CN108609142A - 一种水下滑翔机的布放回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下滑翔机的布放回收装置，属于水下滑翔机的布放回收技术领域，包括连接至母船的起吊架，还包括相互独立且用于夹紧滑翔机的至少两个抱爪机构以及用于在回收滑翔机时连接和释放各抱爪机构的转接释放机构，各抱爪机构均通过起吊绳连接至起吊架的底部；抱爪机构包括通过销轴铰接的第一抱爪和第二抱爪；布放滑翔机前，第一抱爪和第二抱爪间设有使抱爪机构处于打开态的第一弹性件；收回滑翔机前，未连接转接释放机构的抱爪与转接释放机构间设有可释放的拉绳，使抱爪机构在回收滑翔机前处于打开状态，同时，在第一抱爪和第二抱爪的承重吊环间设置有在拉绳释放后使抱爪机构处于闭合状态的第二弹性件。可适应水下滑翔机的多姿态回收。

Description

一种水下滑翔机的布放回收装置

技术领域

本发明涉及水下滑翔机或其它外形类似柱状、筒状或棒状的水下、水面航行器的布放回收技术领域，具体地说，涉及一种水下滑翔机的布放回收装置。

背景技术

目前我国的海洋事业发展迅速，出现了许多应用在海洋中的实验设备，可以对海洋环境进行观察探测，也可以应用在军事方面进行如潜艇探测等军事活动。其中，水下滑翔机是一种应用在海洋探测中的重要实验载体，它因高效节能、可以长距离滑行得到重视。

而水下滑翔机的布放以及回收也是实验过程中的重要环节，这直接影响到实验设备的安全性及实验数据能否及时读取，所以布放回收装置需要经过全面的思考与设计。目前，布放装置常用两根绳子或者吊带通过母船吊机将滑翔机吊起放入水中，再通过长拨杆将绳子或吊带从滑翔机上剥离，实现水下滑翔机的布放，虽然装置较为简单，但在水中需要拨杆不断拨动绳子较为繁琐，尤其在海浪较大的情况下，这个过程变得更加困难，也更加危险。另外，也有采用绳子将在水中的滑翔机套住，然后通过吊机将滑翔机吊起移动到甲板上实现回收过程，但在海中滑翔机常常因为波浪而姿态始终改变，这为操作带来了很大的不便。

近年来虽然出现了一些采用机械结构来进行水下滑翔机布放和回收的装置，例如公布号为CN103183113A的中国专利文献公开的一种水下机器人回收系统及其回收方法，该发明专利操作过程较为复杂，需要首先将滑翔机拖至海面较为平静的区域，不能实现滑翔机的实时回收，影响实验数据的及时获得。为了保证牵引过程中滑翔机与实验船并排运动，需要实验船按照特定风向及洋流航行，这对实验船的驾驶造成了很大的不便。

另一个公告号为CN202379064U的中国专利文献公开了一种自治水下航行器的布放回收装置，该实用新型专利结构复杂，包含电器模块及液压系统，制造成本高；并且电器模块存在进水的危险，一旦电器系统进水，整个装置将失效，并且其中包含锂电池，提高了整个实验的危险性。

公布号为CN106275286A的中国专利文献公开了一种水下滑翔机两维度全方位布放回收装置以及布放回收方法，该发明专利降低了在布放和回收过程的危险性，解决了布放和回收中的高成本和高危险性问题。但是，一方面该发明专利体积较大，结构复杂，导致整体稳定性较低，在布放和回收过程中需要始终保持导绳的力道，否则可能发生滑翔机坠落的危险情况。另一方面，在回收过程中需要不断通过牵引绳来调整装置的转向，这在实际的海面回收作业中是困难的，因滑翔机在海面波浪的推动下会不断改变姿态及方向，通过牵引绳来调整装置的转向以适应滑翔机的姿态是困难的、低效的。

