CN105460182A - 波浪滑翔器收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种波浪滑翔器收放装置，在母船上安装有支架，第一对支撑柱分别通过锁扣与两根轨道连接，两根轨道的中间位置分别和第二对支撑柱铰接连接，两根轨道的一端通过V型连接结构连接、另一端通过U型连接结构连接，U型连接结构底部的拐弯处设置有定滑轮，每根轨道上都均匀设置有带锁定装置的滚轮，所述母船上设置有承力柱，承力柱连接有倒链，倒链的端部连接有牵引绳，牵引绳的端部与搭在两根轨道的滚轮上的浮体固连，浮体的下端设置有脐带固定机构，脐带固定机构上设置有脐带，脐带的端部绕过定滑轮固连有潜体。本发明实现对波浪滑翔器三个部分——浮体、脐带和潜体同时进行收放，使用简单。

Description

波浪滑翔器收放装置

技术领域

本发明涉及一种收放装置，尤其涉及一种波浪滑翔器收放装置。

背景技术

波浪滑翔器是一种新型无人海洋探测平台，利用浮体-脐带-潜体结构将海洋波浪能转化为自身的前进动力，同时依靠上甲板搭载的太阳能电池板为各电器负载供电，可以在广阔的海洋上进行长期的路径跟踪和位置保持，还可充当中间站，与其他各类型的探测器进行指令和数据交换，为海洋观测技术提供了新思路，有着十分广阔的发展前景。

为了更好的吸收波浪能，脐带一般设计较长，通常为3m-8m，并且波浪滑翔器工作环境一般为风浪较大的海域，在这样恶劣的风浪环境下其安全的回收释放非常困难。

易于想到的收放方法包括以下几种：

1、释放时利用岸基起吊设备下水，拖航到达试验海域。该方法人员安全性有保障，但为保证设备安全拖航速度不能过快，试验海域较远时拖航时间过长；拖航过程中潜体会不断地出水入水，容易损伤叶片和轴；拖航过程中规避来往船只和水下障碍物较为困难。

2、利用大型试验母船，将波浪滑翔器浮体和潜体整体起吊。此方法需要起吊高度大于脐带长度，这需要大型专业的试验母船，费用非常昂贵；在风浪较大的恶劣海况下较大的起吊高度对于人员和设备均十分危险。

3、试验母船的吊机只负责浮体的起吊，吊离水面之后浮体保持不动，使用人力将潜体回收至试验母船。该方法需要专业的低干舷试验母船，费用较为昂贵；需要试验人员较多，配合较难；潜体提升过程需要人力的参与，在风浪较大的恶劣海况下十分危险。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种简单易于操作的，能够在风浪较大的恶劣海况下安全地进行波浪滑翔器类的刚柔多体系统释放回收的波浪滑翔器收放装置，应用于波浪滑翔器类的刚柔多体系统进行海上试验或实际应用时的释放与回收，也可应用于一般水面或水下航行器的释放与回收。

本发明的目的是这样实现的：在母船上安装有支架，支架具有两对支撑柱和一对卡在船尾板上的卡件，第一对支撑柱分别通过锁扣与两根轨道连接，两根轨道的中间位置分别和第二对支撑柱铰接连接，两根轨道的一端通过V型连接结构连接、另一端通过U型连接结构连接，U型连接结构底部的拐弯处设置有定滑轮，每根轨道上都均匀设置有带锁定装置的滚轮，所述母船上设置有承力柱，承力柱连接有倒链，倒链的端部连接有牵引绳，牵引绳的端部与搭在两根轨道的滚轮上的浮体固连，浮体的下端设置有脐带固定机构，脐带固定机构上设置有脐带，脐带的端部绕过定滑轮固连有潜体。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.每根轨道的下方还安装有两根相互连接的撑杆，且两根相互连接的撑杆的连接角度满足：两根轨道与水平面呈30°夹角时，两根相互连接的撑杆的连接处与母船的船尾板接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现了对波浪滑翔器三个部分——浮体、脐带和潜体同时进行收放，使用简单，安装于一般小型渔船即可使用，无须租用大型专业试验母船，只需两名试验人员合作即可完成收放工作，整套装置没有使用电力，结构简单可靠，易于制造安装，在恶劣风浪环境下可保证安全作业。波浪滑翔器收放装置是专门针对波浪滑翔器类的刚柔多体系统在海上恶劣风浪环境下进行释放回收的装置，应用于波浪滑翔器类的刚柔多体系统进行海上试验或实际应用时的释放与回收，也可应用于一般水面或水下航行器的释放与回收。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明安装在母船时的示意图；

