CN102295064A - 水下自主航行器开锁式抛载装置 - Google Patents

水下自主航行器开锁式抛载装置 Download PDF

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王树新
吴秋云
王延辉
刘海志
孙秀军
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Abstract

一种水下自主航行器开锁式抛载装置，有：电机组件；传导电机组件旋转力的传导组件；接收传导组件所传导的推动力的导套组件；根据导套组件的推动力进行开锁的锁组件，锁组件用于锁住抛载重物，所述的锁组件是通过门形挂钩锁住抛载重物。传导组件有：一端套在步进电机轴上并通过螺栓固定在丝杠母上的内推杆，连接在内推杆另一端的外推杆，所述外推杆的另一端用于推动导套组件。导套组件有：与外支架相连的释放推板，两个导杆以及与锁组件相连的导套，两个导杆的一端分别固定在释放推板的两端，两个导杆的另一端固定在导套上，导套与锁组件相连的那一侧形成有用于卡套锁组件的凹槽。本发明体积小、重量轻，可靠性高，适用于水下自主航行器。

Description

水下自主航行器开锁式抛载装置
技术领域
本发明涉及一种水下自主航行器。特别是涉及一种可以实现在不同深度海域中的快速航行，以及对目标的跟踪和精确监测的水下自主航行器开锁式抛载装置。
背景技术
海洋占据地球三分之二的面积，且其蕴含着丰富的生物资源、矿产资源及海洋能源。为了更好的保护海洋环境，高效利用海洋资源，海洋探测必不可少。对海洋的探测，仅仅依靠人力是远远不够的，很大程度上须依靠海洋探测工具。自治式水下机器人AUV即无人无缆潜水器，具有环境适应能力强、活动范围大、使用方便等优点，在海洋工程中应用前景广阔。而抛载装置是自治式水下机器人上的一个关键设备。自治式水下机器人一般十分昂贵，必须有自救能力。在下水前将抛载重物装在机器人上，当水下机器人完成任务回收或者发生紧急情况时，马上将重物抛出，使系统获得正浮力而迅速浮至水面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种简单、可靠的用于水下机器人的水下自主航行器开锁式抛载装置。
本发明所采用的技术方案是：一种水下自主航行器开锁式抛载装置，该抛载装置位于水下自主航行器的通讯舱内，包括有：电机组件；传导电机组件旋转力的传导组件；接收传导组件所传导的推动力的导套组件；根据导套组件的推动力进行开锁的锁组件，所述的锁组件用于锁住抛载重物，所述的锁组件是通过门形挂钩锁住抛载重物。
所述的电机组件包括：步进电机、连接在步进电机的步进电机轴上的丝杠母、用于限位丝杠母的行程的限位开关以及通过螺栓与丝杠母固定连接的丝杠母防转片，所述的丝杠母与步进电机轴组成丝杠传动，所述的丝杠母和步进电机轴连接传导组件。
所述的传导组件包括：一端套在步进电机轴上并通过螺栓固定在丝杠母上的内推杆，连接在内推杆另一端的外推杆，所述外推杆的另一端用于推动导套组件。
所述的内推杆与丝杠母相连的一端外侧套有内支架，另一端贯穿舱壁与外推杆相连，所述的外推杆的外侧套有外支架，所述的内支架的一端连接步进电机，另一端通过螺栓固定在舱壁的一侧，所述的外支架的一端通过螺栓固定在舱壁的另一侧，所述的外支架的另一端连接导套组件，所述的外推杆伸出外支架推动导套组件。
所述的外支架与外推杆连接处为径向滑动密封。
所述的内支架上开有限位丝杠母防转片的导向槽。
所述的导套组件包括有：与外支架相连的释放推板，两个导杆以及与锁组件相连的导套，所述两个导杆的一端分别固定在释放推板的两端，所述两个导杆的另一端贯穿形成在导套两端的通孔，并通过螺母固定在导套上，所述的导套与锁组件相连的那一侧形成有用于卡套锁组件的凹槽。
所述的释放推板与外支架为接触连接。
所述的锁组件包括有：用于固定的固定墙板，通过心轴固定在固定墙板上的棘轮和棘爪，一端连接棘轮另一端连接固定墙板的细拉簧，以及一端连接棘爪另一端连接固定墙板的粗拉簧，所述的棘轮卡套在构成锁组件的导套上的凹槽内。
所述的门形挂钩挂在锁组件的棘爪上。
本发明的水下自主航行器开锁式抛载装置，体积小、重量轻，可靠性高，适用于水下自主航行器(AUV)。
附图说明
图1是水下自主航行器的外部结构示意图；
图2是本发明的开锁式抛载装置的整体结构示意图；
图3是本发明的开锁式抛载装置内部结构示意图；
图4是本发明的开锁式抛载装置电机组件与传导组件结合的结构示意图；
图5是本发明的开锁式抛载装置内推杆与电机结合的结构示意图；
