CN104890835B - 一种可两级收放的潜器回收布放装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种可两级收放的潜器回收布放装置，包括固定架、转动架、滑动架、滑车、AUV支架、转动液压缸、滑动液压缸，固定架和转动架之间铰接，转动液压缸的两端分别与固定架和转动架相连，转动架上设置限位轮，滑动架上设置滑动滑轨，滑动架通过其上的滑动滑轨设置在转动架的限位轮上，滑动液压缸的两端分别安装在转动架和滑动架上，滑车通过其下方设置的滑车滑轨设置在滑动架上，AUV支架与滑车铰接。通过更换不同的AUV支架，可以使本发明适用于不同型号的潜水器回收与布放，增强了通用性。本发明结构设计合理，工作可靠，适用海况等级高。

Description

一种可两级收放的潜器回收布放装置

技术领域

本发明涉及的是一种机器人释放回收装置。

背景技术

海洋所蕴藏的巨大经济潜力以及它在政治上的重要地位，已受到世界各国的广泛关注。随着技术的发展，作为海洋资源开发工具,近年来人们日益把注意力投向各种水下机器人的研究和开发上来。

智能水下机器人由于在实际水下作业中无需人工干预，无需脐带电缆，可以自主地运行在远程的、难于接近、无法预知或危险的海洋环境之中，完成自主导航！自主避障和自主作业等任务。因此，在充当深海工作平台、水下搜救、海洋勘探采样、水下测量等研究应用领域，智能式水下机器人都具有无可比拟的优越性。

智能水下机器人开始工作时需要由母船运送至制定海域释放，完成任务之后上浮再回收至母船返回港口。所以布放以及回收技术就成为智能水下机器人应用中的一项关键技术。由于受到海上风浪的影响，布放和回收工作是一项比较困难的作业过程。目前，智能水下机器人主要采用在潜器上安装起吊点的方式进行布放和回收作业，但该方法布放时需要将起吊点和吊车钩脱离，回收时又需要起吊点和吊钩连接，往往需要工作人员在小艇上甚至下水作业，这就增加了在海况不好时的布放和回收危险性。

发明内容

本发明的目的在于提供将水下机器人从母船释放或从水中回收至母船的一种可两级收放的潜器回收布放装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种可两级收放的潜器回收布放装置，其特征是：包括固定架、转动架、滑动架、滑车、AUV支架、转动液压缸、滑动液压缸，固定架和转动架之间铰接，转动液压缸的两端分别与固定架和转动架相连，转动架上设置限位轮，滑动架上设置滑动滑轨，滑动架通过其上的滑动滑轨设置在转动架的限位轮上，滑动液压缸的两端分别安装在转动架和滑动架上，滑车通过其下方设置的滑车滑轨设置在滑动架上，AUV支架与滑车铰接。

本发明还可以包括：

1、所述的滑车通过链轮链条系统带动，链轮链条系统包括一对小链轮和一对大链轮，小链轮和大链轮均安装在滑动架上，其中一个小链轮和一个大链轮同心设置，另外一个小链轮和一个大链轮同心设置，两个小链轮上缠绕小链轮链条，两个大链轮上缠绕大链轮链条，小链轮链条和转动架相连接，大链轮链条和滑车相连接。

