CN108688782B - 一种auv用水下回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AUV用水下回收装置，涉及水下工程技术领域，该回收装置用于深海运载器对AUV的水下回收，该装置包括：AUV对接机构、回收框架、液压缸以及旋转机构，AUV对接机构包括相连的导引口和储存库，回收框架和储存库形成四边形连杆结构，液压缸设置在回收框架上驱动AUV对接机构垂直方向上的运动，旋转机构设置在回收框架和深海运载器之间，带动回收装置转动，该装置利用平行四边形框架在垂向的可调性和转移时的方向稳定性，以及旋转机构的方向可调性，保证AUV能够准确对接并顺利回收到深海运载器本体内，具备对接回收时方向可调性好、转移方式简便等优点。

Description

一种AUV用水下回收装置

技术领域

本发明涉及水下工程技术领域，尤其是一种AUV用水下回收装置。

背景技术

AUV(Autonomous Underwater Vehicle，自治式水下潜器)的水下布放与回收是海洋应用领域的一项前沿技术，尤其是由深海运载器搭载和布放的AUV，能够有效提高AUV持续作业的能力和作业的隐蔽性。目前应用于深海运载器水下回收AUV的方式，主要有固定罩笼式对接、机械手捕捉等，但存在对接成功率低、机械结构复杂、对接机构可调性差等缺点，严重制约了AUV布放与回收的安全性和效率。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种AUV用水下回收装置，该回收装置具备对接回收时方向、深度可调性好、转移简便等优点。

本发明的技术方案如下：

一种AUV用水下回收装置，该装置用于深海运载器对AUV的水下回收，该装置包括：AUV对接机构、回收框架、液压缸以及旋转机构，AUV对接机构包括导引口和储存库，导引口呈漏斗式结构，储存库呈中空的管状结构，导引口的窄口端与储存库的一个开口端的口径相等并相连，导引口与储存库的开口形状及开口口径与待回收的AUV的尺寸相匹配；储存库连接回收框架，回收框架包括顶架和若干个立架，储存库与顶架平行，储存库的外侧壁相对的两侧分别通过至少两个平行的立架与顶架相连，回收框架与储存库形成各个面均为平行四边形的连杆结构；液压缸设置在储存库的一侧并固定在顶架上，深海运载器的中控台连接并控制液压缸，液压缸的活塞杆连接回收框架中的一个立架，液压缸通过活塞杆驱动立架转动，立架带动AUV对接机构沿着轴向平动使导引口的宽口端处于不同的深度；旋转机构包括传动轴、齿轮和轴承，齿轮和轴承固定在传动轴的一端，传动轴固定有齿轮和轴承的一端安装在深海运载器的底板上、另一端固定在回收框架的顶架上，深海运载器底部安装有驱动电机，深海运载器的中控台连接并控制驱动电机，驱动电机驱动齿轮带动传动轴转动，传动轴带动AUV用水下回收装置转动使导引口的宽口端朝向不同方向。

其进一步的技术方案为，AUV对接机构还包括锁紧机构，锁紧机构中至少包括可伸缩的轴销，锁紧机构设置在储存库内，深海运载器的中控台连接并控制锁紧机构，锁紧机构用于在待回收的AUV被回收至储存库中时伸出轴销穿过AUV上的起吊孔，将AUV锁紧在储存库中。

其进一步的技术方案为，装置还包括激光通信系统，激光通信系统连接深海运载器的中控台，激光通信系统设置在导引口的宽口端并朝向宽口端的正前方。

其进一步的技术方案为，该装置还包括声纳，声纳连接深海运载器的中控台，声纳设置在导引口的宽口端并朝向宽口端正前方。

本发明的有益技术效果是：

本申请公开的AUV用水下回收装置，利用平行四边形框架在垂向的可调性和转移时的稳定性，以及旋转机构的方向可调性，保证AUV能够准确对接并顺利回收到深海运载器本体内，具备对接回收时方向、深度可调性好、转移简便等优点。且回收装置的结构简单，易于调整，能够更好地适应不同外形尺寸的AUV的回收需求。

