CN108569385A - 一种auv水下回收锁紧机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种AUV水下回收锁紧机构，包括AUV对接回收装置、锁紧机构安装架、锁紧机构、限位机构和电池仓。本发明基于AUV水下对接回收装置提出的AUV水下回收锁紧机构，其安装和拆卸简便，结构稳定可靠，使用方便。采用4组圆弧形结构爪子以及弹性圆弧形装置的结构，结合水下液压推杆结构一并安装在锁紧机构安装架上，可得到两组锁紧装置，可保证了AUV锁紧过程中的同轴度以及接触面积，提高了AUV锁紧过程的可靠性；采用头部圆形顶盘、弹簧推杆以及限位开关组成相应的锁紧控制结构，可在一定程度上保证AUV在回收过程中的运动姿态，同时采用限位开关可保证AUV在回收过程中的安全性。

Description

一种AUV水下回收锁紧机构
技术领域
本发明涉及AUV水下回收技术领域，具体为一种AUV水下回收锁紧机构。
背景技术
随着海洋能源的利用和开发，水下航行器(Underwater Autonomous Vehicle，简称AUV)越来越多地被应用在海洋的探测和开发等方面，然而，由于所携带的能源有限，AUV在水下作业的时间非常有限，需要进行AUV的水下回收，实现能量补充、数据上传和任务下载等任务。
由于AUV在进行水下对接回收的过程中，一直处于海洋环境当中，因此必然会受到海洋环境的影响，如果对AUV在对接回收装置中的位置与姿态不加以控制，将会造成能源补充难以进行、数据传输不稳定以及任务下载失败等严重后果。因此，在水下回收过程中，AUV在回收装置中的位置与姿态的稳定对于实现AUV能源补充、数据交换、安全回收、任务下载等的功能具有极其重要的作用。
然而，目前关于AUV水下对接的研究主要集中于水下对接装置的设计和AUV回收方法的研究等方面，几乎没有公开控制AUV在水下回收装置中的位置与姿态的锁紧机构。故基于此，设计一种可用于AUV水下对接回收过程，能对AUV在水下回收装置中的位置与姿态固定的水下锁紧机构具有极为重要的意义。
发明内容
针对AUV水下回收过程中的晃动情况，本发明基于水下液压推杆机构设计了一种可用于AUV水下回收的锁紧机构。主要采用带有圆弧形刚性爪子以及弹性锁紧装置的水下液压推杆作为AUV水下回收过程中的锁紧机构，同时配合有限位开关，保证了锁紧过程的可靠性，确保整个锁紧过程的安全可靠。
本发明的技术方案为：
所述一种AUV水下回收锁紧机构，其特征在于：包括AUV对接回收装置(5)、锁紧机构安装架(4)、锁紧机构、限位机构和电池仓(1)；
所述AUV对接回收装置(5)为一端带有喇叭口的框架结构，AUV对接回收装置(5)的另一端安装有限位机构；
多个所述锁紧机构安装架(4)沿AUV对接回收装置(5)的轴向分布，并通过螺栓连接装置固定安装在锁紧机构安装架(4)上；
每个锁紧机构安装架(4)上安装有多个锁紧机构；所述锁紧机构包括液压泵(8)、推杆及液压泵安装架(7)、推杆(6)、圆弧形刚性爪(9)、弹性锁紧装置(10)；推杆(6)以及液压泵(8)通过螺钉结构安装在推杆及液压泵安装架(7)上；推杆(6)上的螺纹结构将推杆(6)与圆弧形刚性爪(9)背面中部固定连接，弹性锁紧装置(10)通过预设的紧固结构安装在圆弧形刚性爪(9)弧面上，且弹性锁紧装置(10)的弧面尺寸与待回收的AUV壳体弧面尺寸一致；推杆及液压泵安装架(7)通过螺栓结构安装在锁紧机构安装架(4)上；
所述限位机构包括限位开关(2)、弹簧顶杆(11)和头部顶盘(12)；头部顶盘(12)通过弹簧顶杆(11)与限位开关(2)连接；限位开关(2)安装在AUV对接回收装置(5)端部的安装板上；弹簧顶杆(11)沿AUV对接回收装置(5)的轴向防向；
