CN109019499A - 一种无人艇海上自主加油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无人艇海上自主加油装置，涉及无人艇应用技术领域，包括油管收放机构、油管对中夹取对接机构和控制器，油管收放机构设置于油管对中夹取对接机构的上方，油管收放机构用于传动油管，油管对中夹取对接机构包括下部支架、导向机构、自定心机构和Z轴电控平移台，导向机构固定于下部支架的上部，导向机构设置于自定心机构的上方，Z轴电控平移台固定于下部支架的侧壁上，自定心机构固定于Z轴电控平移台的一侧，自定心机构由Z轴电控平移台驱动并使油管与无人艇的受油口对接，控制器与摩擦轮传动机构、自定心机构和Z轴电控平移台连接。该装置无需将无人艇吊至母船便可实现对无人艇加油，实现了自主化加油，提高工作效率。

Description

一种无人艇海上自主加油装置

技术领域

本发明涉及无人艇应用技术领域，特别是涉及一种无人艇海上自主加油装置。

背景技术

随着我国对海洋力量的大力发展，无人艇作为一种集海洋勘探、水质检测、海上巡逻和海上无人作战等功能于一体的现代化智能系统，得到了迅速发展。无人艇吨位小、轻巧灵便，在许多方面令大吨位海测船望尘莫及；但同时，无人艇携带燃料有限，航程受限，极大的限制它的作用。因此，快速有效方便地为无人艇进行加油是其完成各种功能和任务的基本前提。

目前，无人艇加油工作只能通过人工操作，在基岸上加油或者在母船上完成加油。如果要去远洋执行任务，只能由大船携带，到达目标区域后，再释放出去独立作业。且当油量不足时，需要将无人艇吊到母船上才能够进行加油操作，但是，将无人艇吊到母船上需要耗费大量人力和物力，降低效率。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种无人艇海上自主加油装置，无需将无人艇吊至母船便可实现对无人艇加油，实现了自主化加油，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种无人艇海上自主加油装置，包括油管收放机构、油管对中夹取对接机构和控制器，所述油管收放机构设置于所述油管对中夹取对接机构的上方，所述油管收放机构包括上部支架和摩擦轮传动机构，所述摩擦轮传动机构固定于所述上部支架上，所述摩擦轮传动机构用于传动油管，所述油管对中夹取对接机构包括下部支架、导向机构、自定心机构和Z轴电控平移台，所述导向机构固定于所述下部支架的上部，所述导向机构设置于所述自定心机构的上方并用于对伸向所述自定心机构的油管进行导向，所述Z轴电控平移台固定于所述下部支架的侧壁上，所述自定心机构固定于所述Z轴电控平移台的一侧，所述自定心机构用于夹取油管，所述自定心机构由所述Z轴电控平移台驱动在竖直方向运动并使油管与无人艇的受油口对接，所述控制器与所述摩擦轮传动机构、所述自定心机构和所述Z轴电控平移台连接。

优选地，所述油管收放机构还包括转向轮和限位转套，所述转向轮通过转向轮限位轴安装于所述上部支架上，所述转向轮设置于所述摩擦轮传动机构的一侧，所述转向轮的外侧设置有所述限位转套，所述限位转套的两端均通过螺栓安装于所述上部支架的腰型孔内。

优选地，所述油管收放机构还包括导引空心管和空心管夹片，所述导引空心管通过所述空心管夹片安装于所述上部支架上，所述导引空心管设置于所述转向轮下方，所述导引空心管与所述限位转套和所述转向轮之间的缝隙位置相对应。

优选地，所述摩擦轮传动机构包括第一电机、主动轮、从动轮、从动轮轴、基座、左压条、右压条、调节螺栓、螺母板和滑动座，所述基座固定于所述上部支架的一侧，所述基座上开设有安装槽，所述主动轮安装于所述安装槽内，所述第一电机安装在所述基座外壁上并与所述主动轮同轴相连，所述第一电机与所述控制器连接，所述从动轮通过所述从动轮轴安装于所述滑动座上，所述左压条和所述右压条分别位于所述从动轮的两侧且安装在所述基座上，所述左压条的内侧壁和所述右压条的内侧壁上均设置有滑槽，所述滑动座滑动连接于所述滑槽内，所述螺母板固定于所述基座、所述左压条和所述右压条的上方，所述调节螺栓穿过所述螺母板并能够顶住所述滑动座。

