CN107351999A - 一种深潜器布放回收系统及布放回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深潜器布放回收系统及布放回收装置，系统包括工作母船、深海拖曳机构和深海吊放系统，深海拖曳机构安装在工作母船上；深海吊放系统包括摆臂、连杆机构、旋转同步装置、伸缩臂架、回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置。方法包括布放方法和回收方法。利用本发明的装置和方法，摆臂的翻转角度大，便于布放和回收深潜器；伸缩臂在主臂的导向作用下运动，伸缩臂的运动平稳，伸缩驱动安装在主臂内，不容易受到海水的腐蚀，起到保护伸缩驱动的作用；该装置能根据深潜器的位置进行旋转，在回收深潜器过程中能让夹持顶置装置夹持到深潜器；在布放和回收深潜器过程中，对深潜器给予拉力、推力和加持力，深潜器不会晃动，稳定性好。

Description

一种深潜器布放回收系统及布放回收方法

技术领域

本发明涉及深潜器布放回收系统及布放回收方法。

背景技术

深潜器具有水下观察和作业能力的活动深潜水装置。主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞、救生等任务，并可以作为潜水员活动的水下作业基地。

现在正在使用的深潜器绝大部分是依靠与舰船联接的缆线操纵行动。使用电缆遥控操纵深潜器的优点是：

（1）能长时间提供动力。

（2）有高速率数据传送能力。

（3）与辅助舰船之间的联系可靠，不会受到无线电或其他信号的干扰。

在中国专利申请号为200810048696.X的专利文献中公开了一种能布放回收多种潜水器的通用型布放回收系统，包括可摆转的A形架、A形架的两侧铰接摆动油缸，A形架的上端铰接有摆动架，在摆动架下端安设连接座，在连接座的中部设有铰接销轴，连接座的两侧铰接抗横摇阻尼器，连接座与潜水器导接头或深海拖曳系统的导向滑轮相连，在摆动架的上方分别设有提升绞车和脐带缆导向滑轮。该结构通过替换潜水器导接头使布放回收装置可以应用于多种类的潜水器的布放回收，从而使母船的航次利用效率大幅度提高，该结构设置紧凑合理，功能强，使用操作方便。并且支撑潜水器的状态稳定，在抗横摇阻尼器的作用下，具备更好的止荡和抗摆效果，从而提高了潜水器的适用海情。

虽然上述专利的技术方案带来了诸多的好处，但是，在该结构中，采用单一的摆动油缸驱动A形架摆动，其摆动的角度受到限制，因此，潜水器的布放和回收受到限制。在该技术中，在A形架的上端横梁通过轴承铰接有向内或向后弯折的摆动架，在摆动架的下端固联向两侧展开的连接座，在连接座的中部设置有铰接销轴，连接座的两侧铰接抗横摇阻尼器，连接座通过中部的铰接销轴与潜水器导接头相铰接，同时连接座两侧的抗横摇阻尼器也与潜水器导接头两侧相铰接。该结构虽然能对潜水器进行布放和回收，但是该系统不能根据潜水器的位置自动旋转潜水器导接头，造成潜水器在回收过程中位置不确定，另外，当潜水器连接到潜水器导接头上时，只有拉力和潜水器导接头的推力，而不能对潜水器进行夹持，因此，潜水器容易晃动；而虽然该系统中设置了抗横摇阻尼器，但抗横摇阻尼器是铰接在潜水器导接头上的，只能通过潜水器导接头对潜水器施力，而潜水器导接头的一整体结构，因此，抗横摇阻尼器对潜水器的力不具有可变化性。

在中国专利申请号为201280056153.7的专利文献中公开了用于潜水器和其它物资的发射和回收技术，并具体公开了锁定单元通过水将诸如AUV 或AUV 库之类的海底物资从水下位置运载至物资。锁定单元将升力线载向物资。锁定单元随后被附接至物资，而且利用经由锁定单元通过升力线施加的拉力提升物资。锁定单元还可用在升力线上以降低物资，并随后在水下位置释放物资。升力线被实现锁定单元的z 轴运动的水面舰艇上的波动补偿摇柄支撑。摇柄保持升力线上的拉力以防止升力线落到物资上。锁定单元在x 和y 轴上的运动由板上推进器实现。该技术能够实现物资的发射和回收，但是该技术不能根据物资的位置自动旋转锁定单元，造成物资在回收过程中位置不确定，另外，当物资连接到锁定单元上时，只有拉力，而不能对物资进行夹持和给予推力，因此，物资容易晃动。

发明内容

本发明的目的是提供一种深潜器布放回收系统及布放回收方法。利用本发明的系统和方法，摆臂的翻转角度大，便于布放和回收深潜器；伸缩臂在主臂的导向作用下运动，伸缩臂的运动平稳，伸缩驱动安装在主臂内，不容易受到海水的腐蚀，起到保护伸缩驱动的作用；该装置能根据深潜器的位置进行旋转，在回收深潜器过程中能让夹持顶置装置夹持到深潜器；在布放和回收深潜器过程中，对深潜器给予拉力、推力和夹持力，深潜器不会晃动，稳定性好。