发明内容

本发明的目的为提供一种水下滑翔机的布放回收装置，其结构简单，稳定性高，并且可以适应水下滑翔机的多姿态回收。

为了实现上述目的，本发明提供的水下滑翔机的布放回收装置包括连接至母船的起吊架，还包括相互独立且用于夹紧滑翔机的至少两个抱爪机构以及用于在回收滑翔机时连接和释放各抱爪机构的转接释放机构，各抱爪机构均通过起吊绳连接至起吊架的底部；抱爪机构包括第一抱爪和第二抱爪，第一抱爪和第二抱爪的下部相对弯曲形成一抱环，上部相交并通过销轴铰接；两抱爪的顶端均设有用于连接起吊绳的承重吊环；在布放滑翔机前，第一抱爪和第二抱爪之间设有使抱爪机构处于打开状态的第一弹性件；在收回滑翔机前，未连接转接释放机构的抱爪与转接释放机构间设有可释放的拉绳，该拉绳使抱爪机构在回收滑翔机前处于打开状态，同时，在第一抱爪和第二抱爪的承重吊环间设置有在拉绳释放后使抱爪机构处于闭合状态的第二弹性件。

上述技术方案中，在布放滑翔机前，通过第一弹性件使抱爪机构处于打开状态，将第一抱爪和第二抱爪形成的抱环抱住滑翔机，为了使滑翔机稳定，可设置多个抱爪机构，优选设置两个，分别抱住滑翔机的头部以及侧翼以下处。在滑翔机的重力作用下，第一抱爪和第二抱爪开始闭合直至完全抱住滑翔机，此时，母船上的吊机将滑翔机放置到水面，由于浮力与重力抵消，抱爪机构不再受重力作用，第一抱爪和第二抱爪在第一弹性件的作用下重新打开，并释放滑翔机，完成布放过程。在回收滑翔机前，将转接释放机构连接其中一个抱爪，通过拉绳使第一抱爪和第二抱爪处于打开状态，将抱爪机构放入水中并抱住滑翔机，此时释放拉绳，在第二弹性件的作用下第一抱爪和第二抱爪闭合以卡住滑翔机，并使抱爪脱离转接释放机构以方便起吊，再通过母船上的吊机将滑翔机吊起，完成回收过程。

整个装置结构简单，重量轻，操作方便，制作成本低，且由于抱爪机构彼此独立，多个抱爪机构可以分别进行一个位置的夹持，滑翔机在不同姿态下均可进行夹紧动作，使回收过程变得容易。

具体的方案为转接释放机构包括转接头和固定在转接头一端的控制杆，转接头的另一端设有用于容纳第一抱爪或第二抱爪的顶端的导孔，并设有将插入导孔内的抱爪进行锁定的第一锁紧件，转接头上还设有用于固定拉绳的第二锁紧件。

在回收滑翔机前，只需要将第一抱爪或第二抱爪的顶端插入转接头的导孔内，并在第一锁紧件的作用下进行锁紧，接下来可以通过控制转接释放机构实现将抱爪机构放入水中抱紧水下的滑翔机。第一锁紧件和第二锁紧件均可进行远程解锁，操作方便。控制杆可通过螺钉安装在转接头的端部，优选在转接头的端部设置一适应控制杆形状的孔，将控制杆插入孔内后，从转接头的侧面将螺钉拧入，可设置相互垂直的多个螺钉，从多个方向拧紧控制杆，使控制杆更加稳定。

更具体的方案为第一锁紧件包括固定在转接头上的第一底座以及铰接在该底座上的卡钩；在插入导孔内的抱爪的插入端设有一与卡钩配合的通孔，转接头上开设有供卡钩穿过以勾入通孔内的通槽。

进一步更具体的方案为卡钩上设有一连接至母船的第一控制绳，通过该控制绳拉动卡钩以解锁使转接释放机构与抱爪脱离。通过第一控制绳拉动卡钩可以解锁并释放抱爪。连接至母船的第一控制绳可由人工手动控制或机器自动控制。

再进一步更具体的方案为卡钩上设有一用于固定第一控制绳的圆孔；转接头上设有一复位吊环，该复位吊环与圆孔之间连接有一复位弹性件。通过复位弹性件可以使卡钩在没有外力作用时始终处于卡紧状态。

另一个更具体的方案为第二锁紧件包括固定在转接头上的第二底座，第二底座具有安装部和锁扣部，安装部内设置有一可活动的轴栓，该轴栓的一端伸出安装部并在该端设有一牵引至母船的第二控制绳，轴栓上套有一使轴栓另一端伸入锁扣部内的弹簧。牵引至母船的第二控制绳可由人工手动控制或机器自动控制。

