行限制，与此同时，当枪管后移时，击针卡球也更容易脱出实现击针解锁。
25.作为优选：所述前端延长段上套设有呈中空结构的密封管，所述密封管两端与延长段密封接触，其端靠近枪管的前端端面，且所述枪管前端靠近端部位置具有与所述密封管内部贯通的泄压孔。采用以上方案，通过密封管和泄压孔配合，实现对射钉移动行程内的腔室进行泄压，防止压力过大，对射钉的冲击力产生影响或枪管结构造成破坏，同时密封管充分考虑密封性，防止液体侵入，不会对射钉产生影响。
26.作为优选：所述射钉枪和同轴连接器均设置于浮力主体内部下侧，且射钉枪和同轴连接器均具有与各自固定连接，并伸入搭载腔的固定支架。采用以上方案，使用时搭载物位于搭载腔内，同时可通过固定支架与射钉枪和同轴连接器相连，形成整个搭载器的骨架结构，有利于保证整体的稳定性，增强整体抗冲击能力等。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.采用本发明提供的水下零浮力搭载器，能够满足水下物体搭载，并在盲操情况下与执行部件快速连接和脱离，或者根据需要固定快速固定至目标物体上，与目标固定以及与执行部件的脱离动作几乎同步进行，大大提高执行效率，具有更广泛的应用场景，且整体结构紧凑可靠，能够实现零浮力，更易于小型化，操作简单，且具有良好的便携性等。
附图说明
29.图1本发明的结构示意图；
30.图2为本发明的爆炸图；
31.图3为图2的轴测图；
32.图4为图1的剖视图；
33.图5为同轴连接器立体图；
34.图6为图5的剖视图；
35.图7为连接管立体图；
36.图8为解锁环剖视图；
37.图9为射钉枪立体图；
38.图10为射钉枪剖视图；
39.图11枪管立体图；
40.图12为枪管剖视图；
41.图13为击针结构示意图；
42.图14为浮力主体结构示意图。
具体实施方式
43.下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
44.参考图1至图14所示的水下零浮力搭载器，主要包括浮力主体100，以及均固设于浮力主体100上的射钉枪200和同轴连接器300，浮力主体100主要用于平衡整搭载器的浮力，根据需要调整其体积或材料实现搭载器水下零浮力，与此同时，其内设有搭载腔110，主要用于放置固定搭载物400，而射钉枪300主要用于击发装好的射钉290，使水下零浮力搭载器整体实现与目标物体的相对固定，本技术中同轴连接器300主要用于与执行部件500连接，同时与射钉枪200同轴设置，并且具有与射钉枪200同轴设置的释放圈310，该释放圈310与钉枪200尾端之间设有联动部件210，当射钉枪200击发射钉290时，能够通过联动部件210触发释放圈310相对射钉290背向运动，以将同轴连接器300与相连的执行部件500解锁分离。
45.参考图2至图8，本技术中同轴连接器300主要包括呈中空圆柱状的壳体320，壳体320一端敞口构成连接端，其内具有与其同轴设置且相对固定的连接管330，连接管330靠近壳体320的连接端同样敞口，连接管330的外径小于壳体320的内径，二者之间的缝隙构成环空350，连接管330上套设有解锁环340，解锁环340位于环空350内，连接管330上对应解锁环340设有锁孔331，锁孔331配置有与其相适应的连接卡球332；
46.解锁环340能够沿连接管330在锁止位和解锁位两个位置之间紧贴连接管330的外壁滑动，当解锁环340位于锁止位时，解锁环340对连接卡球332施加沿连接管330径向向内的压力，使连接卡球332与锁孔331底部相抵，并至少部分突出至连接管330内腔，需要注意的是上述执行部件500上具有与连接卡球332相适应的连接环槽，当执行部件500插入连接管330中连接环槽与锁孔331正对，而连接卡球332又受到来自解锁环340的压力时，即实现了与连接管330之间的连接锁定。
