CN105644739B - 一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下机器人领域，具体地说是一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器，包括电磁铁、弹簧卡圈、缆绳、端盖、浮力块、发射筒、底钢板、弹簧和底座，其中底座固装在水下机器人主体上，发射筒固装在底座的法兰上，电磁铁设置于发射筒中并通过水下机器人主体的控制系统控制通断电，在电磁铁内部充油以平衡外部压力，底钢板设置于发射筒中并通过电磁铁吸附，在电磁铁上套设有弹簧，所述弹簧通过弹簧卡圈将底钢板及底钢板以上的各部件推出至发射筒外，发射筒内位于端盖和底钢板之间的空间内设有缆绳和浮力块，所述缆绳一端与底钢板固连，另一端引出发射筒后与水下机器人主体相连。本发明操作便捷、体积小、成本低，能够长时间承受深海水压。

Description

一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，具体地说是一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器。

背景技术

水下机器人的回收技术是限制水下机器人发展的重要因素之一，以往水下机器人回收需要专业人员乘坐小艇到水面完成回收操作，操作具有较大的危险性。为使专业人员无须乘坐小艇到水面回收水下机器人，现有技术通过使水下机器人在水面自动抛射出缆绳，并由母船上的专业人员将缆绳打捞后进行相应的回收操作。现有技术中的抛绳器一般采用火工品和高压气瓶作为动力源，由于深海压力较大，大部分抛绳器无法在水下使用，少数能够水下使用的火工品抛绳器则存在成本较高，操作繁琐，受火工品个体差异的影响较大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器，操作便捷、体积小、成本低，能够长时间承受深海水压。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器，包括电磁铁、弹簧卡圈、缆绳、端盖、浮力块、发射筒、底钢板、弹簧和底座，其中底座固装于水下机器人主体上，发射筒固装于所述底座的法兰上，电磁铁设置于所述发射筒中并固装于所述底座的凹槽中，且所述电磁铁的信号输入端伸出至所述底座外部，所述电磁铁内部充油，且所述电磁铁通过水下机器人主体的控制系统控制通断电，底钢板设置于所述发射筒中并通过所述电磁铁吸附，所述电磁铁上套设有弹簧，所述弹簧两端分别与所述底座以及一个弹簧卡圈固连，所述弹簧在装置未抛绳时为压缩状态并通过所述弹簧卡圈与所述底钢板相抵，所述发射筒远离所述底座的一端设有端盖，所述缆绳和浮力块设置于发射筒内并设于所述端盖和底钢板之间，所述浮力块的两端分别与所述端盖和底钢板固连，所述缆绳的一端固定在底钢板上，另一端引出发射筒后与水下机器人主体相连。

所述电磁铁的信号输入端内设有充油用的软管，所述软管内设有导线套，所述软管通过所述导线套卡装入所述电磁铁的信号输入端中，所述导线套中部设有通孔，由所述电磁铁引出的电源线经所述导线套中部的通孔穿出后与水下机器人主体内的控制系统相连，所述软管外侧设有紧固密封用的螺帽。

所述导线套的外圆周面上设有横截面为梯形的环状凸台，所述软管通过所述导线套上的环状凸台带动卡装入所述电磁铁的信号输入端中。

所述螺帽与电磁铁的信号输入端为螺纹连接，所述螺帽的前端与软管管壁之间设有密封圈。

所述发射筒的筒壁上设有用于限制所述弹簧卡圈行程的限位槽，所述弹簧卡圈的外圆周面上设有限位螺钉，所述限位螺钉的端部设置于所述限位槽中，所述限位螺钉在所述弹簧卡圈移动时沿所述限位槽移动。

所述浮力块为半圆柱状并充满发射筒内位于端盖与底钢板之间的一半空间，发射筒内位于端盖与底钢板之间除所述浮力块之外的另一半空间由所述缆绳填满。

在发射筒内部位于端盖与底钢板之间的空间内，在所述缆绳与发射筒的筒壁之间设有防止所述缆绳与其他零件刚性连接的侧挡板。

所述侧挡板为大小相等的两块，且两块侧挡板组合在一起构成半圆柱形空腔。

所述底钢板的底面中心处设有一个固定柱，所述缆绳的一端固定在所述固定柱上并围绕所述固定柱逐层反复缠绕，最后由设于发射筒远离底座一端的豁口引出。

所述弹簧卡圈的中部设有供所述电磁铁穿过的通孔。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明操作便捷，安全可靠。本发明安装与拆卸过程不涉及密封处理、火工品和高压气体等因素，均为普通机械结构，操作便捷，本发明的电磁铁吸力在70公斤左右，能够强力稳定的吸住底钢板，更为安全可靠。

2.本发明结构简单，体积小。本发明采用的机械结构非常简单，使高强度缆绳按照顺序缠绕在半圆柱形空腔内，体积小，空间利用率较高，弹射出去之后，高强度缆绳会自动松散，不易打结。