2、转动液压缸复位时，转动架与固定架夹角为0度，转动液压缸伸长后，转动架被支撑起来，转动架与固定架之间的夹角随转动液压缸的伸长而增大。

3、所述的AUV支架一端安装有用于回收潜水器使用的卷扬机，另一端有便于潜器对接的喇叭口结构。

本发明的优势在于：通过更换不同的AUV支架，可以使本发明适用于不同型号的潜水器回收与布放，增强了通用性。

附图说明

图1a为固定架示意图a，图1b为固定架示意图b，图1c为固定架示意图c，图1d为固定架示意图d；

图2a为转动架示意图a，图2b为转动架示意图b，图2c为转动架示意图c，图2d为转动架示意图d；

图3a为滑动架示意图a，图3b为滑动架示意图b，图3c为滑动架示意图c，图3d为滑动架示意图d；

图4a为滑车示意图a，图4b为滑车示意图b，图4c为滑车示意图c；

图5a为AUV支架示意图a，图5b为AUV支架示意图b，图5c为AUV支架示意图c；

图6为本发明工作状态一；

图7为本发明工作状态二；

图8为本发明工作状态三；

图9为本发明工作状态四；

图10为链条传动机构示意图；

图11为本发明整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～11，本发明可两级收放的潜器回收布放装置包括固定架1，转动架2，滑动架3，滑车4，AUV支架5。固定架1与转动架2为铰接，滑动架3可以以转动架2为滑轨滑动，滑车4可以以滑动架3为滑轨滑动，滑车4于AUV支架5之间为铰接；则整个系统有滑车4和滑动架3两个滑动构件，可以实现两级收放。固定架1与转动架2之间、转动架2与滑动架3之间安装有驱动的油压缸，滑动架3上有环绕一周的链条用于带动滑车4运动。AUV支架5一端安装有用于回收潜水器使用的卷扬机7，另一端有便于潜器对接的喇叭口结构10。转动架2上有限位轮14，用于限制滑动架3的运动，使滑动架3能够实现前后平动；滑动架3上有滑槽，用于限制滑车4的车轮，使滑车4能够平动。滑动架3上有导轮11，它能够起到支撑AUV支架5的作用，又能够限制AUV支架5的左右摆动。

本发明一般安置于母船的尾部。设备的安装需要靠近船舷，以便当滑动架2以及滑车4伸出之后，AUV支架5能够伸出船舷之外，确保潜水器的顺利下水和回收。

本设备的几个主要部件包括固定架1，转动架2，滑动架3，滑车4，AUV支架5。

几个部件之间的连接方式不同。

固定架1与转动架2通过铰链连接，连接它们之间的铰链如12与13所示。固定架1放置于母船甲板上，转动架2可以以铰支点为轴旋转，这一运动由油压缸10驱动。油压缸10一端与固定架铰接，另一端与转动架铰接。当油压缸10复位时，转动架水平放置。当油压缸10伸长后，转动架被支撑起来，与固定架呈一定夹角，如图8所示。

转动架2与滑动架3通过滑轨与限位轮的方式连接，转动架2上有限位轮14，滑动架的两侧有滑轨15。在限位轮14的作用下，滑动架只能沿轴向水平移动，其他自由度被限制。滑动架3的运动是通过油压缸6的驱动实现的。油压缸6一端固定于转动架2上，一端固定于滑动架3上。当油压缸复位时，滑动架收回，如图6；当油压缸伸长时滑动架伸出，如图7。

滑车4由链条带动，传动方式如图10所示。传动系统由两个相互耦合的链轮-链条系统组成，主要包括的是小链轮16、小链轮链条18，大链轮17、大链轮链条19。所有的链轮都安装在滑动架3上，滑动架3的两端各有一组，每一端的大小两个链轮同轴心且角速度相同。小链轮链条与转动架2固定，大链轮链条与滑车4固定。图中链轮的半径比例为r：R＝1：2。

其运动过程如下：滑动架3在这个系统中是主动件，其动力来自油压缸6。小链轮链条18两端固定在转动架2上，滑动架3运动时会带动小轮转动。大轮与小轮安装在同一个轴上，所以大轮的角速度与小轮相同，而线速度则成比例。滑车在大轮链条带动下运动。

这样的机构最终形成的结果如下：滑动架运动一个单位长度，小车相对滑动架移动两个单位长度，也就是绝对位移是三个单位长度。(如：平移液压缸推出2m，滑车推出6m)。

滑车4由链条带动，由滑动架3支撑。滑车四角各有一个车轮20。车轮在滑动架的滑道中运动，所以滑车只能前后运动。

AUV支架5与滑车4铰接，连接它们的铰链如22与23所示。

AUV支架上固定有卷扬机7。卷扬机在回收潜水器时提供拉力，将潜水器拉回到AUV支架上，AUV支架上有滑轮24，用来防止回收时摩擦对潜水器的损害。当潜水器布放时，卷扬机释放绳索，潜水器在重力的作用下会自动下滑入水中。

(1)潜器布放的过程如下。

A、转动液压缸10和平移液压缸6归位，各个部分都水平放置。如图6所示。

B、平移液压缸6推出一段距离。AUV支架5推出的距离为该距离的3倍。如图7所示。

C、转动液压缸10推出一段距离，使转动架2与水平面有一定的角度。如图8所示。

B、C两个步骤反复进行操作，直到AUV支架的喇叭口8接触到水面。如图9所示。

D、卷扬机7开始释放绳索，和潜器相连的是一个较重的连接环，当潜器放入水中后潜器漂浮在水面，而联接环在重力的作用下自动脱离潜器，使潜器脱离释放机构，整个下水过程完成。