47.而当解锁环340位于解锁位时，此时执行部件500仅需相对连接管330移动，在连接环槽的引导作用下即可使连接卡球332沿连接管330径向向外移动，收回至锁孔331内，实现执行部件500与连接管330分离解锁，当然，为确保连接可靠性，本实施例中环空350内设有用以使解锁环340保持在锁止位的弹性保持件351。
48.解锁环340内侧具有沿其径向向外凹陷的避让部341，具体如图所示，该避让部341靠近解锁环340的中部，解锁环340靠近连接端的一侧具有锁紧部343，锁紧部343的内径小于避让部341的内径，但是大于解锁环340的最小内径，且锁紧部343与避让部341之间采用倒角过渡，当避让部341正对连接卡球332时，连接卡球332能够完全从执行部件500的连接环槽中退出，此时锁环340的位置即为解锁位，而相应的，当锁紧部343正对连接卡球332时，连接卡球332至少部分会突出至执行部件500的连接环槽中，此时解锁环340的位置即为锁止位。
49.弹性保持件351位于相对解锁环340靠近连接端的一侧，本实施例中优选弹簧作为弹性保持件351，连接管330外端(即靠近连接端的一端)通过固定圈360与壳体320固定连接，固定圈360为内外螺纹结构，通过螺纹同时与连接管330和壳体320相连，而弹性保持件351的两端则分别与固定圈360和解锁环340相抵。
50.连接管330上以可滑动方式套设有压动圈352和解锁弹簧353，如图所示，压动圈352和解锁弹簧353位于与弹性保持件351相对的一侧，其一端与解锁环340相抵，另一端与解锁弹簧353相抵，解锁弹簧353远离解锁环340一端固定于连接管330上，压动圈352通过压动圈卡球354与连接管330相对固定，具体参考图6和图7，压动圈352上具有沿其周向均匀分
布的压动圈锁紧孔3520，压动圈锁紧孔3520与压动圈卡球354相适应，而连接管330上具有与压动圈卡球354相适应的压动圈锁紧环槽333，当压动圈352内壁与连接管330紧贴，当压动圈锁紧孔3520与压动圈锁紧环槽333正对时，压动圈卡球354在重力或压力作用下可部分突出至压动圈锁紧环槽333内，从而实现压动圈352与连接管330的相对固定，当然为保持该固定的可靠性，还需借助其他结构对压动圈卡球354施加可调整的压力限制。
51.如图所示，释放圈310呈一端敞口的筒状结构，其外径与壳体320的内径相适应，能够在联动部件210作用下朝解锁环340滑动，以释放压动圈卡球354，压动圈352在解锁弹簧353作用下能够推动解锁环340从锁止位移动到解锁位，释放圈310靠近壳体320敞口的一端具有释放部312，该释放部312的端部向内翻折形成压紧部311，与解锁环340结构类似，当压紧部311正对压动圈卡球354时，可将压动圈卡球354部分压入压动圈锁紧环槽333中，使压动圈352与连接管330相对固定，而当释放圈310朝锁紧环340滑动，当释放部312正对压动圈卡球354时，压动圈卡球354则不受外部限制，容易从压动圈锁紧环槽333脱出全部进入压动圈锁紧孔3520中，此时压动圈352则可相对连接管330滑动，常规状态下，解锁弹簧353处于压缩状态，当压动圈352不受压动圈卡球354限制时，解锁弹簧353释放，即可推动压动圈352快速推动与之相抵的解锁环340朝连接端移动达到解锁位。
52.另一方面，连接管330内端与释放圈310端部之间设有复位弹簧370，常态下，释放圈310受复位弹簧370作用与壳体320内端壁相抵，此时，压紧部311正对压动圈卡球354，以使压动圈352保持在与连接管330相对固定的状态。
53.壳体320远离连接端相对的一端端壁上开设供联动部件210伸入的过孔321，通过该过孔321可直接与释放圈310接触对其施压。
54.在实际应用过程中，为防止误操作，导致连接失效的情况发生，本实施例中还设置了相应的防范结构，如图所示，释放圈310的靠近过孔321的一端设有保险环槽313，而壳体320上则对应设置有至少一个保险销孔323，当释放圈310端部与壳体320端部相抵时，保险环槽313刚好正对保险销孔323，此时则可用保险销钉将二者进行锁定，后续如需要通过对释放圈310施压解锁时，首先需要将保险销钉拔出才可进行下步，相对提高了安全性。