为达到上述目的，一种深潜器布放回收系统，包括工作母船、深海拖曳机构和深海吊放系统，深海拖曳机构安装在工作母船上；所述的深海吊放系统包括摆臂、连杆机构、旋转同步装置、伸缩臂架、回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置；在工作母船上设有铰接座；摆臂的一端铰接在铰接座上；所述的连杆机构包括第一连杆、第二连杆和连杆驱动装置，第一连杆的一端铰接在铰接座上，第一连杆的另一端铰接在第二连杆的一端，第二连杆的另一端铰接在摆臂的中部，连杆驱动装置的一端铰接在铰接座上，连杆驱动装置的另一端铰接在第一连杆与第二连杆的连接点上；所述的旋转同步装置包括支承耳、旋转同步轴、旋转同步驱动和编码器，在摆臂上安装有支承耳，旋转同步驱动安装在支承耳上，旋转同步轴安装在旋转同步驱动上，编码器安装在支承耳上；所述的伸缩臂架包括主臂、伸缩臂和伸缩驱动，主臂安装在旋转同步轴上，主臂内设有腔体，伸缩臂的上端滑动的插接在腔体内，在腔体内设有连接到伸缩臂上的伸缩驱动；所述的回转机构包括回转固定座、轴承、回转座和回转驱动，回转固定座固定在伸缩臂的下端，轴承安装在回转固定座与回转座之间，在回转固定座与回转座之间安装有回转驱动；所述的对接锁紧装置包括盒体、锁板和弹性顶置装置，盒体固定在回转座上，盒体内具有空腔，盒体的底部为通孔，在盒体上位于通孔的两相对侧边设有抵挡板，两抵挡板之间形成通槽，在盒体的侧壁上位于通孔的上方通过枢接轴枢接有两相对设置的锁板，在锁板上靠近相邻锁板的一侧设有开口，两开口形成插接孔，弹性顶置装置设在盒体与锁板之间；所述的夹持顶置装置包括夹持顶置驱动、夹持顶置连杆、夹持顶置臂和夹持顶置轮，在回转座上相对于中心的两相对侧分别固定有夹持顶置驱动，夹持顶置驱动上枢接有两根夹持顶置连杆，在每一夹持顶置连杆的下端枢接有夹持顶置臂，夹持顶置臂枢接在回转座上，夹持顶置臂呈弧形，夹持顶置臂的下端安装有夹持顶置轮。

深潜器布放回收系统的布放回收方法包括深潜器的布放方法和深潜器的回收方法；

其中，深潜器的布放方法包括：

（1）启动深海拖曳机构，深潜器的蘑菇头在深海拖曳机构的作用下进入到插接孔，同时深潜器的蘑菇头让锁板克服弹性顶置装置翻转，深潜器的蘑菇头进入到空腔内，弹性顶置装置让锁板自动复位，通过对接锁紧装置将深潜器的蘑菇头锁紧；

（2）停止深海拖曳机构，启动夹持顶置驱动，通过夹持顶置驱动带动夹持顶置连杆运动，夹持顶置连杆带动夹持顶置臂摆动，通过夹持顶置轮夹持并顶置深潜器；

（3）启动深海拖曳机构，同时启动连杆驱动装置，连杆驱动装置通过第一连杆和第二连杆带动摆臂向外翻转，同时伸缩臂架摆动，伸缩臂架带动回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置运动，深潜器跟随运动，当深潜器运动到工作母船外的工作海域中后，通过伸缩驱动带动伸缩臂沿着主臂向下运动，将深潜器放入到海水中；

（4）夹持顶置驱动反向工作，通过夹持顶置连杆带动夹持顶置臂反向运动，让夹持顶置臂打开，解除夹持顶置轮对深潜器的夹持和顶置；

（5）通过弹性顶置装置带动锁板翻转，深潜器的蘑菇头从锁板脱离；

（6）深潜器进入到海中作业；

深潜器的回收方法包括：

（a）启动深海拖曳机构，通过深海拖曳机构拖动深潜器到工作母船附近；

（b）将旋转同步装置的随动取消，旋转同步装置转为同步运动；

（c）启动回转驱动，通过回转驱动带动回转座旋转，让在不同夹持顶置驱动上的夹持顶置轮的排布方向与深潜器的长度方向一致；

（d）继续让深海拖曳机构工作，深海拖曳机构拖动深潜器的蘑菇头顶开锁板，蘑菇头进入到空腔内后，弹性顶置装置让锁板自动复位，通过对接锁紧装置将深潜器的蘑菇头锁紧；

（e）停止深海拖曳机构，启动夹持顶置驱动，通过夹持顶置驱动带动夹持顶置连杆运动，夹持顶置连杆带动夹持顶置臂摆动，通过夹持顶置轮夹持并顶置深潜器；

（f）深海拖曳机构调整到恒张力状态下；

（g）伸缩臂在伸缩驱动的作用下缩回到主臂内；

（h）通过连杆驱动装置带动摆臂翻转，将深潜器带到工作母船上；

（i）夹持顶置驱动反向工作，通过夹持顶置连杆带动夹持顶置臂反向运动，让夹持顶置臂打开，解除夹持顶置轮对深潜器的夹持和顶置；

（j）通过弹性顶置装置带动锁板翻转，深潜器的蘑菇头从锁板脱离。

上述系统和方法，通过设置旋转同步驱动和编码器，该旋转同步装置可实现两种功能，如果将旋转同步驱动的油压卸除掉，则旋转同步轴处于自由旋转的状态，这样，不管摆臂的摆动角度是多大，都能让伸缩臂架处于垂直的位置，但该状态下，伸缩臂架、回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置会自由摆动，位置不好控制。如果在旋转同步驱动上加载油压，则通过旋转同步驱动油缸主动带动旋转同步轴旋转，这样，可以控制伸缩臂架在任意角度上，而且可通过编码器检测伸缩臂架的角度，让伸缩摆臂架与摆臂是同步运动。

如连杆驱动装置工作，采用本发明的连接杆机构和连接位置，可带动摆臂在大于120°的角度范围内翻转，使得作业的范围大。

当伸缩驱动工作，伸缩驱动驱动伸缩臂在主臂上滑动，实现伸缩臂架的伸长和缩短，实现对深潜器的布放和回收。伸缩臂在运动过程中，主臂对伸缩臂的运动具有导向作用，可防止伸缩臂在运动过程中晃动，伸缩臂运动平稳；伸缩驱动安装在主臂内，不容易受到海水的腐蚀。

如回转驱动工作，回转驱动带动回转座旋转，从而带动对接锁紧装置和夹持顶置装置旋转，在回收深潜器过程中，如果深潜器的长度方向与不同侧的夹持顶置轮之间形成的空间不是平行的，通过启动回转驱动则能调节夹持顶置轮的位置，让深潜器在回收过程中刚好夹持到不同侧夹持顶置轮之间的空间内。