优选地，所述导引空心管的中心与所述导向机构的中心对齐，所述导向机构的中心与所述自定心机构的中心对齐。

优选地，所述导向机构包括喇叭口和夹片，所述喇叭口通过所述夹片固定于所述下部支架上，所述导引空心管的中心与所述喇叭口的中心对齐。

优选地，所述自定心机构包括卡盘基座、卡盘体、小锥齿轮、大锥齿轮、活动卡爪、第二电机和电机支架，所述卡盘体固定于所述卡盘基座上，所述卡盘体的中央和所述卡盘基座的中央均设有通孔，所述卡盘体的侧壁上周向设置有多个圆形槽，各所述圆形槽沿所述卡盘体的径向延伸，所述卡盘体的上部周向设置有多个导向槽，所述导向槽沿所述卡盘体的径向延伸，所述小锥齿轮安装于所述圆形槽内，所述大锥齿轮安装于所述卡盘体的通孔内并与所述小锥齿轮啮合相连，所述活动卡爪上的螺牙与所述大锥齿轮上表面的平面螺纹相匹配，所述活动卡爪设置于所述导向槽内，所述第二电机安装在所述电机支架上，所述电机支架与所述卡盘基座固定连接，所述第二电机的输出轴与一个所述小锥齿轮同轴相连，所述第二电机与所述控制器连接。

优选地，所述小锥齿轮设置为三个且所述小锥齿轮均匀分布于所述卡盘体的侧壁上，所述活动卡爪设置为三个且所述活动卡爪均匀分布于所述卡盘体的上部。

优选地，所述Z轴电控平移台包括底板、丝杆、导轨、丝杆支撑座、滑台、联轴器和第三电机，所述底板沿竖直方向固定于所述下部支架上，所述丝杆通过所述丝杆支撑座固定于所述底板上，所述导轨与所述丝杆平行设置且固定于所述底板上，所述丝杆上螺纹连接有螺母，所述滑台与所述螺母固定连接，且所述滑台与所述导轨滑动连接，所述第三电机通过所述联轴器与所述丝杆同轴相连，所述第三电机与所述控制器连接，所述卡盘基座与所述滑台固定连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的无人艇海上自主加油装置，包括油管收放机构和油管对中夹取对接机构，使用时，油管收放机构安装于母船上，油管对中夹取对接机构安装于于无人艇上，整体装置采用上下两部分的结构，保证收放油管的自如性，可满足不同船只的加油要求，适用范围广，同时，无需将无人艇吊至母船，在海面上即可实现加油，节省人力和物力，实现了自主化加油，自动化智能化程度高，提高工作效率，结构简单，运行平稳，安装简易。

本发明的无人艇海上自主加油装置，下放的油管由导引空心管进行引导，保证油管下放的精准，喇叭口形的导向机构和自定心机构的双重对中形式保证了对接的位置的准确，上下两部分结构中采用多次引导和对中的方式保证油管下放位置的精准，避免了海面上复杂环境对装置的影响，保证了整个加油过程的顺利完成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无人艇海上自主加油装置的结构示意图；