所述电池仓(1)安装在AUV对接回收装置(5)的框架上；电池仓(1)受限位开关(2)控制，当待回收的AUV头部推动头部顶盘(12)并使限位开关(2)接触后，限位开关(2)控制电池仓(1)向液压泵(8)供电，使液压泵(8)驱动推杆(6)，进而推动圆弧形刚性爪(9)和弹性锁紧装置(10)将AUV锁紧。
有益效果
本发明的有益效果是：
本发明基于AUV水下对接回收装置，提出一种AUV水下回收锁紧机构，其安装和拆卸简便，结构稳定可靠，使用方便。本发明采用4组圆弧形结构爪子以及弹性圆弧形装置的结构，结合水下液压推杆结构一并安装在锁紧机构安装架上，可得到两组锁紧装置，可保证了AUV锁紧过程中的同轴度以及接触面积，提高了AUV锁紧过程的可靠性；采用头部圆形顶盘、弹簧推杆以及限位开关组成相应的锁紧控制结构，可在一定程度上保证AUV在回收过程中的运动姿态，同时采用限位开关可保证AUV在回收过程中的安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
附图1是AUV水下回收装置示意图；
附图2是AUV水下回收锁紧机构示意图；
附图3是头部控制部分结构示意图；
附图4是AUV限位开关与AUV接触示意图；
附图5是锁紧机构AUV的示意图；
图中：1-电池仓，2-限位开关，3-AUV，4-锁紧机构安装架，5-AUV对接回收装置，6-推杆，7-推杆及液压泵安装架，8-液压泵，9-圆弧形刚性爪，10-弹性锁紧装置，11-弹簧顶杆，12-头部圆形顶盘。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的结构原理如下：
参照附图1，本发明的主要组成部分有：AUV对接回收装置、水下液压推杆、弹性锁紧装置、圆弧形刚性爪、限位开关、锁紧机构安装架、头部圆形顶盘、弹簧顶杆等。可以看出：整个AUV水下回收锁紧机构的结构简单，稳定可靠。
参照附图1，AUV对接回收装置(5)为一端带有喇叭口的框架结构，AUV对接回收装置(5)的另一端安装有限位机构。
基于AUV对接回收装置(5)的框架结构，4个锁紧机构通过螺栓连接安装在锁紧机构安装架(4)上，锁紧机构安装架(4)通过螺栓结构安装在AUV对接回收装置(5)上。锁紧机构中，将圆弧形刚性爪(9)通过螺纹结构安装在推杆(6)上，同时将弹性锁紧装置(10)通过螺钉结构安装在圆弧形刚性爪(8)上。可以看出：安装过程简单方便，同时采用弹性锁紧装置可保证水下航行器在锁紧过程中的稳定性与可靠性。
参照附图2，本发明的AUV锁紧装置采用与AUV壳体圆弧形对应设计的圆弧形结构，能最大程度的保证锁紧过程的AUV与锁紧装置的同轴度，提高对AUV锁紧的精度，同时将弹性圆弧形锁紧装置通过螺钉结构安装在圆弧形刚性爪上，其弹性能保证AUV在锁紧过程的接触面积，提高了AUV在锁紧过程的可靠度，另外采用液压机构进行锁紧，可提供足够的锁紧力，确保AUV的稳定。
参照附图2～4，本发明当AUV(3)沿喇叭口导引段回收至AUV水下对接回收装置(5)中时，AUV(3)推动限位开关(2)沿轴向运动，直到限位开关接触，此时锁紧机构接通，电池仓(1)给锁紧机构液压泵通电，并带动推杆运动，直到弹性锁紧装置(10)锁紧AUV。本发明实验装置的锁紧过程通过限位开关完全自动完成，确保了AUV的位置可靠。
限位机构包括限位开关(2)、弹簧顶杆(11)和头部顶盘(12)，采用头部圆形顶盘能控制AUV在回收过程中的位置，同时通过弹簧顶杆，可在一定程度上使AUV减速，提高AUV对接回收过程中的安全性，同时通过限位开关控制锁紧机构实现对AUV的锁紧过程，保证了AUV在锁紧过程中的安全性和可靠性。
本发明的安装过程如下：