针对对接锁紧装置，如需要将深潜器的蘑菇头对接锁置到对接锁紧装置内，其过程为：深潜器的蘑菇头在深海拖曳机构的作用下进入到插接孔，蘑菇头在穿过插接孔的过程中，蘑菇头的上端直径大于插接孔的直径，这样，深潜器的蘑菇头让锁板向上翻转，锁板向上翻转过程中，锁板的枢接轴旋转，从而带动弹性顶置装置，深潜器的蘑菇头进入到空腔内且环形卡槽位于插接孔处时，锁板在弹性顶置装置的作用下复位，通过锁板和弹性顶置装置将深潜器的蘑菇头卡置锁紧。如需要释放深潜器，启动弹性顶置装置，让锁板打开，则蘑菇头可从对接锁紧装置内释放。

上述夹持顶置装置，夹持顶置驱动向下运动，则带动夹持顶置连杆向外摆动，通过夹持顶置连杆带动夹持顶置臂向外摆动，夹持顶置轮跟随夹持顶置臂摆动，解除深潜器的夹持和顶置。如夹持顶置驱动反向运动，则带动夹持顶置连杆向内摆动，通过夹持顶置连杆带动夹持顶置臂向内摆动，夹持顶置轮跟随夹持顶置臂摆动，通过夹持顶置轮对深潜器进行夹持和顶置。

在本发明中，当深潜器被夹持到夹持顶置轮处时，其受到了深海拖曳机构的拉力，受到了夹持顶置轮的推力和夹持力，这样，就可以可靠的将深潜器拉住，而且不会旋转、摆动等。

进一步的，所述的摆臂包括连接摆臂和U形摆臂，连接摆臂包括两个，连接摆臂的一端铰接在铰接座上；U形摆臂通过法兰连接在两连接摆臂的另一端之间；连接摆臂自一端到另一端的截面先逐渐增大后逐渐减小；在连接摆臂上位于截面最大处设有凸起，在凸起上固定有第一连接耳，第一连接耳与凸起之间焊接有第一筋板，第二连杆的另一端铰接在第一连接耳上。连杆机构驱动摆臂摆动，第一连接耳会受到频繁的各个方向的力，因此将连接摆臂中部截面设置大一些，而且还设有一凸台，让连接摆臂的承力能力增强。

进一步的，主臂设置有两根，在两主臂之间固定有框架，所述的框架包括套环和连接杆，在两主臂的上端和下端连接有套环，在套环之间连接有连接杆，以提高主臂的强度。

进一步的，所述的回转驱动包括回转驱动马达、齿轮和外齿圈，回转驱动马达固定在回转固定座上，齿轮安装在回转驱动马达的输出轴上，外齿圈固定在轴承的外圈上，回转座固定在外齿圈或轴承的外圈上，齿轮与外齿圈啮合。回转驱动马达工作，回转驱动马达带动齿轮旋转，齿轮带动外齿圈旋转，外齿圈带动回转座旋转。

进一步的，所述的弹性顶置装置包括顶置第一连杆、顶置第二连杆、顶置座、顶置杆、顶置固定座、弹簧和油缸，在枢接轴上固定有顶置第一连杆，顶置第一连杆上铰接有顶置第二连杆，顶置第二连杆连接到顶置座上，顶置杆固定在顶置座上，顶置固定座固定在盒体上，顶置杆滑动的穿过顶置固定座，弹簧套在位于顶置座与顶置固定座之间的顶置杆上，油缸固定在盒体上，油缸的活塞杆连接在顶置杆上。在自由状态下，弹簧处于压缩状态让锁板处于锁紧状态；油缸工作，油缸带动顶置杆克服弹簧的弹力运动，顶置杆带动顶置座运动，顶置座带动两顶置第二连杆同步运动，从而带动顶置第一连杆运动，驱动锁板翻转；当油缸的力接触，在弹簧的作用下锁板复位。

进一步的，所述的深海拖曳机构包括绞车、铠装电缆和滑轮，滑轮安装在摆臂上，绞车固定在工作母船上，铠装电缆的一端缠绕在绞车上，铠装电缆的另一端经滑轮、回转固定座、轴承、回转座伸入到盒体内；在回转座上固定有两组定位销组，两组定位销组的轴向相互垂直，每组定位销包括两个定位销，每组定位销组中的两定位销之间有间隙，在所有定位销之间形成定位腔，铠装电缆从定位腔穿过。通过设置两组定位销组能对铠装电缆进行限位，减小铠装电缆在盒体内的摆动角度，对铠装电缆的运动具有导向作用，另外，铠装电缆在运动过程中与定位销发生磨损，不会磨损到回转座，起到保护回转座的目的。