图3是本发明的轨道水平阶段收放示意图；

图4是本发明的轨道倾斜阶段收放示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图4，本发明包括钢结构框架部分和辅助设备部分，结合图1，钢结构框架包括：支架1、轨道2、铰接轴3、带锁定装置的滚轮4、撑杆5、定滑轮6、锁扣7、U形连接结构8、V形连接结构9，结合图3和图4，辅助设备包括：牵引绳10、倒链11。结合图2，支架1利用船尾板12和船尾部甲板13等固定于试验母船尾部，轨道2与支架1之间通过铰接轴3自由铰接；轨道平面随着收放过程牵引绳10的张紧与放松绕铰接轴3自适应旋转；滚轮4安装于轨道2上；轨道2倾斜至最大角时船外最远端入水，轨道2水平时船内长度可供波浪滑翔器浮体14放置；轨道2外端安装U形连接结构8，定滑轮6安装于U形连接结构8最下端，该U形结构8应足够深使得波浪滑翔器浮体14和浮体下部脐带固定机构15能进入轨道2；轨道2内端安装V形连接结构9使得收放过程的大部分时间里牵引绳10呈直线；U形连接结构8和V形连接结构9保证两根轨道的转动是平行的；此外外侧U形结构8是定滑轮6的支架，当浮体14沿着轨道2上的滚轮3滑动时，脐带16将沿着定滑轮6转动，潜体17也随之上下运动；内侧V形结构9的深度使得收放过程的大部分时间里牵引绳10呈直线，于是在浮体17滑动到水面附近时，牵引绳10不会给轨道2很大的向水平面转动的力矩，便于轨道2的角度随着浮体14的位置及入水出水所需的角度做自适应调整；为使轨道2倾斜至最大角时船外最远端入水，轨道2伸出船外长度较长，将撑杆5焊接于轨道2上，焊接角度使得轨道2与水平面呈30度夹角时撑杆5撑到试验母船尾板12，浮体14滑动到船外部分轨道时坚固的船尾板12提供支撑力，极大的增加了结构的强度；倒链11系于试验母船中后部承力柱18；牵引绳10连接波浪滑翔器浮体14艏部和倒链11吊钩。

释放时，初始阶段如图3所示，试验人员一负责倒链11，试验人员二打开滚轮锁定开关和支架锁扣，潜体17的重力通过定滑轮6转化为水平的拉力，拉动浮体14沿轨道2向外滑动，同时潜体17下降，试验人员一通过控制倒链11的拉力控制滑动速度。结合图4，在滑动过程中，随着浮体14重心的逐渐后移，轨道2角度逐渐由水平变倾斜，当倾角达到30度时撑杆5撑到试验母船尾板12。继续释放牵引绳10，浮体14逐渐滑动入水，释放过程完成。

回收过程与释放过程相反，试验人员二拉动牵引绳10，使得浮体14艏向对准轨道2，试验人员一摇动倒链11缓慢收绳，浮体14在牵引绳10拉力下沿着轨道2缓慢向上滑动。随着浮体14重心前移，轨道2角度逐渐由倾斜变水平，同时撑杆5离开船尾板12，潜体17随着脐带16绕定滑轮6转动提升。最终轨道2水平，浮体14到达指定位置，潜体17离开水面。试验人员二关闭滚轮锁定开关和支架锁扣，回收过程完成。回首完成状态如图3所示。该装置实现了对波浪滑翔器三个部分——浮体、脐带和潜体同时进行收放，使用简单，安装于一般小型渔船即可使用，无须租用大型专业试验母船，只需两名试验人员合作即可完成收放工作，整套装置没有使用电力，结构简单可靠，易于制造安装，在恶劣风浪环境下可保证安全作业