附图说明

图1是本申请公开的AUV用水下回收装置的结构图。

图2是本申请公开的AUV用水下回收装置的侧视图。

图3是本申请公开的AUV用水下回收装置与AUV对接完成时的状态图。

图4是本申请公开的AUV用水下回收装置将AUV回收到深海运载器内的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种AUV用水下回收装置，该装置用于深海运载器对AUV的水下回收，该装置主要包括AUV对接机构、回收框架、液压缸以及旋转机构。请参考图1示出的结构图和图2示出的侧视图，AUV对接机构包括导引口11和储存库12，导引口11两端开口且呈漏斗式结构，两个开口端分别为开口口径较大的宽口端和开口口径较小的窄口端。储存库12呈中空的管状结构，且通常情况下，储存库12两端均开口，储存库12的一个开口端的口径与导引口11的窄口端相等并相连。导引口11与储存库12的开口形状及开口口径与待回收的AUV的尺寸相匹配，通常情况下，AUV呈鱼雷形，则导引口11的宽口端和窄口端均为圆形，储存库12呈圆柱形，且导引口11的宽口端和窄口端、以及储存库12的开口的口径均大于AUV的直径。可选的，AUV对接机构中还包括锁紧机构，该锁紧机构中至少包括可伸缩的轴销，锁紧机构设置在储存库12内，因此图1未示出锁紧机构，深海运载器的中控台连接并控制锁紧机构中轴销的伸出和缩进，为了方便回收，AUV上都会包括起吊孔，当待回收的AUV被回收至储存库12中时，深海运载器的中控台可以控制锁紧机构伸出轴销穿过AUV上的起吊孔，从而将AUV锁紧在储存库中，避免滑脱。

可选的，该回收装置还包括激光通信系统13和声纳14，激光通信系统13和声纳14分别连接深海运载器的中控台，且激光通信系统13和声纳14分别设置在导引口11的宽口端并朝向宽口端的正前方。激光通信系统13和声纳14采用目前技术成熟的现有器件即可。

AUV对接机构通过回收框架连接在深海运载器的底部，回收框架包括顶架15和若干个立架16，比较典型的，回收框架包括4个立架16。储存库12与顶架15平行，且储存库12的外侧壁相对的两侧分别通过至少两个平行的立架16与顶架15相连，在共有4个立架16的情况中，储存库12的两侧分别通过2个立架16连接顶架15，则存储库12每一侧的两个立架16分别与顶架15和储存库12构成平行四边形连杆结构。液压缸17设置在储存库12的一侧并固定在顶架15上，深海运载器的中控台连接并控制液压缸17，液压缸17的活塞杆连接回收框架中的一个立架16，液压缸17通过活塞杆驱动立架16转动，由于回收框架与储存库12形成平行四边形连杆结构，因此所有立架16都会一起转动，立架16带动AUV对接机构沿着轴向平动，缩短或增大与顶架15之间的垂直距离，使得AUV对接机构处于水下不同深度，也即导引口101的宽口端处于水下不同的深度。

回收框架通过旋转机构连接在深海运载器的底部，旋转机构包括传动轴18、齿轮19和轴承(轴承在图1中未示出)，齿轮19和轴承固定在传动轴18的一端，传动轴18固定有齿轮19和轴承的一端通过螺母安装在深海运载器的底板20上、另一端固定在回收框架的顶架15上，深海运载器底部安装有驱动电机，该驱动电机由深海运载器的中控台控制，驱动电机驱动齿轮19转动，齿轮19转动过程中带动传动轴18同步转动，传动轴18带动整个AUV用水下回收装置绕着传动轴18转动，使导引口11的宽口端朝向不同方向。