图2为本发明油管收放机构的结构示意图；

图3为本发明摩擦轮传动机构的结构示意图；

图4为本发明油管对中夹取对接机构的结构示意图；

图5为本发明自定心机构的结构示意图。

附图标记说明：1、油管收放机构；2、油管对中夹取对接机构；3、油管；4、第一电机；5、左压条；6、右压条；7、螺母板；8、基座；9、上部支架；10、转向轮；11、限位转套；12、转向轮限位轴；13、空心管夹片；14、导引空心管；15、主动轮；16、从动轮；17、调节螺栓；18、滑动座；19、从动轮轴；20、导向机构；21、自定心机构；22、Z轴电控平移台；23、喇叭口；24、夹片；25、下部支架；26、卡盘体；27、卡盘基座；28、第二电机；29、电机支架；30、滑台；31、小锥齿轮；32、大锥齿轮；33、活动卡爪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种无人艇海上自主加油装置，无需将无人艇吊至母船便可实现对无人艇加油，实现了自主化加油，提高工作效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-5所示，本实施例提供一种无人艇海上自主加油装置，包括油管收放机构1、油管对中夹取对接机构2和控制器，油管收放机构1设置于油管对中夹取对接机构2的上方，油管收放机构1包括上部支架9和摩擦轮传动机构，摩擦轮传动机构固定于上部支架9上，摩擦轮传动机构用于传动油管3，油管对中夹取对接机构2包括下部支架25、导向机构20、自定心机构21和Z轴电控平移台22，导向机构20固定于下部支架25的上部，导向机构20设置于自定心机构21的上方并用于对伸向自定心机构21的油管3进行导向，Z轴电控平移台22固定于下部支架25的侧壁上，自定心机构21固定于Z轴电控平移台22的一侧，自定心机构21用于夹取油管3，自定心机构21由Z轴电控平移台22驱动在竖直方向运动并使油管3与无人艇的受油口对接，控制器与摩擦轮传动机构、自定心机构21和Z轴电控平移台22连接。使用时，油管收放机构1安装于母船上，油管对中夹取对接机构2安装于于无人艇上，整体装置采用上下两部分的结构，保证收放油管3的自如性，可满足不同船只的加油要求，适用范围广，同时，无需将无人艇吊至母船，在海面上即可实现加油，节省人力和物力，实现了自主化的加油，自动化智能化程度高，提高工作效率。

油管3经过特殊的设计，软硬结合，保证了油管3能自如收放和良好对接，油管3端部800毫米是硬质管，其加油头采用了锥形快速接头，通过硬对硬的快速接头对接方式与下方的受油口相连，保证了加油过程的密封性。油管3除端部外均为柔性管，采用摩擦轮传动机构对其进行下放，保证了下放的平滑及运行的稳定。

如图3所示，摩擦轮传动机构包括第一电机4、主动轮15、从动轮16、从动轮轴19、基座8、左压条5、右压条6、调节螺栓17、螺母板7和滑动座18，基座8固定于上部支架9的一侧，基座8上开设有安装槽，主动轮15安装于安装槽内，第一电机4安装在基座8外壁上并与主动轮15同轴相连，第一电机4与控制器连接，从动轮16通过从动轮轴19安装于滑动座18上，左压条5和右压条6分别位于从动轮16的两侧且通过销钉安装在基座8上，左压条5的内侧壁和右压条6的内侧壁上均设置有滑槽，滑动座18滑动连接于滑槽内，螺母板7通过销钉固定于基座5、左压条5和右压条6的上方，调节螺栓17穿过螺母板7并能够顶住滑动座18。油管3安装于主动轮15和从动轮16之间，通过转动调节螺栓17推动滑动座18在左压条5和右压条6上的滑槽内上下运动，带动从动轮16移动，即可根据油管3的直径调整主动轮15和从动轮16的间距以保证夹紧油管3，第一电机4驱动主动轮15，利用主动轮15和从动轮16夹紧油管3产生的摩擦力对油管3进行收放，整体结构简单，运行平稳，实现了智能化自主化，且能调节收放速度，操作简便，通过调节调节螺栓17既能保证轻易夹紧油管3又不对加油造成影响，保证油管3下放的稳定和加油的顺利进行。

油管收放机构1还包括转向轮10和限位转套11，转向轮10通过转向轮限位轴12安装于上部支架9上，转向轮10设置于摩擦轮传动机构的一侧，转向轮10的外侧设置有限位转套11，限位转套11的两端均通过螺栓安装于上部支架9的腰型孔内。转向轮10可对收放方向进行引导，保证油管3垂直下放，通过转动螺栓调节限位转套11位于腰型孔的位置来改变限位转套11和转向轮10之间的距离，以保证不同直径的油管3都能贴合地安装于限位转套11和转向轮10通过对油管3的位置进行准确限定以保障油管3的稳定下放。

油管收放机构1还包括导引空心管14和空心管夹片13，导引空心管14通过空心管夹片13安装于上部支架9上，导引空心管14设置于转向轮10下方，导引空心管14与限位转套11和转向轮10之间的缝隙位置相对应。导引空心管14可对下放的油管3进行导引，保证下放的精度。