进一步的，所述的夹持顶置轮为气囊轮。气囊轮会发生一定的弹性变形，一方面对深潜器的夹持更加的可靠，另一方面能更好的保护深潜器。

附图说明

图1为深潜器布放回收系统的示意图。

图2为深潜器布放回收系统的另一视角示意图。

图3为深潜器布放回收系统的正面示意图。

图4为深潜器布放回收系统深潜器在工作母船上的示意图。

图5为深潜器布放回收系统拖曳深潜器的示意图。

图6为摆臂、连杆机构、旋转同步装置和伸缩臂架的示意图。

图7为摆臂、连杆机构、旋转同步装置和伸缩臂架的分解图。

图8为图1中A的放大图。

图9为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置的立体图。

图10为伸缩臂、回转机构分解、对接锁紧装置和夹持顶置装置的立体图。

图11为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置和深潜器未被夹持顶置的立体图。

图12为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置和深潜器未被夹持另一视角的立体图。

图13为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置和深潜器被夹持顶置的立体图。

图14为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置和深潜器被夹持另一视角的立体图。

图15为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置和深潜器分解示意图。

图16为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置的示意图。

图17为伸缩臂、回转机构、对接锁紧装置、夹持顶置装置的剖视图。

图18为对接锁紧装置、夹持顶置装置夹持顶置状态的立体图。

图19为对接锁紧装置、夹持顶置装置打开状态的立体图。

图20为对接锁紧装置、夹持顶置装置的分解图。

图21为对接锁紧装置的立体图。

图22为对接锁紧装置的分解图。

图23为对接锁紧装置锁板翻转的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

如图1至图5所示，深潜器布放回收系统包括工作母船1、深海拖曳机构2和深海吊放系统10。

所述的深海拖曳机构2包括绞车21、铠装电缆22和滑轮23。绞车21固定在工作母船1上，且位于工作母船1的一端；铠装电缆22的一端缠绕在绞车21上。

所述的深海吊放系统10包括摆臂3、连杆机构4、旋转同步装置5、伸缩臂架6、回转机构7、对接锁紧装置8和夹持顶置装置9。

在工作母船1上固定有铰接座101，在本实施例中，固定有两个铰接座101，如图2所示，铰接座101包括下支承框架1011、上支承框架1012、下支承板1013和上支承板1014，下支承框架1011由下纵向板和二个以上的下横向板连接而成，下支承框架1011的底部固定在工作母船1上，下支承板1013固定在下支承框架1011的顶面上，上支承框架1012由上纵向板和二个以上的上横向板连接而成，上支承框架1012的底部固定在下支承板1013上，上支承板1014固定在上支承框架1012上。如图1至图5所示，在上支承板1014上设有第一铰接耳102、第二铰接耳103和第三铰接耳104，第一铰接耳102远离绞车21一侧设置，第三铰接耳104靠近绞车21设置，第二铰接耳103位于第一铰接耳102与第三铰接耳104之间。在第一铰接耳102与上支承板1014之间焊接有第一加强筋板105，以提高第一铰接耳的强度，第二铰接耳103与上支承板1014之间焊接有第二加强筋板106，以提高第二铰接耳的强度，第三铰接耳104与上支承板1014之间焊接有第三加强筋板107，以提高第三铰接耳的强度。

如图6和图7所示，所述的摆臂3包括连接摆臂31和U形摆臂32，连接摆臂31设置有两个，在每一第一铰接耳102上铰接有连接摆臂31；U形摆臂32通过法兰连接在两连接摆臂的另一端之间，使得摆臂构成门架。连接摆臂31自一端到另一端的截面先逐渐增大后逐渐减小，在本实施例中，连接摆臂的前后两侧是相互平行的，截面的变化是连接摆臂的上侧。在连接摆臂31上位于截面最大处设有凸起311，在凸起311上固定有第一连接耳312，第一连接耳312与凸起311之间焊接有第一筋板313。

如图1至图5所示，所述的连杆机构4包括第一连杆41、第二连杆42和连杆驱动装置43。第一连杆41的一端铰接在第二铰接耳103上，第二连杆42的一端铰接在第一连杆41的另一端上，第二连杆42的长度短于第一连杆41，第二连杆42的另一端铰接在第一连接耳312上；连杆驱动装置43为连杆驱动油缸，连杆驱动油缸的缸体铰接在第三铰接耳104上，连杆驱动油缸的活塞杆铰接在第一连杆与第二连杆的连接点上。如连杆驱动油缸工作，采用本发明的连接杆机构和连接位置，可带动摆臂在大于120°的角度范围内翻转，使得作业的范围大。

如图6和图7所示，所述的旋转同步装置5包括支承耳51、旋转同步轴52、旋转同步驱动53和编码器（未示出）。在本实施例中，支承耳51设置有两个，如图8所示，支承耳51包括第一连接板511、第一支撑板512、横板513、第二连接板514和第二支撑板515，第一连接板511的一端焊接在U形摆臂32上，横板513焊接在第一连接板511上，在第一连接板511的前后两侧分别焊接有第一支撑板512，第一支撑板512与U形摆臂32和横板513焊接，第一支撑板512呈直角梯形，第二连接板514焊接在横板513上，在第二连接板514上设有安装孔5141，在第二连接板514的前后两侧分别焊接有第二支撑板515，第二支撑板515的一端焊接在横板513上，第二支撑板515的另一端超过安装孔圆心延伸；该结构的支承耳51，通过设置第一连接板511可增长整个支承耳的长度，且由于设置了第一支撑板和第二支撑板，因此，不会影响支承耳的强度。如图7所示，旋转同步驱动53包括旋转同步驱动油缸531和驱动轴532，在每一安装孔5141上安装有驱动轴532，在每一驱动轴532上安装有旋转同步驱动油缸531。旋转同步轴位于两驱动轴之间，且驱动轴的一端插入到旋转同步轴内，且实现固定连接。编码器安装在支承耳51上，编码器上连接有控制器。

在本发明中，伸缩臂架6、回转机构7、对接锁紧装置8和夹持顶置装置9均由旋转同步轴52支撑，而采用上述结构的支承耳，其长度和强度都得到保证，因此，不容易出现旋转同步轴52与U形摆臂干涉的现象，另外，在布放和回收深潜器时，旋转同步轴有可能受到轴向的力，通过设置第一支撑板512和第二支撑板515，能有效的减小支承耳51发生前后的变形，而第二连接板514为板状结构，将第二支撑板延伸到超过安装孔的圆心位置，对整个的驱动轴的支承力强，从而进一步提高了支承耳的强度。

如图6和图7所示，在旋转同步轴52上焊接有滑轮连接耳231，滑轮23设在滑轮连接耳231上。

如图1至图7所示，所述的伸缩臂架6包括主臂61、框架62、伸缩臂63和伸缩驱动（未示出）。主臂61设置有两个，主臂61安装在旋转同步轴52上，主臂61内设有腔体。所述的框架62包括套环621和连接杆622，在两主臂的上端和下端连接有套环621，通过套环621将两主臂连接在一起，在套环621之间连接有连接杆622，以提高主臂61的强度。伸缩臂63的上端滑动的插接在腔体内，在腔体内设有连接到伸缩臂上的伸缩驱动，所述的伸缩驱动为伸缩驱动油缸。