拉绳套在安装部与锁扣部之间的轴栓上，通过第二控制绳拉动轴栓的端部使轴栓的另一端从锁扣部脱离，此时拉绳从轴栓的端部脱离，实现释放拉绳的动作。可在控制杆上设置若干套环，供第一控制绳和第二控制绳穿过，便于第一控制绳和第二控制绳的收纳。

更具体的方案为轴栓上设有台肩，安装部内用于安装轴栓的安装孔的直径与台肩直径相适应；在安装孔的孔口设有一直径与轴栓相适应且伸出孔口的导向堵头，弹簧为放置在该导向堵头与台肩之间的压簧。导向堵头可以使轴栓与安装部的配合更加稳定，同时，便于加工。此处，导向堵头可通过螺纹与安装部配合，方便安装。

另一个更具体的方案为锁扣部设有与轴栓的端部相适应的通孔，该通孔的端部设有一端部堵头，可方便加工。通过螺纹实现端部堵头与锁扣部的配合，由于端部堵头没有伸出段，因此可在端部堵头的端部设置一方便拧动的横槽。

另一个具体的方案为起吊架为一横杆，该横杆的中间位置设有用于连接吊机的第一吊环，横杆的底部设有用于连接抱爪机构的第二吊环。

再一个具体的方案为第一抱爪和第二抱爪的下部为适应滑翔机外形的弯曲状，抱爪的上部为与滑翔机的外形相切的直杆状。使抱紧动作更加稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的水下滑翔机的布放回收装置结构简单，重量轻，操作方便，制作成本低，且由于抱爪机构彼此独立，多个抱爪机构可以分别进行一个位置的夹持，滑翔机在不同姿态下均可进行夹紧动作，使回收过程变得容易。

(2)本发明的水下滑翔机的布放回收装置适用范围广，不需要在滑翔机上设计专门的布放回收装置，在滑翔机外部直径小于抱抓内部直径的情况下即可使用该套装置。

(3)本发明利用滑翔机自身重力将抱抓自锁，当滑翔机在空中悬空的时候，装置始终处于稳定地抱紧状态。

附图说明

图1为本发明实施例的布放回收装置与滑翔机的连接示意图；

图2为本发明实施例的起吊架的结构示意图；

图3为本发明实施例的抱爪机构的结构示意图；

图4为本发明实施例的转接释放机构的结构示意图；

图5为本发明实施例的转接释放机构另一方向的结构示意图；

图6为本发明实施例的第二锁紧件的剖视图；

图7为本发明实施例的布放回收装置在布放状过程中示意图；

图8为本发明实施例的布放回收装置在回收过程中处于准备状态的示意图；

图9为本发明实施例的布放回收装置在回收过程中夹紧滑翔机的示意图；

图10为本发明实施例的布放回收装置在回收过程中转接释放机构释放抱爪机构的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1至图10，本实施例的水下滑翔机的布放回收装置，包括起吊架6、起吊绳5、抱爪机构2、转接释放机构3、第一控制绳7和第二控制绳8。

起吊架6为一横杆，该横杆的中间位置设有用于连接吊机的第一吊环6-1，横杆的底部设有用于连接抱爪机构2的第二吊环6-2。本实施例包含两个抱爪机构，因此在横杆的底部设置两个第二吊环6-2，分别通过起吊绳5连接抱爪机构2。

抱爪机构2包括第一抱爪2-1和第二抱爪2-6，第一抱爪2-1和第二抱爪2-6的下部相对弯曲形成适应滑翔机1外形的抱环，上部为与滑翔机1的外形相切的直杆状，两直杆段相交并通过销轴2-2铰接。两抱爪的顶端均设有用于连接起吊绳的承重吊环，分别为第一抱爪2-1上的承重吊环2-3和第二抱爪2-6上的承重吊环2-4。在第一抱爪2-1上还设有释放吊环2-7，第二抱爪2-6上设有释放吊环2-5，通过在释放吊环2-7与释放吊环2-5之间连接第一弹性件10使抱爪机构2处于打开状态。第二抱爪2-6的直杆段长于第一抱爪2-1的直杆段，且在第二抱爪2-6的直杆段端部设有方形通孔。