第一步：组合安装锁紧机构，首先将推杆(6)以及液压泵(8)通过螺钉结构安装在推杆及液压泵安装架(7)上，同时通过推杆上的螺纹结构将推杆(6)与圆弧形刚性爪(9)安装在一起，固定好后，再将弹性锁紧装置(10)通过预设的螺纹结构安装在圆弧形刚性爪(9)上。至此锁紧机构就安装完成。
第二步：将上一步安装好的4组锁紧机构，利用推杆及液压泵安装架(7)上的螺纹结构以及锁紧机构安装架(4)上的螺纹机构通过螺栓结构安装在锁紧机构安装架(4)，同样将剩余三组水下锁紧装置采用同样的方法安装在锁紧机构安装架(4)上，将2套已安装有锁紧机构的锁紧机构安装架(4)通过框架结构安装在AUV对接回收装置(5)上，此时，水下锁紧装置就已安装完毕。
第三步：将限位开关(2)通过螺钉结构安装在AUV对接回收装置(5)上，同时将弹簧顶杆(11)通过AUV对接回收装置(5)上的通孔安装在限位开关(2)上，同时将头部顶盘(12)通过弹簧顶杆(11)上的螺纹以及头部顶盘对应位置上的内螺纹安装在弹簧顶杆(11)上，至此限位控制结构已安装完成。
第四步：通过相关的控制线以及数据传输线将各部分连接在一起，至此整个AUV水下对接锁紧机构就已安装完成。
本发明的使用过程如下：
打开总开关，使限位开关保持在激活状态，等待AUV回收进对接回收装置中。当AUV通过相应的控制方法回收至水下对接回收装置的圆柱段，其通过螺旋桨的推力使AUV与头部顶盘对准，并顶向限位开关，直到限位开关接触，此时限位开关接触后会控制液压泵工作，通过水下推杆伸缩，同时配合圆弧形刚性爪和弹性锁紧装置将AUV锁紧，当AUV锁紧后，螺旋桨停止工作，至此AUV将被控制在整个回收装置的轴线中，可保证其各项工作的顺利完成。
本发明基于AUV水下对接回收装置，提出一种AUV水下回收锁紧机构，其安装和拆卸简便，结构稳定可靠，使用方便。AUV水下回收锁紧机构采用四个带有限位开关结构以及圆弧形的爪子的水下对接锁紧装置组成，通过锁紧机构安装架与水下对接装置相连，使得结构强度、稳定性、以及锁紧效果大大提高。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种AUV水下回收锁紧机构，其特征在于：包括AUV对接回收装置(5)、锁紧机构安装架(4)、锁紧机构、限位机构和电池仓(1)；
所述AUV对接回收装置(5)为一端带有喇叭口的框架结构，AUV对接回收装置(5)的另一端安装有限位机构；
多个所述锁紧机构安装架(4)沿AUV对接回收装置(5)的轴向分布，并通过螺栓连接装置固定安装在锁紧机构安装架(4)上；
每个锁紧机构安装架(4)上安装有多个锁紧机构；所述锁紧机构包括液压泵(8)、推杆及液压泵安装架(7)、推杆(6)、圆弧形刚性爪(9)、弹性锁紧装置(10)；推杆(6)以及液压泵(8)通过螺钉结构安装在推杆及液压泵安装架(7)上；推杆(6)上的螺纹结构将推杆(6)与圆弧形刚性爪(9)背面中部固定连接，弹性锁紧装置(10)通过预设的紧固结构安装在圆弧形刚性爪(9)弧面上，且弹性锁紧装置(10)的弧面尺寸与待回收的AUV壳体弧面尺寸一致；推杆及液压泵安装架(7)通过螺栓结构安装在锁紧机构安装架(4)上；
所述限位机构包括限位开关(2)、弹簧顶杆(11)和头部顶盘(12)；头部顶盘(12)通过弹簧顶杆(11)与限位开关(2)连接；限位开关(2)安装在AUV对接回收装置(5)端部的安装板上；弹簧顶杆(11)沿AUV对接回收装置(5)的轴向防向；
所述电池仓(1)安装在AUV对接回收装置(5)的框架上；电池仓(1)受限位开关(2)控制，当待回收的AUV头部推动头部顶盘(12)并使限位开关(2)接触后，限位开关(2)控制电池仓(1)向液压泵(8)供电，使液压泵(8)驱动推杆(6)，进而推动圆弧形刚性爪(9)和弹性锁紧装置(10)将AUV锁紧。
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