3.本发明成本低廉，能够反复使用。本发明机理简单，不需要配置较为复杂的辅助装置和动力源，例如火工品、气瓶和充气泵，成本十分低廉，能够多次反复使用。

4.本发明能够水下工作。本发明能够长时间承受6000米水压，之后回到水面仍能正常工作。其中，电磁铁的电源线外部套有聚醚聚氨酯材料的软管，软管两端利用螺帽压紧进行密封，软管及电磁铁内部充油来平衡外部水压。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为图1中A处放大视图，

图3为图1中本发明的俯视图。

其中，1为电磁铁、2为弹簧卡圈、3为侧挡板、4为缆绳、5为端盖、6为浮力块、7为发射筒、8为底钢板、9为弹簧、10为底座、11为电源线、12为软管、13为螺帽，14为螺钉，15为螺钉，16为导线套，17为信号输入端，18为固定柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1和图3所示，本发明包括电磁铁1、弹簧卡圈2、侧挡板3、缆绳4、端盖5、浮力块6、发射筒7、底钢板8、弹簧9和底座10，其中底座10固装在水下机器人的主体上，所述底座10的圆周外侧设有法兰，在底座10中部设有凹槽，所述凹槽中心处设有通孔，发射筒7通过螺钉15安装在所述底座10的法兰上，且所述发射筒7的固定端与所述底座10为止口配合，电磁铁1设置于所述发射筒7中，并通过螺钉14固装于所述底座10的凹槽中，所述电磁铁1的信号输入端17由所述底座10的凹槽中心处的通孔伸出至底座10外部，底钢板8设置于所述发射筒7中，且所述底钢板8在本发明未抛绳时与通过所述电磁铁1吸附，所述电磁铁1上套设有弹簧9，所述弹簧9的一端与所述底座10的凹槽底面固连，所述弹簧9另一端与一个弹簧卡圈2固连，并在本发明未抛绳时通过所述弹簧卡圈2与所述底钢板8相抵，所述弹簧9在本发明未抛绳时为压缩状态，所述弹簧卡圈2的中部设有供所述电磁铁1穿过的通孔。在所述发射筒7的筒壁上，以所述发射筒7的轴向中心线为对称中心对称设置有两个限位槽，且每个限位槽均沿所述发射筒7的轴向设置，在所述弹簧卡圈2的外圆周面上，以所述弹簧卡圈2的轴向中心线为对称中心对称设有两个限位螺钉，所述限位螺钉的端部即分别设置于所述发射筒7筒壁上的限位槽中，所述限位螺钉在所述限位槽内移动从而限制所述弹簧卡圈2的行程。本实施例中，所述电磁铁1的型号为TY.01-01型电磁铁，生产厂家为中国科学院沈阳自动化研究所。

本发明在未抛绳时在所述发射筒7远离所述底座10的一端设有端盖5，并且在所述端盖5和所述底钢板8之间的空间内设有缆绳4和浮力块6，如图1和图3所示，所述浮力块6为半圆柱状并充满发射筒7内位于端盖5与底钢板8之间的一半空间，所述浮力块6的两端分别通过螺钉与所述端盖5和所述底钢板8固连，所述浮力块6的材料为海洋化工研究院研制的新型深潜用固体浮力材料，此为本领域公知技术。发射筒7内位于端盖5与底钢板8之间的另一半空间填充有缆绳4，如图3所示，在所述底钢板8的底面中心处设有一个固定柱18，所述缆绳4的一端固定在所述固定柱18上并围绕所述固定柱18由发射筒7中心向外以半圆形反复缠绕，底层铺满后再上升一层并围绕所述固定柱18由发射筒7的边缘向中心处以半圆形反复缠绕，如此反复，从而逐层将发射筒7内位于端盖5与底钢板8之间除浮力块6之外的另一半空间填满，缆绳4填满后由设置于发射筒7远离底座10一端的豁口19引出，并与水下机器人主体固定。在发射筒7内部位于端盖5与底钢板8之间的空间内，在所述缆绳4与发射筒7的筒壁之间设有防止所述缆绳4与其他零件刚性连接的侧挡板3，如图3所示，所述侧挡板3为大小相等的两块，且两块侧挡板3组合在一起构成半圆柱形空腔。

如图2所示，所述电磁铁1的信号输入端17设有软管12，本实施例中所述软管12由聚醚聚氨酯材料制成，所述软管12内设有导线套16，所述导线套16中部设有通孔，由电磁铁1引出的两根电源线11即由所述导线套16中心处的通孔穿过并与水下机器人主体内的控制系统相连，所述导线套16的外圆周面上设有横截面为梯形的环状凸台，所述软管12通过所述导线套16上的环状凸台带动卡装入所述电磁铁1的信号输入端17中，所述软管12外侧设有螺帽13，所述软管12和导线套16通过所述螺帽13固定，所述螺帽13与电磁铁1的信号输入端17为螺纹连接，所述螺帽13的前端与软管12管壁之间设有密封圈，旋紧所述螺帽13即压紧所述密封圈并使所述螺帽13的前端通过软管12的管壁与所述导线套16上的环状凸台相抵以紧固所述软管12和导线套16，电磁铁1内部通过所述软管12及导线套16充油以平衡外部水压。