当伸缩驱动油缸工作，伸缩驱动油缸驱动伸缩臂63在主臂61上滑动，实现伸缩臂架6的伸长和缩短，实现对深潜器的布放和回收。伸缩臂63在运动过程中，主臂61对伸缩臂63的运动具有导向作用，可防止伸缩臂63在运动过程中晃动。

如图9至图17所示，回转机构7包括回转固定座71、轴承（未示出）、回转座72和回转驱动73。

如图10和图15所示，回转固定座71包括回转固定座体711、焊接在回转固定座体711下端的上法兰712、连接在上法兰712一侧的回转驱动固定座713和焊接在回转固定座体711与上法兰712之间的回转固定筋板714。在回转固定座71中设有上下贯通的第一通孔715，筒铠装电缆22穿过。

如图10和图15所示，回转座72包括下法兰721、连接在下法兰721上的回转筒722、连接在回转筒722下端的回转座体723。如图17所示，回转座体723包括回转块7231、连接在回转块7231上端的盖板7232、连接在回转块7231下端的倒锥台体7233和连接在倒锥台体7233下端的连接体7234；回转块7231内设有回转空腔72311，在回转块的两想对侧设有与空腔72311相通的侧孔72312，在回转块7231的底部开设有有第二通孔72313；在盖板7232上设有第三通孔72321；在倒锥台体7233内设有第四通孔72331；在连接体7234内设有上下贯通的第五通孔72341。第二通孔、回转空腔、第三通孔、第四通孔和第五通孔相通，供铠装电缆22穿过。

如图9至图17所示，所述的回转驱动73包括回转驱动马达731、齿轮732和外齿圈733，回转驱动马达731固定在回转驱动固定座713上，齿轮732安装在回转驱动马达731的输出轴上；轴承的内圈固定在上法兰712上，轴承的外圈固定在下法兰721上，外齿圈733固定在轴承的外圈上，齿轮732与外齿圈733啮合。如回转驱动马达731工作，回转驱动马达731通过齿轮732带动外齿圈733旋转，从而带动回转座72旋转。

如图17、图21至图23所示，对接锁紧装置8包括盒体81、锁板82和弹性顶置装置83。

盒体81固定在回转座上的连接体7234的下端上，盒体81内具有空腔811，盒体81的顶部设有第六通孔812，盒体81的底部为通孔，在盒体81上位于通孔的两相对侧边设有抵挡板813，两抵挡板之间形成通槽814，供铠装电缆22通过，通槽与空腔811相通，在盒体81的侧壁上位于通孔上方通过枢接轴821枢接有两相对设置的锁板82，在锁板82上靠近相邻锁板的一侧设有开口822，两开口822形成插接孔。

所述的弹性顶置装置83包括顶置第一连杆831、顶置第二连杆832、顶置座833、顶置杆834、顶置固定座835、弹簧836和油缸837。在枢接轴821上固定有顶置第一连杆831，顶置第一连杆831上铰接有顶置第二连杆832，顶置第二连杆832铰接到顶置座833上，顶置杆834固定在顶置座833上，顶置固定座835固定在盒体81上，顶置杆834滑动的穿过顶置固定座835，弹簧836套在位于顶置座与顶置固定座之间的顶置杆上，油缸837固定在盒体81上，油缸837的活塞杆连接在顶置杆834上。

上述弹性顶置装置83，在弹簧836的作用下，如图17所示，弹簧836对顶置座833一弹力，顶置座833给予顶置第二连杆832和顶置第一连杆831一顶置力，让锁板82处于关闭状态，锁板82向下翻转的位置通过抵挡板813限制。如果有外力如深潜器100的蘑菇头200顶置插入到插接孔并顶置锁板，锁板82克服弹簧的弹力向上翻转，蘑菇头会进入到空腔内，当蘑菇头的上端越过锁板82后，锁板在弹簧的作用下复位，通过锁板将蘑菇头卡置在锁板上。如要解除对蘑菇头200的卡置，启动油缸837，油缸837驱动顶置杆834克服弹簧836的弹力推动顶置座833运动，顶置座833带动顶置第二连杆和顶置第一连杆运动，让锁板82打开，蘑菇头可从锁板脱离。

铠装电缆22的另一端经滑轮23、回转固定座71、轴承、回转座72伸入到盒体81内，当然，在布放深潜器100时，铠装电缆22会穿过盒体81。如图15和图17所示，在回转座上固定有两组定位销组，两组定位销组的轴向相互垂直，每组定位销包括两个定位销80，其中一组定位销组安装在倒锥台体上，另一组定位销组安装在连接体，每组定位销组中的两定位销之间有间隙，在所有定位销之间形成定位腔，铠装电缆22从定位腔穿过。通过设置两组定位销组能对铠装电缆22进行限位，减小铠装电缆22在盒体内的摆动角度，对铠装电缆22的运动具有导向作用，另外，铠装电缆22在运动过程中与定位销发生磨损，不会磨损到回转座，起到保护回转座的目的。

如图9至图20所示，所述的夹持顶置装置9包括夹持顶置驱动91、夹持顶置连杆92、夹持顶置臂93和夹持顶置轮94。

在回转座72上相对于中心的两相对侧分别固定有支承耳90，在支承耳90上安装有夹持顶置驱动91，夹持顶置驱动为夹持顶置油缸，夹持顶置油缸上枢接有两根夹持顶置连杆92，同一夹持顶置驱动上的两根夹持顶置连杆92相对于夹持顶置油缸的中心对称设置，在每一夹持顶置连杆92的下端枢接有夹持顶置臂93，夹持顶置臂93枢接在回转座上，夹持顶置臂与回转座枢接的位置位于夹持顶置连杆与夹持顶置臂铰接位置的下方，夹持顶置臂93呈弧形，在夹持顶置臂93的下端安装有两个脚轮931，脚轮931上安装有夹持顶置轮94，所述的夹持顶置轮为气囊轮，其具有一定的弹性，在夹持深潜器100时，气囊轮会发生一定的弹性变形，一方面对深潜器的夹持更加的可靠，另一方面能更好的保护深潜器100。