55.为进一步提高同轴连接器300的可靠性和操作便捷性，实施时，锁孔331沿连接管330的周向均匀分布，以确保连接管300与执行部件500之间的连接受力相对均衡，同时，解锁环340上具有沿其径向向外延伸的操作部342，操作部342突出至壳体320外侧，壳体320上具有供操作部342滑移的槽口322，这样当需要解锁时，可直接通过掰动操作部342朝连接端滑动，带动解锁环340达到解锁位，两种解锁方式配合，可大大扩大其使用场景，另外，具体应用的时候，解锁环340上对称设置两个操作部342，解锁时，同时掰动两个操作部342，可避免解锁环340滑动过程中受力不均导致解锁失败的情况发生。
56.参考图4、图9至图13，本技术中射钉枪200与传统结构的区别主要在于端部触发，其具体结构如图所示，包括枪管220、活动套设于枪管220尾端的缓冲套管230，以及设置于枪管220内部的击针240，击针240与枪管220的尾端之间设有击针弹簧250，枪管220的前端套装有枪管前盖224。
57.缓冲套管230前端与枪管220之间具有相互匹配的限位台阶231，限位台阶231用以限制枪管220朝远离同轴连接器300的方向运动，击针240通过击针卡球260与枪管220相对锁定，且击针弹簧250处于压缩姿态，并能够跟随枪管220朝同轴连接器300移动至击针卡球
260释放，以使击针240与枪管220解锁，击针240在击针弹簧250作用下朝前运动击发射钉290，联动部件210伸入缓冲套管230中与枪管220尾端固定连接。
58.具体而言，缓冲套管230与枪管220同轴设置，枪管220大体呈中空t字形结构，包括尾端安装段221和前端延长段222，尾端安装段221外径大于前端延长段222外径，缓冲套管230的尾端具有以可拆卸方式设置的套管后盖232，尾端安装段221的外径与缓冲套管230的内径相适应，并且全部位于缓冲套管230内，尾端安装段221与套管后盖232之间设有缓冲弹簧233，尾端安装段221在缓冲弹簧233作用下与限位台阶231(即缓冲套管230的前端内壁)相抵。
59.前端延长段222上靠近尾端安装段221的位置具有沿其周向均匀分布的击针锁孔223，击针锁孔223与击针卡球260相适应，击针240尾端具有与击针卡球260相适应的弧形环槽241，该结构与上述同轴连接器300中执行部件500与连接管300之间的锁定结构类似，初始状态下，尾端安装段221在缓冲弹簧233作用下与限位台阶231相抵，借助缓冲套管230的端壁对击针锁孔223内的击针卡球260位置进行限制，确保击针卡球260部分卡入弧形环槽241中，对击针240进行锁紧，当枪管220的前端受到轴向压力时，枪管220整体包括内部件均朝套管后盖232移动，击针卡球260跟随移动进入缓冲套管230内腔之后，则不受其端壁限制，此时极易从弧形环槽241中脱出，此时击针弹簧250释放对击针240施加瞬间推力，使击针240朝前移动，进而击发位于前方的射钉290。
60.为充分保证装入射钉290不受环境流体影响，本实施例中在枪管220的前端还设有枪管前堵229，枪管前堵229嵌入枪管220内，并在二者之间设有第一密封圈2290，而枪管前盖224则以螺纹配合方式固定在枪管220的端部外侧，同时与枪管前堵229相抵，以防止液体从枪管220的前端侵入内部，与此同时，枪管220内对应击针240的初始位置设有密封凸台228，密封凸台228沿枪管220径向向内凸起，其上具有刚好可供击针240前端通过至与射钉290接触的通孔，相应的，在击针240与密封凸台228之间设有第二密封圈242，从而确保初始状态下射钉290处于相对独立的环境之中，避免火药打湿或受潮等。