转接释放机构3用于在回收滑翔机1时连接和释放抱爪机构2，每个抱爪机构对应一个连接释放机构2。连接释放机构3包括转接头3-1和固定在转接头3-1一端的控制杆4，转接头3-1的另一端设有用于容纳第二抱爪2-6的直杆段端部的导孔，并设有对第二抱爪2-6进行锁定的第一锁紧件。未连接转接释放机构3的第一抱爪2-1与转接释放机构3之间设有可释放的拉绳9，拉绳9使抱爪机构2在回收滑翔机1前处于打开状态，转接头3-1上设有用于固定拉绳9的第二锁紧件。同时，在承重吊环2-3和承重吊环2-4之间设置有在拉绳9释放后使抱爪机构2处于闭合状态的第二弹性件11。

第一锁紧件包括固定在转接头3-1上的第一底座3-5以及铰接在该底座上的卡钩3-2。转接头3-1上开设有供卡钩3-2穿过的通槽，该通槽穿过导孔设置，第二抱爪2-6的直杆端插入导孔后，将卡钩从通槽传入并勾入第二抱爪2-6的通孔内，实现锁紧目的。在卡钩3-2上设有用于固定第一控制绳7的圆孔，通过第一控制绳7拉动卡钩3-2绕第一底座3-5旋转以解锁，使转接释放机构3与抱爪机构2脱离。同时在转接头3-1上设有一复位吊环3-3，该复位吊环3-3与卡钩3-2上的圆孔之间连接有复位弹性件3-4。

第二锁紧件包括固定在转接头3-1上的第二底座3-6，第二底座3-6具有安装部和锁扣部，安装部内设置有可活动的轴栓3-7，该轴栓3-7的一端伸出安装部并在该端连接第二控制绳8的通孔，轴栓3-7套上设有台肩，安装部内用于安装轴栓3-7的安装孔的直径与台肩直径相适应，在安装孔的孔口设有直径与轴栓3-7相适应且伸出孔口的导向堵头3-8，在导向堵头3-8与台肩之间的轴栓上套设有压簧3-10。锁扣部设有与轴栓3-7的端部相适应的通孔，该通孔的端部设有一端部堵头3-9，在压簧3-10的作用下轴栓3-7的另一端伸入锁扣部的通孔内。

本实施例中，在转接头3-1上与连接第二抱爪一端相对的另一端设有与控制杆4的形状相适应的孔3-11，并在转接头的侧面设置多个螺钉孔3-12，将控制杆4插入孔3-11内后，将螺钉从螺钉孔3-12拧入固定控制杆4，使控制杆4更加稳定。

本实施例的第一弹性件10、第二弹性件11以及复位弹性件3-4均为皮筋，当然也可以使其同样作用的弹簧或其他弹性体。

本实施例的工作过程分为两个部分，分别为：

(1)布放过程

一、准备工作：将起吊架6中第一吊环6-1与母船上的吊机连接，将第二吊环6-2与承重吊环2-3和承重吊环2-4通过起吊绳5连接，将释放吊环2-5和释放吊环2-7用皮筋连接，如图7所示，使皮筋在恢复原长时第一抱爪2-1与第二抱爪2-6处于张开状态；

二、准备工作完成后，由两名工作人员分别操作一套抱爪机构2，使抱爪机构2夹持住水下滑翔机的前后两个位置，此时工作人员手动操作闭合第一抱爪2-1与第二抱爪2-6以抵抗皮筋的恢复力，使抱爪机构2夹持住滑翔机1；

三、母船吊机起吊滑翔机1，此时工作人员撤离，第一抱爪2-1与第二抱爪2-6在滑翔机1的重力作用下处于闭合状态；

四、母船吊机将滑翔机1放置水面，由于此时抱爪机构2不再受滑翔机1的重力作用，第一抱爪2-1与第二抱爪2-6在皮筋的恢复力作用下张开，释放滑翔机1；

五、吊机将两套抱爪机构2回收到甲板上，完成滑翔机1的布放过程。

(2)回收过程

一、准备工作：将起吊架6中第一吊环6-1与母船吊机连接，将第二吊环6-2与抱爪机构2中承重吊环2-3和承重吊环2-4通过起吊绳5连接，将承重吊环2-3和承重吊环2-4用皮筋连接，使得当皮筋恢复原长时，第一抱爪2-1与第二抱爪2-6处于闭合状态，将第二抱爪2-6的直杆端插入转接头3-1的导孔中，并用卡钩3-2卡住第二抱爪2-6，使得第二抱爪2-6不会从转接头3-1中脱离，将控制杆4安装到转接头3-1另一端的圆孔中，并用螺钉固定，将释放吊环2-7与轴栓3-7用拉绳9连接，使第一抱爪2-1与第二抱爪2-6处于张开状态，此时承重吊环2-3和承重吊环2-4之间的皮筋处于紧张状态，如图8所示；