该收放装置包括：支架、轨道、铰接轴、带锁定装置的滚轮、撑杆、定滑轮、锁扣、U形连接结构、V形连接结构，以及辅助设备包括牵引绳和倒链。支架固定于试验母船尾部，轨道与支架之间自由铰接；轨道平面与水平面的夹角随着收放过程浮体重心移动自适应旋转；滚轮安装于轨道上；轨道倾斜至最大角时船外最远端入水，轨道水平时船内长度可供波浪滑翔器浮体放置；轨道外端安装U形连接结构，定滑轮安装于U形连接结构最下端，该U形结构应足够深使得波浪滑翔器浮体和浮体下部脐带固定机构能进入轨道；轨道内端安装V形连接结构使得收放过程的大部分时间里牵引绳呈直线；U形连接结构和V形连接结构保证两根轨道的转动是平行的；此外外侧U形结构是定滑轮的支架，当浮体沿着轨道上的滚轮滑动时，脐带将沿着定滑轮转动，潜体也随之上下运动；内侧V形结构的深度使得收放过程的大部分时间里牵引绳呈直线，于是在浮体滑动到水面附近时，牵引绳不会给轨道很大的向水平面转动的力矩，便于轨道的角度随着浮体的位置及入水出水所需的角度做自适应调整；为使轨道倾斜至最大角时船外最远端入水，轨道伸出船外长度较长，将撑杆焊接于轨道上，焊接角度使得轨道与水平面呈30度夹角时撑杆撑到试验母船尾板，浮体滑动到船外部分轨道时坚固的船尾板提供支撑力，极大的增加了结构的强度；倒链系于试验母船中后部承力柱；牵引绳连接波浪滑翔器浮体艏部和倒链吊钩。

释放时，试验人员一负责倒链，试验人员二打开滚轮锁定开关和支架锁扣，潜体的重力通过定滑轮转化为水平的拉力，拉动浮体沿轨道向外滑动，同时潜体下降，试验人员一通过控制倒链的拉力控制滑动速度。在滑动过程中，随着浮体重心的逐渐后移，轨道角度逐渐由水平变倾斜，当倾角达到30度时撑杆撑到试验母船尾板。继续释放牵引绳，浮体逐渐滑动入水，释放过程完成。

回收时，试验人员二拉动牵引绳，使得浮体艏向对准轨道，试验人员一摇动倒链缓慢收绳，浮体在牵引绳拉力下沿着轨道缓慢向上滑动。随着浮体重心前移，轨道角度逐渐由倾斜变水平，同时撑杆离开船尾板，潜体随着脐带绕定滑轮转动提升。最终轨道水平，浮体到达指定位置，潜体离开水面。试验人员二关闭滚轮锁定开关和支架锁扣，回收过程完成。

本发明提供的是一种专门针对波浪滑翔器类的刚柔多体系统在海上恶劣风浪环境下进行释放回收的装置以及相应的收放方法。该收放装置包括：支架、轨道、铰接轴、带锁定装置的滚轮、撑杆、定滑轮、锁扣、U形连接结构、V形连接结构，以及辅助设备包括牵引绳和倒链。支架固定于试验母船尾部，轨道与支架之间自由铰接；滚轮安装于轨道上；轨道外端安装U形连接结构，定滑轮安装于U形连接结构最下端，轨道内端安装V形连接结构；撑杆焊接于轨道上，焊接角度使得轨道与水平面呈30度夹角时撑杆撑到试验母船尾板。进行收放时，倒链系于试验母船中后部承力柱；牵引绳连接波浪滑翔器浮体艏部和倒链吊钩；试验人员一控制倒链，试验人员二控制滚轮锁定开关和支架锁扣；收放过程中波浪滑翔器的脐带绕定滑轮转动，脐带连接潜体悬于空中，轨道平面与水平面的夹角随着收放过程浮体重心移动自适应旋转；释放时潜体的重力通过定滑轮转化为水平的拉力，拉动浮体沿轨道向外滑动，同时潜体下降，轨道平面随浮体重心外移而倾斜，倾斜至30度时撑杆撑到船尾板；回收时在牵引绳拉力下浮体重心前移，轨道角度逐渐由倾斜变水平，同时撑杆离开船尾板，潜体随着脐带绕定滑轮转动提升。该装置实现了对波浪滑翔器三个部分——浮体、脐带和潜体同时进行收放，使用简单，安装于一般小型渔船即可使用，无须租用大型专业试验母船，只需两名试验人员合作即可完成收放工作，整套装置没有使用电力，结构简单可靠，易于制造安装，在恶劣风浪环境下可保证安全作业。