61.此外，考虑到击发过程中，压力对各个部件的影响，本实施例中也做出相应的优化，前端延长段222上套设有呈中空结构的密封管270，密封管270两端与延长段222密封接触，二者之间设有第三密封圈271，密封管270与枪管220之间形成泄压腔272，同时密封管270前端靠近枪管220的前端端面，且枪管220前端靠近端部位置具有与泄压腔272内部贯通的泄压孔225，泄压腔272的体积大于或等于射钉290被击发后移动压缩空间体积，有效降低空气压缩产生的阻力影响。
62.同理，为降低环境压力对击针弹簧250的影响，本实施例中，在枪管220上设有第一进液孔226，第一进液孔226位于密封凸台228与击针锁孔223之间，在套管后盖232上设有第二进液孔234，在枪管220的尾端设有第三进液孔(图中未示出)，以此确保击针弹簧250两侧，以及击针240的两侧初始状态下的压力平衡，避免移动过程中受液体阻力。
63.与同轴连接器300中的保险结构相似，本实施例的射钉枪200中也设置相应的结构，具体而言，枪管220的尾端设有安全环槽227，相应的缓冲套管230上设置安全销孔，常规状态下，当枪管220在缓冲弹簧233作用下与缓冲套管230的端壁相抵时，安全销孔正对安全环槽227，此时即可用安全销钉280将二者进行锁定，使用时，必须将安全销钉280拔出之后，枪管220才能够相对缓冲套管230轴向滑移。
64.本实施例中，联动部件210呈杆状，枪管220的尾端具有以可拆卸方式设置的枪管后盖，联动部件210伸入缓冲套管230内并与枪管后盖固定连接，并与枪管220同轴设置。
65.鉴于上述射钉枪200和同轴连接器300的结构，本技术中将射钉枪200和同轴连接器300均设置于浮力主体100内部下侧，且浮力主体100整体宽度沿其高度方向逐渐减小，并呈凸轮状，以减小其在水中的阻力，浮力主体100内具有用于分别安装射钉枪200和同轴连接器300的第一安装腔130和第二安装腔140，如图所示，第一安装腔130的底部具有供安全销钉280通过的前滑槽131，第二安装腔140的左右两侧具有对称设置的后滑槽141，其主要供解锁环340上的操纵臂342滑移，第一安装腔130和第二安装腔140之间具有连通孔150，其主要供联动部件210通过，并伸入同轴连接器300的壳体320内，靠近释放圈310或与之贴合。
66.与此同时，第一安装腔130和第二安装腔140均与搭载腔110连通，并具有固定连接的固定支架120，其能够伸入搭载腔110中与搭载物400进行相对固定，浮力主体100则通常采用密度小于水的材质制成，确保足以达到零浮力的设计标准，并可设计呈左右两瓣扣合或粘接式，在射钉枪200、同轴连接器300和搭载物400相对固定后，再盖上浮力主体100即可。
67.参考图1至图14所示的水下零浮力搭载器，根据搭载物400、射钉枪200和同轴连接器300的整体重量和外形，设计相应的浮力主体100，确保整体复合零浮力标准，首先将射钉枪200和同轴连接器300与搭载物400相对固定后，盖上浮力主体100并固定即完成安装。
68.使用时通过轴形的执行部件500与同轴连接器300对接锁紧，并将水下零浮力搭载器整体运移至目标物体位置，拔出安全销钉280和保险销钉(根据使用场合选择合适的拔出时机)，后对其施加推力，使枪管前盖224与目标物体相抵，枪管220整体朝同轴连接器300移动，联动部件210跟随朝后移动，对释放圈310施加一定压力，解锁环340达到解锁位置，与此同时，击针240得到释放，朝前移动击发射钉290，射钉290被击发迅速向前，其前端穿过枪管前盖224后顶入目标物体中，而其后端被枪管前盖224阻挡仍处于枪管220内，此过程中，会带动水下零浮力搭载器整体朝前移动一段距离，自然实现了同轴连接器300与执行部件500的脱离，水下零浮力搭载器整体则被射钉290固定与目标物体上，搭载物400则可启动开始工作，后续根据使用场合，也可通过执行部件500进行回收重复利用。
69.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。