CN104986305B - 一种可自主调整姿态的水下对接平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水下对接平台，具体涉及一种可自主调整姿态的水下对接平台，其包括对接激光器、并联运动平台、入口检测开关、转台、光电探测器、电动推杆、支架、前检测开关、回收舱和后检测开关；采用并联运动平台加转台的串并联结合的形式，使得结构简单，且精度高，承载能力强，同时保证了较大的搜索范围，光电探测器位于回收舱的轴向上，便于成像和判读，且可随支架抬起，保证水下航行器顺利进入回收舱。该装置结构刚度高，使用灵活，且通用性强，仅需对水下航行器加一个对接激光器，改动较少，易于推广，对接精度与成功率可有很大程度的提高，具有很好的推广应用价值。

Description

一种可自主调整姿态的水下对接平台
技术领域
本发明涉及一种水下对接平台，具体地说是一种可自主调整姿态的水下对接平台。
背景技术
随着海洋、江河的开发，水下航行器作为一种必不可少的工具，越来越被重视，具有广泛的应用前景和重要的科研价值。但是受体积和质量限制，水下航行器所携带的能源十分有限，长时间作业时必须与对接平台建立连接以补充能量并交换信息。目前的对接平台多为固定式，需要水下航行器准确调整自身姿态才能驶入对接平台完成对接，而水下航行器对自身姿态的调整灵敏度较低，对接成功率难以保证。
中国专利201210439839.6公开的“一种欠驱动AUV水下回收装置”，主要包含一系列连杆机构，当AUV驶入后对其进行抱紧，该装置只能完全依靠AUV调整自身姿态与航向，进入该装置后才能完成回收，有很大局限性。中国专利201110382046.0公开的“一种单自由度对称式摆动驱动的大展缩比水下机器人回收装置”虽可以形成一个圆柱形包围区域，但需在轴向上形成完全包裹，可能会对水下机器人造成损坏。中国专利201310217457.3公开的“自主式水下航行体漏斗形入口对接平台的基座系统”可以实现对对接系统的可靠支撑，但主要是靠加配重块的方式，本身姿态无法主动调节。中国专利201110178669.6公开的“自主水下航行器与海底观测网对接装置”可以使对接站被投放在凹凸不平的海底上时，通过平衡重物和万向节使导口一直保持水平状态，这样需要水下航行器的精确调整才能完成对接，对水下航行器要求较高。
在对接时让姿态调整不灵敏的水下航行器较少的进行调整，水下对接平台做精确的姿态调整，主动迎合水下航行器的角度，可大幅度提高对接成功率。因此设计一种可自主调整姿态的水下对接平台是非常必要的，有利于推动海洋开发和水下工程的发展。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种可自主调整姿态的水下对接平台，能够根据水下航行器的位置，自主调整对接平台的姿态，迎合水下航行器的角度，增大了对接的精度与成功率。
本发明所述的可自主调整姿态的水下对接平台，包括：对接激光器，设置在水下航行器的前端轴线位置上；并联运动平台，并联运动平台上端面上设有转台；回收舱，固定安装在所述转台上，回收舱一端为入口，另一端为定位端；回收舱入口处固定安装有入口检测开关，回收舱舱体的前端安装有前检测开关，回收舱舱体的后端安装后检测开关；以及，光电探测装置，光电探测装置包括电动推杆、支架和光电探测器，电动推杆壳体铰接在回收舱入口上方；支架一端与电动推杆输出轴铰接，支架中上部铰接在回收舱入口上方，支架另一端穿入回收舱入口内，连接光电探测器。
进一步地，回收舱定位端内部安装有缓冲器，当水下航行器驶入回收舱后对其进行吸能减速，避免碰撞，可有效保证水下航行器的安全。
进一步地，光电探测器在当支架打开时，位于回收舱的轴线上。
进一步地，光电探测器为图像传感器或四象限光电探测器中的一种。
进一步地，入口检测开关、前检测开关和后检测开关均为光电开关。
进一步地，并联运动平台有六个自由度，保证较大搜索范围。
采用本发明的有益效果是，采用并联运动平台加转台的串并联结合的形式，使得结构简单，且精度高，承载能力强，同时保证了较大的搜索范围，光电探测器位于回收舱的轴向上，便于成像和判读，且可随支架抬起，保证水下航行器顺利进入回收舱。该装置结构刚度高，使用灵活，且通用性强，仅需对水下航行器加一个对接激光器，改动较少，易于推广，对接精度与成功率可有很大程度的提高，具有很好的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明可自主调整姿态的水下对接平台的示意图；
图2是本发明可自主调整姿态的水下对接平台回收状态示意图。
图中：1、对接激光器；2、并联运动平台；3、入口检测开关；4、转台；5、光电探测器；6、电动推杆；7、支架；8、前检测开关；9、回收舱；10、后检测开关；11、缓冲器；7-1、支架分部Ⅰ；支架分部Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