本发明专门针对波浪滑翔器类的刚柔多体系统在海上恶劣风浪环境下进行释放回收的装置，该收放装置包括：支架、轨道、铰接轴、带锁定装置的滚轮、撑杆、定滑轮、锁扣、U形连接结构、V形连接结构，以及辅助设备包括牵引绳和倒链。支架固定于试验母船尾部，轨道与支架之间自由铰接；滚轮安装于轨道上；轨道倾斜至最大角时船外最远端入水，轨道水平时船内长度可供波浪滑翔器浮体放置；轨道外端安装U形连接结构，定滑轮安装于U形连接结构最下端，该U形结构应足够大使得波浪滑翔器浮体和浮体下部脐带固定机构能进入轨道；轨道内端安装V形连接结构使得收放过程的大部分时间里牵引绳呈直线；撑杆焊接于轨道上，焊接角度使得轨道与水平面呈30度夹角时撑杆撑到试验母船尾板；倒链系于试验母船中后部承力柱；牵引绳连接波浪滑翔器浮体艏部和倒链吊钩。该装置实现了对波浪滑翔器三个部分——浮体、脐带和潜体同时进行收放，使用简单，安装于一般小型渔船即可使用，无须租用大型专业试验母船，只需两名试验人员合作即可完成收放工作，整套装置没有使用电力，结构简单可靠，易于制造安装，在恶劣风浪环境下可保证安全作业。

进行收放时，倒链系于试验母船中后部承力柱；牵引绳连接波浪滑翔器浮体艏部和倒链吊钩；试验人员一控制倒链，试验人员二控制滚轮锁定开关和支架锁扣；收放过程中波浪滑翔器的脐带绕定滑轮转动，脐带连接潜体悬于空中，轨道平面与水平面的夹角随着收放过程浮体重心移动自适应旋转；释放时潜体的重力通过定滑轮转化为水平的拉力，拉动浮体沿轨道向外滑动，同时潜体下降，轨道平面随浮体重心外移而倾斜，倾斜至30度时撑杆撑到船尾板；回收时在牵引绳拉力下浮体重心前移，轨道角度逐渐由倾斜变水平，同时撑杆离开船尾板，潜体随着脐带绕定滑轮转动提升。

Claims (2)

1.波浪滑翔器收放装置，其特征是：在母船上安装有支架，支架具有两对支撑柱和一对卡在船尾板上的卡件，第一对支撑柱分别通过锁扣与两根轨道连接，两根轨道的中间位置分别和第二对支撑柱铰接连接，两根轨道的一端通过V型连接结构连接、另一端通过U型连接结构连接，U型连接结构底部的拐弯处设置有定滑轮，每根轨道上都均匀设置有带锁定装置的滚轮，所述母船上设置有承力柱，承力柱连接有倒链，倒链的端部连接有牵引绳，牵引绳的端部与搭在两根轨道的滚轮上的浮体固连，浮体的下端设置有脐带固定机构，脐带固定机构上设置有脐带，脐带的端部绕过定滑轮固连有潜体。

2.根据权利要求1所述的波浪滑翔器收放装置，其特征是：每根轨道的下方还安装有两根相互连接的撑杆，且两根相互连接的撑杆的连接角度满足：两根轨道与水平面呈30°夹角时，两根相互连接的撑杆的连接处与母船的船尾板接触。