上述夹持顶置装置9，夹持顶置油缸的活塞杆向下运动，则带动夹持顶置连杆92向外摆动，通过夹持顶置连杆92带动夹持顶置臂93向外摆动，气囊轮跟随夹持顶置臂摆动，解除深潜器的夹持和顶置。如夹持顶置油缸的活塞杆向上运动，则带动夹持顶置连杆92向内摆动，通过夹持顶置连杆92带动夹持顶置臂93向内摆动，气囊轮跟随夹持顶置臂摆动，通过气囊轮对深潜器进行夹持和顶置。

所述的深潜器布放回收系统的布放回收方法， 包括深潜器的布放方法和深潜器的回收方法；

其中，深潜器的布放方法包括：

（1）启动深海拖曳机构2，即启动绞车21，绞车21带动铠装电缆22在滑轮23上运动，铠装电缆22连接在深潜器的蘑菇头200上，如图15所示，蘑菇头200的中部具有环形卡槽2001，蘑菇头2001的上端大，且具有导向插接面2002，深潜器100的蘑菇头200在铠装电缆22的作用下进入到插接孔，蘑菇头在穿过插接孔的过程中，蘑菇头200的上端直径大于插接孔的直径，这样，深潜器的蘑菇头200让锁板82向上翻转，锁板82向上翻转过程中，锁板82的枢接轴821旋转，从而带动顶置第一连杆831摆动，顶置第一连杆831带动顶置第二连杆832运动，顶置第二连杆832带动顶置座833运动，顶置座833带动顶置杆834克服弹簧836在顶置固定座835上运动，深潜器的蘑菇头200进入到空腔内且环形卡槽2001位于插接孔处时，锁板82在弹簧836的作用下复位，通过锁板82和弹性顶置装置83将深潜器的蘑菇头卡置锁紧。

（2）停止绞车21工作，启动夹持顶置油缸，夹持顶置油缸带动夹持顶置连杆92向内摆动，通过夹持顶置连杆92带动夹持顶置臂93向内摆动，气囊轮跟随夹持顶置臂摆动，通过气囊轮对深潜器进行夹持和顶置，如图13和图14所示，气囊轮夹持在深潜器的最大直径的上方，气囊轮对深潜器100具有夹持的作用外，气囊轮对深潜器100还产生了向下的力，而铠装电缆22是连接在蘑菇头200上的，且蘑菇头200通过锁板82卡置，让蘑菇头200不会脱离锁板82，但毕竟环形卡槽与锁板会存在一定的轴向间隙，这样，才能让锁板翻转实现对蘑菇头的卡置和释放，当气囊轮对深潜器100具有向下的顶置力后，铠装电缆22对深潜器100具有向上的拉力，形成了对深潜器两相反力，这样，就可以可靠的将深潜器100拉住，而且不会旋转、摆动等。

（3）启动绞车21，同时启动连杆驱动油缸，连杆驱动油缸通过第一连杆41和第二连杆42带动摆臂3向外翻转，同时伸缩臂架6跟随摆臂3摆动，伸缩臂架6带动回转机构7、对接锁紧装置8和夹持顶置装置9运动，深潜器100跟随运动，当深潜器100运动到工作母船1外的工作海域中后，通过伸缩驱动油缸带动伸缩臂63沿着主臂61向下运动，将深潜器100放入到海水中。

（4）夹持顶置油缸反向工作，夹持顶置油缸带动夹持顶置连杆92向外摆动，通过夹持顶置连杆92带动夹持顶置臂93向外摆动，让夹持顶置臂93打开，气囊轮跟随夹持顶置臂摆动，解除气囊轮对深潜器100的夹持和顶置。

（5）启动油缸837，油缸837驱动顶置杆834克服弹簧836的弹力推动顶置座833运动，顶置座833带动顶置第二连杆和顶置第一连杆运动，让锁板82向上翻转打开，蘑菇头200从锁板脱离。

（6）让绞车21处于自由状态，深潜器100进入到海中作业。

深潜器100的回收方法包括：

（a）启动深海拖曳机构中的绞车21，通过绞车22带动铠装电缆22运动，将深潜器拖动到工作母船1附近。

（b）将旋转同步装置的旋转同步驱动油缸531加载油压，旋转同步轴52的随动取消，旋转同步轴52转为同步运动。

（c）启动回转驱动马达731，回转驱动马达731带动齿轮732旋转，齿轮732带动外齿圈733旋转，外齿圈733带动回转座72旋转，让在不同夹持顶置驱动上的气囊轮的排布方向与深潜器的长度方向一致，即让深潜器100位于两侧的气囊轮之间；当然，如果深潜器100位于两侧的气囊轮之间，则不需要启动回转驱动马达731。

（d）继续让绞车21工作，铠装电缆22拖动深潜器100的蘑菇头200克服弹簧836的弹力穿过插接孔顶开锁板82，蘑菇头200进入到空腔内，蘑菇头200在穿过插接孔的过程中，蘑菇头200的上端直径大于插接孔的直径，这样，深潜器的蘑菇头200让锁板82向上翻转，锁板82向上翻转过程中，锁板82的枢接轴821旋转，从而带动顶置第一连杆831摆动，顶置第一连杆831带动顶置第二连杆832运动，顶置第二连杆832带动顶置座833运动，顶置座833带动顶置杆834克服弹簧836在顶置固定座835上运动，深潜器的蘑菇头200进入到空腔内且环形卡槽2001位于插接孔处时，锁板82在弹簧836的作用下复位，通过锁板82和弹性顶置装置83将深潜器的蘑菇头卡置锁紧。