(2)潜器回收

过程和图片与潜器释放的相反，当潜器完成任务回到水面时通过遥控潜器直接驶向回收系统的喇叭口，为了防止潜器和回收系统发生碰撞，在喇叭口左右安装有充气防撞气囊，开口下安装回收网绳，当潜器驶入回收喇叭口回收网绳会挂住潜器，启动卷扬机拖动潜器的同时控制回收网绳脱开装置，使网绳挂带着潜器一同拖入AUV支架在启动液压缸将潜器回收到母船上。

固定架1：回收系统的底架，固定于母船上。其上有滚轮9，用于支撑转动架2的平动。

转动架2：可以转动，能够掀起潜器，使潜器与水平面呈一定角度，方便下水与回收。固定架1与转动架2通过铰链连接，有油压缸10来驱动他们之间的相对转动。

滑动架3：平移构件，由转动架2支撑，能伸出到母船船舷之外。通过油压缸6驱动。其上有滚轮11，用于支撑AUV支架的平动。

滑车4：平移构件，使潜器能够伸出的距离更大，方便回收与下水。它通过铰链与AUV支架5连接。

AUV支架5：直接接触潜器，是潜器下水和回收时的支架。该部件是潜器与回收系统对接拖带承载的主结构装置。其上安装有卷扬机7用来释放或回收潜器的动力系统，在该装置的首部设计为喇叭形结构8，这样的结构能够方便潜水器回收时与回收系统的对接。

驱动装置与传动系统：主要包括驱动转动架的油压缸10，驱动滑动架平动的油压缸6，回收与布放机器人时使用的卷扬机7。传动系统指的是链条传动，它通过链轮带动链条的方式，实现滑车与滑动架的联动。

各部分的连接方式如下。

固定架1为系统的底座，固定于船上。转动架2与固定架通过铰链的方式连接，可以相对转动，固定架1与转动架2之间的相对转动通过油压缸10驱动。油压缸10的两端分别通过铰链连接在固定架1与转动架2上，当油压缸10伸长时，固定架1与转动架2的开角增大；反之，开角减小。滑动架3与转动架2通过滑轨连接，两者之间不能相对转动，只能相对平移。油压缸6的两端分别连接在转动架2和滑动架3上，控制两者的相对运动。滑车4通过滑轨连接在滑动架3上，与滑动架3之间可以相对平动。AUV支架5连接在滑车4上，两者通过铰链连接，可以相对转动，AUV支架5的转动用于调节对接角度。

Claims (3)

1.一种可两级收放的潜器回收布放装置，其特征是：包括固定架、转动架、滑动架、滑车、AUV支架、转动液压缸、滑动液压缸，固定架和转动架之间铰接，转动液压缸的两端分别与固定架和转动架相连，转动架上设置限位轮，滑动架上设置滑动滑轨，滑动架通过其上的滑动滑轨设置在转动架的限位轮上，滑动液压缸的两端分别安装在转动架和滑动架上，滑车通过其下方设置的滑车滑轨设置在滑动架上，AUV支架与滑车铰接；

所述的滑车通过链轮链条系统带动，链轮链条系统包括一对小链轮和一对大链轮，小链轮和大链轮均安装在滑动架上，其中一个小链轮和一个大链轮同心设置，另外一个小链轮和一个大链轮同心设置，两个小链轮上缠绕小链轮链条，两个大链轮上缠绕大链轮链条，小链轮链条和转动架相连接，大链轮链条和滑车相连接。

2.根据权利要求1所述的一种可两级收放的潜器回收布放装置，其特征是：转动液压缸复位时，转动架与固定架夹角为0度，转动液压缸伸长后，转动架被支撑起来，转动架与固定架之间的夹角随转动液压缸的伸长而增大。

3.根据权利要求1或2所述的一种可两级收放的潜器回收布放装置，其特征是：所述的AUV支架一端安装有用于回收潜水器使用的卷扬机，另一端有便于潜器对接的喇叭口结构。