本发明的工作原理为：

当电磁铁1通电时，所述电磁铁1能够持续吸附底钢板8，此时弹簧9处于压缩状态，当水下机器人控制电磁铁1断电时，电磁铁1的磁力消失，所述弹簧9通过所述弹簧卡圈2将底钢板8以及设置于所述底钢板8上的缆绳4、浮力块6、侧挡板3和端盖5全部推出至发射筒7外，两块侧挡板3在推出后依靠自重脱落，从而使缆绳4自动松散，底钢板8、浮力块6和端盖5的连接体在水中即为漂浮状态，等待打捞。电磁铁1的电源线11外部套有聚醚聚氨酯材料的软管12，软管12利用螺帽13压紧密封，电磁铁1和软管12均充油平衡外部水压，从而使本发明能够长时间承受6000米水压，回到水面后仍能正常工作。

Claims (9)

1.一种水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：包括电磁铁(1)、弹簧卡圈(2)、缆绳(4)、端盖(5)、浮力块(6)、发射筒(7)、底钢板(8)、弹簧(9)和底座(10)，其中底座(10)固装于水下机器人主体上，发射筒(7)固装于所述底座(10)的法兰上，电磁铁(1)设置于所述发射筒(7)中并固装于所述底座(10)的凹槽中，且所述电磁铁(1)的信号输入端(17)伸出至所述底座(10)外部，所述电磁铁(1)内部充油，且所述电磁铁(1)通过水下机器人主体的控制系统控制通断电，底钢板(8)设置于所述发射筒(7)中并通过所述电磁铁(1)吸附，所述电磁铁(1)上套设有弹簧(9)，所述弹簧(9)两端分别与所述底座(10)以及一个弹簧卡圈(2)固连，所述弹簧(9)在装置未抛绳时为压缩状态并通过所述弹簧卡圈(2)与所述底钢板(8)相抵，所述发射筒(7)远离所述底座(10)的一端设有端盖(5)，所述缆绳(4)和浮力块(6)设置于发射筒(7)内并设于所述端盖(5)和底钢板(8)之间，所述浮力块(6)的两端分别与所述端盖(5)和底钢板(8)固连，所述缆绳(4)的一端固定在底钢板(8)上，另一端引出发射筒(7)后与水下机器人主体相连；

所述电磁铁(1)的信号输入端(17)内设有充油用的软管(12)，所述软管(12)内设有导线套(16)，所述软管(12)通过所述导线套(16)卡装入所述电磁铁(1)的信号输入端(17)中，所述导线套(16)中部设有通孔，由所述电磁铁(1)引出的电源线(11)经所述导线套(16)中部的通孔穿出后与水下机器人主体内的控制系统相连，所述软管(12)外侧设有紧固密封用的螺帽(13)。

2.根据权利要求1所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述导线套(16)的外圆周面上设有横截面为梯形的环状凸台，所述软管(12)通过所述导线套(16)上的环状凸台带动卡装入所述电磁铁(1)的信号输入端(17)中。

3.根据权利要求1所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述螺帽(13)与电磁铁(1)的信号输入端(17)为螺纹连接，所述螺帽(13)的前端与软管(12)管壁之间设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述发射筒(7)的筒壁上设有用于限制所述弹簧卡圈(2)行程的限位槽，所述弹簧卡圈(2)的外圆周面上设有限位螺钉，所述限位螺钉的端部设置于所述限位槽中，所述限位螺钉在所述弹簧卡圈(2)移动时沿所述限位槽移动。

5.根据权利要求1所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述浮力块(6)为半圆柱状并充满发射筒(7)内位于端盖(5)与底钢板(8)之间的一半空间，发射筒(7)内位于端盖(5)与底钢板(8)之间除所述浮力块(6)之外的另一半空间由所述缆绳(4)填满。

6.根据权利要求1或5所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：在发射筒(7)内部位于端盖(5)与底钢板(8)之间的空间内，在所述缆绳(4)与发射筒(7)的筒壁之间设有防止所述缆绳(4)与其他零件刚性连接的侧挡板(3)。

7.根据权利要求6所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述侧挡板(3)为大小相等的两块，且两块侧挡板(3)组合在一起构成半圆柱形空腔。

8.根据权利要求1或5所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述底钢板(8)的底面中心处设有一个固定柱(18)，所述缆绳(4)的一端固定在所述固定柱(18)上并围绕所述固定柱(18)逐层反复缠绕，最后由设于发射筒(7)远离底座(10)一端的豁口(19)引出。

9.根据权利要求1所述的水下机器人回收用电磁自动抛绳器，其特征在于：所述弹簧卡圈(2)的中部设有供所述电磁铁(1)穿过的通孔。