本申请公开的AUV用水下回收装置的工作原理如下：

本申请公开的AUV用水下回收装置在不工作时可以收于深海运载器底部，也即AUV对接机构与顶架15之间的垂直距离最小，AUV对接机构收于深海运载器底部。当AUV 30完成作业任务或者电池能量将要耗尽时，AUV 30按照约定的对接位置坐标，自主返航至回收区域，深海运载器内的工作人员收到AUV 30的返航报告后，通过深海运载器的中控台控制液压缸动作，增大AUV对接机构与顶架15之间的垂直距离，使得AUV对接机构被布放至海水中。深海运载器的中控台利用回收装置中的声纳能够远距离搜索AUV的位置，当AUV进入激光通信系统的有效工作距离内时，激光通信系统与AUV建立高速的信息交换通道，实现AUV姿态、航速的人工控制，并向深海运载器的中控台反馈AUV的状态信息，然后深海运载器的中控台通过控制AUV 30的推进器来调整对接所需的深度、航向和姿态。若准备对接时发现垂向距离存在偏差，则可以利用液压缸驱动立架来调节AUV对接机构所在的深度，若对接方向存在偏差，则可以利用深海运载器底部的驱动电机驱动旋转机构带动回收装置旋转来调整导引口11的朝向，保证导引口11的宽口端正对AUV 30。深海运载器的中控台控制AUV 30的推进器使AUV通过导引口被收入储存库12中，中控台控制锁紧机构将AUV 30抱紧，防止滑脱，此时，对接回收顺利完成，AUV30被回收在AUV对接机构中，如图3所示，利用旋转机构调整回收装置的朝向，使得回收装置对准深海运载器底部开口，然后中控台控制液压缸驱动立架动作，减小AUV对接机构与立架之间的垂直距离，使AUV对接机构收于深海运载器底部，也即将AUV 30平稳回收到深海运载器内，请参考图4。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种AUV用水下回收装置，所述装置用于深海运载器对自治式水下潜器AUV的水下回收，包括AUV对接机构，所述AUV对接机构包括导引口和储存库，所述导引口呈漏斗式结构，所述储存库呈中空的管状结构，所述导引口的窄口端与所述储存库的一个开口端的口径相等并相连，所述导引口与所述储存库的开口形状及开口口径与待回收的AUV的尺寸相匹配，其特征在于，所述装置还包括：回收框架、液压缸以及旋转机构，所述储存库连接所述回收框架，所述回收框架包括顶架和若干个立架，所述储存库与所述顶架平行，所述储存库的外侧壁相对的两侧分别通过至少两个平行的立架与所述顶架相连，所述回收框架与所述储存库形成各个面均为平行四边形的连杆结构；所述液压缸设置在所述储存库的一侧并固定在所述顶架上，所述深海运载器的中控台连接并控制所述液压缸，所述液压缸的活塞杆连接所述回收框架中的一个立架，所述液压缸通过活塞杆驱动所述立架转动，所述立架带动所述AUV对接机构沿着轴向平动使所述导引口的宽口端处于不同的深度；所述旋转机构包括传动轴、齿轮和轴承，所述齿轮和轴承固定在所述传动轴的一端，所述传动轴固定有所述齿轮和轴承的一端安装在所述深海运载器的底板上、另一端固定在所述回收框架的顶架上，所述深海运载器底部安装有驱动电机，所述深海运载器的中控台连接并控制所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述齿轮带动所述传动轴转动，所述传动轴带动所述AUV用水下回收装置转动使所述导引口的宽口端朝向不同方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述AUV对接机构还包括锁紧机构，所述锁紧机构中至少包括可伸缩的轴销，所述锁紧机构设置在所述储存库内，所述深海运载器的中控台连接并控制所述锁紧机构，所述锁紧机构用于在所述待回收的AUV被回收至所述储存库中时伸出所述轴销穿过所述AUV上的起吊孔，将所述AUV锁紧在所述储存库中。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括激光通信系统，所述激光通信系统连接所述深海运载器的中控台，所述激光通信系统设置在所述导引口的宽口端并朝向所述宽口端的正前方。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括声纳，所述声纳连接所述深海运载器的中控台，所述声纳设置在所述导引口的宽口端并朝向所述宽口端正前方。