（e）停止绞车21，启动夹持顶置油缸，夹持顶置油缸带动夹持顶置连杆92向内摆动，通过夹持顶置连杆92带动夹持顶置臂93向内摆动，气囊轮跟随夹持顶置臂摆动，通过气囊轮对深潜器进行夹持和顶置，如图13和图14所示，气囊轮夹持在深潜器的最大直径的上方，气囊轮对深潜器100具有夹持的作用外，气囊轮对深潜器100还产生了向下的力，而铠装电缆22是连接在蘑菇头200上的，且蘑菇头200通过锁板82卡置，让蘑菇头200不会脱离锁板82，但毕竟环形卡槽与锁板会存在一定的轴向间隙，这样，才能让锁板翻转实现对蘑菇头的卡置和释放，当气囊轮对深潜器100具有向下的顶置力后，铠装电缆22对深潜器100具有向上的拉力，形成了对深潜器两相反力，这样，就可以可靠的将深潜器100拉住，而且不会旋转、摆动等。

（f）绞车21调整到恒张力状态下。

（g）伸缩臂63在伸缩驱动油缸的作用下缩回到主臂61内，让深潜器100离开海水。

（h）启动连杆驱动油缸，连杆驱动油缸通过第一连杆41和第二连杆42带动摆臂3向内翻转，同时伸缩臂架6跟随摆臂3摆动，伸缩臂架6带动回转机构7、对接锁紧装置8和夹持顶置装置9运动，深潜器100跟随运动，将深潜器100带到工作母船1上。

（i）夹持顶置油缸反向工作，夹持顶置油缸带动夹持顶置连杆92向外摆动，通过夹持顶置连杆92带动夹持顶置臂93向外摆动，让夹持顶置臂93打开，气囊轮跟随夹持顶置臂摆动，解除气囊轮对深潜器100的夹持和顶置。

（j）启动油缸837，油缸837驱动顶置杆834克服弹簧836的弹力推动顶置座833运动，顶置座833带动顶置第二连杆和顶置第一连杆运动，让锁板82向上翻转打开，蘑菇头200从锁板脱离。

在本发明中，连杆机构4驱动摆臂3摆动，第一连接耳312会受到频繁的各个方向的力，因此将连接摆臂31中部截面设置大一些，而且还设有一凸台，让连接摆臂31的承力能力增强。

在本发明中，通过设置旋转同步驱动油缸531和编码器，该旋转同步装置可实现两种功能，如果将旋转同步驱动油缸531的油压卸除掉，则旋转同步轴52处于自由旋转的状态，这样，不管摆臂3的摆动角度是多大，都能让伸缩臂架处于垂直的位置，但该状态下，伸缩臂架、回转机构7、对接锁紧装置8和夹持顶置装置9会自由摆动，位置不好控制。如果在旋转同步驱动油缸531上加载油压，则通过旋转同步驱动油缸531主动带动旋转同步轴52旋转，这样，可以控制伸缩臂架在任意角度上，而且可通过编码器检测伸缩臂架的角度，让伸缩摆臂架与摆臂是同步运动的。

Claims (10)

1.一种深潜器布放回收系统，包括工作母船、深海拖曳机构和深海吊放系统，深海拖曳机构安装在工作母船上；其特征在于：所述的深海吊放系统包括摆臂、连杆机构、旋转同步装置、伸缩臂架、回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置；在工作母船上设有铰接座；摆臂的一端铰接在铰接座上；所述的连杆机构包括第一连杆、第二连杆和连杆驱动装置，第一连杆的一端铰接在铰接座上，第一连杆的另一端铰接在第二连杆的一端，第二连杆的另一端铰接在摆臂的中部，连杆驱动装置的一端铰接在铰接座上，连杆驱动装置的另一端铰接在第一连杆与第二连杆的连接点上；所述的旋转同步装置包括支承耳、旋转同步轴、旋转同步驱动和编码器，在摆臂上安装有支承耳，旋转同步驱动安装在支承耳上，旋转同步轴安装在旋转同步驱动上，编码器安装在支承耳上；所述的伸缩臂架包括主臂、伸缩臂和伸缩驱动，主臂安装在旋转同步轴上，主臂内设有腔体，伸缩臂的上端滑动的插接在腔体内，在腔体内设有连接到伸缩臂上的伸缩驱动；所述的回转机构包括回转固定座、轴承、回转座和回转驱动，回转固定座固定在伸缩臂的下端，轴承安装在回转固定座与回转座之间，在回转固定座与回转座之间安装有回转驱动；所述的对接锁紧装置包括盒体、锁板和弹性顶置装置，盒体固定在回转座上，盒体内具有空腔，盒体的底部为通孔，在盒体上位于通孔的两相对侧边设有抵挡板，两抵挡板之间形成通槽，在盒体的侧壁上位于通孔的上方通过枢接轴枢接有两相对设置的锁板，在锁板上靠近相邻锁板的一侧设有开口，两开口形成插接孔，弹性顶置装置设在盒体与锁板之间；所述的夹持顶置装置包括夹持顶置驱动、夹持顶置连杆、夹持顶置臂和夹持顶置轮，在回转座上相对于中心的两相对侧分别固定有夹持顶置驱动，夹持顶置驱动上枢接有两根夹持顶置连杆，在每一夹持顶置连杆的下端枢接有夹持顶置臂，夹持顶置臂枢接在回转座上，夹持顶置臂呈弧形，夹持顶置臂的下端安装有夹持顶置轮。

2.根据权利要求1所述的深潜器布放回收系统，其特征在于：所述的摆臂包括连接摆臂和U形摆臂，连接摆臂包括两个，连接摆臂的一端铰接在铰接座上；U形摆臂通过法兰连接在两连接摆臂的另一端之间；连接摆臂自一端到另一端的截面先逐渐增大后逐渐减小；在连接摆臂上位于截面最大处设有凸起，在凸起上固定有第一连接耳，第一连接耳与凸起之间焊接有第一筋板，第二连杆的另一端铰接在第一连接耳上。

3.根据权利要求1所述的深潜器布放回收系统，其特征在于：主臂设置有两根，在两主臂之间固定有框架，所述的框架包括套环和连接杆，在两主臂的上端和下端连接有套环，在套环之间连接有连接杆。

4.根据权利要求1所述的深潜器布放回收系统，其特征在于：所述的回转驱动包括回转驱动马达、齿轮和外齿圈，回转驱动马达固定在回转固定座上，齿轮安装在回转驱动马达的输出轴上，外齿圈固定在轴承的外圈上，回转座固定在外齿圈或轴承的外圈上，齿轮与外齿圈啮合。