二、准备工作完成后，由两位工作人员分别操作一套抱爪机构2，工作人员手握控制杆4，分别将抱爪机构2卡在滑翔机1的前后两个位置，此时工作人员手拉第二控制绳8，使得拉绳9从轴栓3-7中脱落，轴栓3-7在压簧3-10的作用下恢复原位，此时第一抱爪2-1与第二抱爪2-6在皮筋的恢复力作用下闭合，滑翔机1被抱爪机构2夹住，如图9所示；

三、拉动第一控制绳7，使抱爪机构2与转接头3-1分离，如图10所示；

四、母船吊机起吊滑翔机1，将其吊起到甲板上，工作人员手动打开抱爪机构2，完成回收过程。

Claims (10)

1.一种水下滑翔机的布放回收装置，包括连接至母船的起吊架，其特征在于：

还包括相互独立且用于夹紧所述滑翔机的至少两个抱爪机构以及用于在回收滑翔机时连接和释放各抱爪机构的转接释放机构，各抱爪机构均通过起吊绳连接至所述起吊架的底部；

所述抱爪机构包括第一抱爪和第二抱爪，所述第一抱爪和第二抱爪的下部相对弯曲形成一抱环，上部相交并通过销轴铰接；两抱爪的顶端均设有用于连接起吊绳的承重吊环；

在布放所述滑翔机前，所述第一抱爪和第二抱爪之间设有使抱爪机构处于打开状态的第一弹性件；

在收回所述滑翔机前，未连接所述转接释放机构的抱爪与转接释放机构间设有可释放的拉绳，该拉绳使抱爪机构在回收滑翔机前处于打开状态，同时，在所述第一抱爪和第二抱爪的承重吊环间设置有在所述拉绳释放后使所述抱爪机构处于闭合状态的第二弹性件。

2.根据权利要求1所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的转接释放机构包括转接头和固定在转接头一端的控制杆，所述转接头的另一端设有用于容纳所述第一抱爪或第二抱爪的顶端的导孔，并设有将插入所述导孔内的抱爪进行锁定的第一锁紧件，转接头上还设有用于固定所述拉绳的第二锁紧件。

3.根据权利要求2所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的第一锁紧件包括固定在所述转接头上的第一底座以及铰接在该底座上的卡钩；

在插入所述导孔内的抱爪的插入端设有一与所述卡钩配合的通孔，所述转接头上开设有供所述卡钩穿过以勾入所述通孔内的通槽。

4.根据权利要求3所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述卡钩上设有一连接至母船的第一控制绳，通过该控制绳拉动卡钩以解锁使所述的转接释放机构与抱爪脱离。

5.根据权利要求4所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的卡钩上设有一用于固定所述第一控制绳的圆孔；

所述的转接头上设有一复位吊环，该复位吊环与所述圆孔之间连接有一复位弹性件。

6.根据权利要求2所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的第二锁紧件包括固定在所述转接头上的第二底座，所述第二底座具有安装部和锁扣部，所述安装部内设置有一可活动的轴栓，该轴栓的一端伸出安装部并在该端设有一牵引至母船的第二控制绳，轴栓上套有一使轴栓另一端伸入所述锁扣部内的弹簧。

7.根据权利要求6所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的轴栓上设有台肩，所述的安装部内用于安装轴栓的安装孔的直径与所述台肩直径相适应；

在所述安装孔的孔口设有一直径与所述轴栓相适应且伸出孔口的导向堵头，所述弹簧为放置在该导向堵头与所述台肩之间的压簧。

8.根据权利要求6所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的锁扣部设有与所述轴栓的端部相适应的通孔，该通孔的端部设有一端部堵头。

9.根据权利要求1所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的起吊架为一横杆，该横杆的中间位置设有用于连接吊机的第一吊环，横杆的底部设有用于连接所述抱爪机构的第二吊环。

10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的水下滑翔机的布放回收装置，其特征在于：

所述的第一抱爪和第二抱爪的下部为适应所述滑翔机外形的弯曲状，抱爪的上部为与滑翔机的外形相切的直杆状。