在图1和图2中，包括：对接激光器1，设置在水下航行器的前端轴线位置上；并联运动平台2，并联运动平台2上端面上设有转台(4)；回收舱9，固定安装在所述转台4上，回收舱9一端为入口，另一端为定位端；回收舱9入口处固定安装有入口检测开关3，回收舱9舱体的前端安装有前检测开关8，回收舱9舱体的后端安装后检测开关10；以及，光电探测装置，光电探测装置包括电动推杆6、支架7和光电探测器5，电动推杆6壳体铰接在回收舱9入口上方；支架一端与电动推杆6输出轴铰接，支架中上部铰接在回收舱入口上方，支架另一端穿入回收舱入口内，连接光电探测器5。前检测开关8和后检测开关10固定安装到回收舱9舱体的不同侧。
所述光电探测器5在当支架7打开时，位于回收舱9的轴线上。所述光电探测器5为图像传感器，也可以是四象限光电探测器。所述入口检测开关3、前检测开关8和后检测开关10均为光电开关。所述并联运动平台2有六个自由度，保证较大搜索范围。
实施例2：
在第二种实施方案中，该装置还可以包含缓冲器11，所述缓冲器11固定安装到回收舱9的定位端内部，当水下航行器驶入回收舱后对其进行吸能减速，避免碰撞，可有效保证水下航行器的安全。
当水下航行器通过水声导航到水下对接平台区域时，水下航行器上的对接激光器1开启，同时水下对接平台进入搜寻模式，在并联运动平台2和转台4的带动下，固定在回收舱9上的光电探测器5按预定轨迹搜寻对接激光器1发出的光束，当搜寻到时，便可根据对接激光器1的激光束在光电探测器5上的成像位置得出水下航行器相对于水下对接平台的位置，
若对接激光器1的激光束成像在光电探测器5的边缘，则水下对接平台通过水声通知水下航行器做航向的初步调整，
当对接激光器1的激光束成像离开光电探测器5的边缘靠向中心区域时，水下航行器停止航向调整，保持航向前行，水下对接平台控制并联运动平台2和转台4，根据光电探测器5上激光束成像位置，做精确的角度调整，使得对接激光器1的激光束成像在光电探测器5的中心，由于光电探测器5在当支架7打开时，位于回收舱9的轴线上，故此时水下对接平台上回收舱9恰好位于水下航行器前进方向的轴线上，水下航行器继续前行便可进入回收舱9，
当其到达回收舱9的入口处时，入口检测开关3产生信号，控制电动推杆6带动支架7绕铰链点转动，光电探测器5抬起，使水下航行器能顺利前行，当其经过前检测开关8时水下对接平台上的加持机构进入等待模式，继续前行经过后检测开关10时，加持机构加紧，至此水下航行器被准确的定位在回收舱9的特定位置，便可进行充电与数据交换。当对接完成后，加持机构松开，水下航行器驶离回收舱9，当经过入口检测开关3时，说明已完全驶出水下对接平台，此时，电动推杆6带动支架7使光电探测器5落到回收舱9的轴线上，等待下一次对接。故本发明可对水下航行器做最少的改动完成对接任务，且可大幅提高对接的精度和成功率。
须陈明，以上所述乃是本发明的较佳实施例，若以本发明的构想所作的改变，其产生的功能作用仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：包括：
对接激光器(1)，设置在水下航行器的前端轴线位置上；
并联运动平台(2)，所述并联运动平台(2)上端面上设有转台(4)；
回收舱(9)，固定安装在所述转台(4)上，所述回收舱(9)一端为入口，另一端为定位端；所述回收舱(9)入口处固定安装有入口检测开关(3)，所述回收舱(9)舱体的前端安装有前检测开关(8)，所述回收舱(9)舱体的后端安装后检测开关(10)；以及，
光电探测装置，所述光电探测装置包括电动推杆(6)、支架(7)和光电探测器(5)，所述电动推杆(6)壳体铰接在回收舱(9)入口上方；所述支架一端与电动推杆(6)输出轴铰接，所述支架中上部铰接在回收舱入口上方，所述支架另一端穿入回收舱入口内，连接光电探测器(5)。
2.根据权利要求1所述的可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：所述回收舱(9)定位端内部安装有缓冲器(11)。
3.根据权利要求1所述的可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：所述光电探测器(5)在当支架(7)打开时，位于回收舱(9)的轴线上。
4.根据权利要求1或3所述的可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：所述光电探测器(5)为图像传感器或四象限光电探测器中的一种。
5.根据权利要求1所述的可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：所述入口检测开关(3)、前检测开关(8)和后检测开关(10)均为光电开关。
6.根据权利要求1所述的可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：所述并联运动平台(2)有六个自由度。
7.根据权利要求1所述的可自主调整姿态的水下对接平台，其特征在于：所述前检测开关(8)和后检测开关(10)安装在回收舱(9)舱体的不同侧。
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