5.根据权利要求1所述的深潜器布放回收系统，其特征在于：所述的弹性顶置装置包括顶置第一连杆、顶置第二连杆、顶置座、顶置杆、顶置固定座、弹簧和油缸，在枢接轴上固定有顶置第一连杆，顶置第一连杆上铰接有顶置第二连杆，顶置第二连杆连接到顶置座上，顶置杆固定在顶置座上，顶置固定座固定在盒体上，顶置杆滑动的穿过顶置固定座，弹簧套在位于顶置座与顶置固定座之间的顶置杆上，油缸固定在盒体上，油缸的活塞杆连接在顶置杆上。

6.根据权利要求1所述的深潜器布放回收系统，其特征在于：所述的深海拖曳机构包括绞车、铠装电缆和滑轮，滑轮安装在摆臂上，绞车固定在工作母船上，铠装电缆的一端缠绕在绞车上，铠装电缆的另一端经滑轮、回转固定座、轴承、回转座伸入到盒体内；在回转座上固定有两组定位销组，两组定位销组的轴向相互垂直，每组定位销包括两个定位销，每组定位销组中的两定位销之间有间隙，在所有定位销之间形成定位腔，铠装电缆从定位腔穿过。

7.根据权利要求1所述的深潜器布放回收系统，其特征在于：所述的夹持顶置轮为气囊轮。

8.一种权利要求1所述的深潜器布放回收系统的布放回收方法，其特征在于：包括深潜器的布放方法和深潜器的回收方法；

其中，深潜器的布放方法包括：

（1）启动深海拖曳机构，深潜器的蘑菇头在深海拖曳机构的作用下进入到插接孔，同时深潜器的蘑菇头让锁板克服弹性顶置装置翻转，深潜器的蘑菇头进入到空腔内，弹性顶置装置让锁板自动复位，通过对接锁紧装置将深潜器的蘑菇头锁紧；

（2）停止深海拖曳机构，启动夹持顶置驱动，通过夹持顶置驱动带动夹持顶置连杆运动，夹持顶置连杆带动夹持顶置臂摆动，通过夹持顶置轮夹持并顶置深潜器；

（3）启动深海拖曳机构，同时启动连杆驱动装置，连杆驱动装置通过第一连杆和第二连杆带动摆臂向外翻转，同时伸缩臂架摆动，伸缩臂架带动回转机构、对接锁紧装置和夹持顶置装置运动，深潜器跟随运动，当深潜器运动到工作母船外的工作海域中后，通过伸缩驱动带动伸缩臂沿着主臂向下运动，将深潜器放入到海水中；

（4）夹持顶置驱动反向工作，通过夹持顶置连杆带动夹持顶置臂反向运动，让夹持顶置臂打开，解除夹持顶置轮对深潜器的夹持和顶置；

（5）通过弹性顶置装置带动锁板翻转，深潜器的蘑菇头从锁板脱离；

（6）深潜器进入到海中作业；

深潜器的回收方法包括：

（a）启动深海拖曳机构，通过深海拖曳机构拖动深潜器到工作母船附近；

（b）将旋转同步装置的随动取消，旋转同步装置转为同步运动；

（c）启动回转驱动，通过回转驱动带动回转座旋转，让在不同夹持顶置驱动上的夹持顶置轮的排布方向与深潜器的长度方向一致；

（d）继续让深海拖曳机构工作，深海拖曳机构拖动深潜器的蘑菇头顶开锁板，蘑菇头进入到空腔内后，弹性顶置装置让锁板自动复位，通过对接锁紧装置将深潜器的蘑菇头锁紧；

（e）停止深海拖曳机构，启动夹持顶置驱动，通过夹持顶置驱动带动夹持顶置连杆运动，夹持顶置连杆带动夹持顶置臂摆动，通过夹持顶置轮夹持并顶置深潜器；

（f）深海拖曳机构调整到恒张力状态下；

（g）伸缩臂在伸缩驱动的作用下缩回到主臂内；

（h）通过连杆驱动装置带动摆臂翻转，将深潜器带到工作母船上；

（i）夹持顶置驱动反向工作，通过夹持顶置连杆带动夹持顶置臂反向运动，让夹持顶置臂打开，解除夹持顶置轮对深潜器的夹持和顶置；

（j）通过弹性顶置装置带动锁板翻转，深潜器的蘑菇头从锁板脱离。

9.根据权利要求8所述的深潜器布放回收系统的布放回收方法，其特征在于：所述的回转驱动包括回转驱动马达、齿轮和外齿圈，回转驱动马达固定在回转固定座上，齿轮安装在回转驱动马达的输出轴上，外齿圈固定在轴承的外圈上，回转座固定在外齿圈或轴承的外圈上，齿轮与外齿圈啮合；回转驱动马达工作，回转驱动马达带动齿轮旋转，齿轮带动外齿圈旋转，外齿圈带动回转座旋转。

10.根据权利要求8所述的深潜器布放回收系统的布放回收方法，其特征在于：所述的弹性顶置装置包括顶置第一连杆、顶置第二连杆、顶置座、顶置杆、顶置固定座、弹簧和油缸，在枢接轴上固定有顶置第一连杆，顶置第一连杆上铰接有顶置第二连杆，顶置第二连杆连接到顶置座上，顶置杆固定在顶置座上，顶置固定座固定在盒体上，顶置杆滑动的穿过顶置固定座，弹簧套在位于顶置座与顶置固定座之间的顶置杆上，油缸固定在盒体上，油缸的活塞杆连接在顶置杆上；在自由状态下，弹簧处于压缩状态让锁板处于锁紧状态；油缸工作，油缸带动顶置杆克服弹簧的弹力运动，顶置杆带动顶置座运动，顶置座带动两顶置第二连杆同步运动，从而带动顶置第一连杆运动，驱动锁板翻转；当油缸的力接触，在弹簧的作用下锁板复位。