图6是图5中的内推杆套有内支架后的结构示意图；
图7是本发明导套组件的结构示意图；
图8是本发明锁组件的结构示意图。
其中：
1：头舱         2：液压舱
3：主舱         4：通讯舱
5：尾舱         6：抛载重物
7：门形挂钩     8：细拉簧
9：固定墙板     10：粗拉簧
11：棘爪        12：心轴
13：导套        14：棘轮
15：导向槽      16：凹槽
19：释放推板    20：导杆
23：步进电机    26：限位开关
27：电机丝杠轴  28：固定螺栓
29：丝杠母      46：舱壁
47：外推杆      50：外支架
51：内推杆      52：内支架
53：丝杠母防转片
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的水下自主航行器开锁式抛载装置做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明的水下自主航行器开锁式抛载装置，位于水下自主航行器的通讯舱4内，包括有：电机组件；传导电机组件旋转力的传导组件；接收传导组件所传导的推动力的导套组件；根据导套组件的推动力进行开锁的锁组件，所述的锁组件用于锁住抛载重物6，所述的锁组件是通过门形挂钩7锁住抛载重物6，所述的门行挂钩7是焊接在抛载重物6上。在水下机器人下水之前，将抛载重物6通过门形挂钩7挂在锁组件的棘爪11上，然后水下机器人下潜工作。
如图3、图4所示，所述的电机组件包括：步进电机23、连接在步进电机23的步进电机轴27上的丝杠母29、用于限位丝杠母29的行程的限位开关26以及通过螺栓28与丝杠母29固定连接的丝杠母防转片53，所述的丝杠母29与步进电机轴27组成丝杠传动，所述的丝杠母29和步进电机轴27连接传导组件。
如图3、图4所示，所述的传导组件包括：一端套在步进电机轴27上并通过螺栓28固定在丝杠母29上的内推杆51，连接在内推杆51另一端的外推杆47，所述外推杆47的另一端用于推动导套组件。
如图3、图4所示，所述的内推杆51与丝杠母29相连的一端外侧套有内支架52，另一端贯穿舱壁46与外推杆47相连，所述的外推杆47的外侧套有外支架50，所述的内支架52的一端连接步进电机23，另一端通过螺栓固定在舱壁46的一侧，所述的外支架50的一端通过螺栓固定在舱壁46的另一侧，所述的外支架50的另一端连接导套组件，所述的外推杆47伸出外支架50推动导套组件。
所述的外支架50与外推杆47连接处为径向滑动密封。
如图5、图6所示，所述的内支架52上开有限位丝杠母防转片53的导向槽15。由于内支架52上的导向槽15对丝杠母防转片53的阻挡作用迫使丝杠母29沿步进电机轴27方向前后移动。
如图7所示，所述的导套组件包括有：与外支架50相连的释放推板19，两个导杆20以及与锁组件相连的导套13，所述两个导杆20的一端分别固定在释放推板19的两端，所述两个导杆20的另一端贯穿形成在导套13两端的通孔，并通过螺母固定在导套13上，所述的导套13与锁组件相连的那一侧形成有用于卡套锁组件的凹槽16。
所述的释放推板19与外支架50为接触连接。
如图8所示，所述的锁组件包括有：用于固定的固定墙板9，通过心轴12固定在固定墙板9上的棘轮14和棘爪11，一端连接棘轮14另一端连接固定墙板9的细拉簧8，以及一端连接棘爪11另一端连接固定墙板9的粗拉簧10，所述的棘轮14卡套在构成锁组件的导套13上的凹槽16内。门形挂钩7挂在锁组件的棘爪11上。锁组件中的关键部件采用不锈钢材料，防止海水腐蚀。
本发明的水下自主航行器开锁式抛载装置，工作原理是：步进电机23通过内支架52固定安装在舱壁46内侧(靠近尾舱一侧)，通过步进电机轴的丝杠传动，带动丝杠母29、内推杆51、丝杠母防转片53前后移动，在整个行程的始末，丝杠母防转片53可以触发限位开关26引起丝杠反方向的转动；导套组件与锁组件通过外支架50固定安装在舱壁46外侧，外支架50与外推杆47连接处为径向滑动密封，内推杆51推动外推杆47向前移动，碰触到释放推板19；最后由导套3推动棘轮14将锁打开，同时将抛载重物6抛出。
本发明的水下自主航行器开锁式抛载装置，当出现意外情况或者机器人完成任务时，给步进电机23发送控制信号，通过步进电机轴27的丝杠传动，带动丝杠母29、内推杆51、丝杠母防转片53向前移动，使得内推杆51推动外推杆47向前移动，碰触到释放推板19；最后由导套3推动棘轮14将锁打开，同时将抛载重物6抛出。由此，水下机器人获得正浮力迅速浮至水面。

Claims (10)

1.一种水下自主航行器开锁式抛载装置，该抛载装置位于水下自主航行器的通讯舱(4)内，其特征在于，包括有：电机组件；传导电机组件旋转力的传导组件；接收传导组件所传导的推动力的导套组件；根据导套组件的推动力进行开锁的锁组件，所述的锁组件用于锁住抛载重物(6)，所述的锁组件是通过门形挂钩(7)锁住抛载重物(6)。
2.根据权利要求1所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的电机组件包括：步进电机(23)、连接在步进电机(23)的步进电机轴(27)上的丝杠母(29)、用于限位丝杠母(29)的行程的限位开关(26)以及通过螺栓(28)与丝杠母(29)固定连接的丝杠母防转片(53)，所述的丝杠母(29)与步进电机轴(27)组成丝杠传动，所述的丝杠母(29)和步进电机轴(27)连接传导组件。
3.根据权利要求1所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的传导组件包括：一端套在步进电机轴(27)上并通过螺栓(28)固定在丝杠母(29)上的内推杆(51)，连接在内推杆(51)另一端的外推杆(47)，所述外推杆(47)的另一端用于推动导套组件。
4.根据权利要求3所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的内推杆(51)与丝杠母(29)相连的一端外侧套有内支架(52)，另一端贯穿舱壁(46)与外推杆(47)相连，所述的外推杆(47)的外侧套有外支架(50)，所述的内支架(52)的一端连接步进电机(23)，另一端通过螺栓固定在舱壁(46)的一侧，所述的外支架(50)的一端通过螺栓固定在舱壁(46)的另一侧，所述的外支架(50)的另一端连接导套组件，所述的外推杆(47)伸出外支架(50)推动导套组件。
5.根据权利要求4所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的外支架(50)与外推杆(47)连接处为径向滑动密封。
6.根据权利要求4所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的内支架(52)上开有限位丝杠母防转片(53)的导向槽(15)。
7.根据权利要求1所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的导套组件包括有：与外支架(50)相连的释放推板(19)，两个导杆(20)以及与锁组件相连的导套(13)，所述两个导杆(20)的一端分别固定在释放推板(19)的两端，所述两个导杆(20)的另一端贯穿形成在导套(13)两端的通孔，并通过螺母固定在导套(13)上，所述的导套(13)与锁组件相连的那一侧形成有用于卡套锁组件的凹槽(16)。
8.根据权利要求7所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的释放推板(19)与外支架(50)为接触连接。
9.根据权利要求1所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的锁组件包括有：用于固定的固定墙板(9)，通过心轴(12)固定在固定墙板(9)上的棘轮(14)和棘爪(11)，一端连接棘轮(14)另一端连接固定墙板(9)的细拉簧(8)，以及一端连接棘爪(11)另一端连接固定墙板(9)的粗拉簧(10)，所述的棘轮(14)卡套在构成锁组件的导套(13)上的凹槽(16)内。
10.根据权利要求9所述的水下自主航行器开锁式抛载装置，其特征在于，所述的门形挂钩(7)挂在锁组件的棘爪(11)上。
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