导引空心管14的中心与导向机构20的中心对齐，导向机构20的中心与自定心机构21的中心对齐。

如图4所示，导向机构21包括喇叭口23和夹片24，喇叭口23通过夹片24固定于下部支架25上，导引空心管14的中心与喇叭口23的中心对齐。采用弧度与喇叭口23下口匹配的弧形的夹片24对其固定，保证安装时的贴合和结构的稳定。

具体地，喇叭口23上口直径远大于油管3的直径，保证油管3在下放的过程中在环境的影响下即使有一定程度上的晃动也能进入导向机构21，而喇叭口23下口直径略大于油管3直径，保证油管3通过对心后进入自定心机构21时的误差足够小。喇叭口23与上部的导引空心管14相配合，上下两部分结构中采用多次引导和对中的方式保证油管3下放位置的精准，避免了海面上复杂环境对装置的影响，保证了整个加油过程的顺利完成。

如图5所示，自定心机构21包括卡盘基座27、卡盘体26、小锥齿轮31、大锥齿轮32、活动卡爪33、第二电机28和电机支架29，卡盘体26固定于卡盘基座27上，卡盘体26的中央和卡盘基座27的中央均设有通孔，卡盘体26的侧壁上周向设置有多个圆形槽，各圆形槽沿卡盘体26的径向延伸，卡盘体26的上部周向设置有多个导向槽，导向槽沿卡盘体26的径向延伸，小锥齿轮31安装于圆形槽内，大锥齿轮32安装于卡盘体26的通孔内并与小锥齿轮31啮合相连，活动卡爪33上的螺牙与大锥齿轮32上表面的平面螺纹相匹配，活动卡爪33安装于大锥齿轮32的上表面，且活动卡爪33设置于导向槽内，第二电机28安装在电机支架29上，电机支架29与卡盘基座27固定连接，第二电机28的输出轴与一个小锥齿轮31同轴相连，第二电机28与控制器连接。当油管3下放至其端部硬质管通过卡盘体26中央的通孔一定距离之后，由第二电机28驱动小锥齿轮31进行转动，与小锥齿轮31相啮合的大锥齿轮32即被带动旋转，大锥齿轮32上表面的平面螺纹带动与其啮合的多个活动卡爪33同时向中心靠近，完成对油管3的对心及固定。可见，自定心机构21既能将下放的油管3夹至处于中心的位置，保证油管3与下方受油口的位置相对齐，又能将油管3固定。

于本具体实施例中，自定心机构21为三爪自定心机构，小锥齿轮31设置为三个且小锥齿轮31均匀分布于卡盘体26的侧壁上，活动卡爪33设置为三个且活动卡爪33均匀分布于卡盘体26的上部。

Z轴电控平移台22包括底板、丝杆、导轨、丝杆支撑座、滑台30、联轴器和第三电机，底板沿竖直方向固定于下部支架25上，丝杆通过丝杆支撑座固定于底板上，导轨与丝杆平行设置且固定于底板上，丝杆上螺纹连接有螺母，滑台30与螺母固定连接，且滑台30与导轨滑动连接，第三电机通过联轴器与丝杆同轴相连，第三电机与控制器连接，卡盘基座27与滑台30固定连接。当丝杆由第三电机带动产生相对于螺母的旋转时，两者发生轴向位移，而固定在螺母上的滑台30则带动自定心机构21夹着油管3向下运动使得锥形快速接头与受油口对接。

具体使用过程为：对无人艇进行加油时，将油管收放机构1安装于母船上，油管对中夹取对接机构2安装于于无人艇上，使得导引空心管14的中心与喇叭口23的中心对齐，且使得自定心机构21的中心与无人艇的受油口对齐，将油管3安装于油管收放机构1上，通过转动调节螺栓17推动滑动座18运动，带动从动轮16移动，根据油管3的直径调整主动轮15和从动轮16的间距以保证夹紧油管3，通过控制器开启第一电机4，第一电机4驱动主动轮15，利用主动轮15和从动轮16夹紧油管3产生的摩擦力对油管3进行下放；油管3沿转向轮10和导引空心管14下放至喇叭口23中，经过喇叭口23穿过卡盘体26的通孔，当油管3下放至其端部硬质管通过卡盘体26中央的通孔一定距离之后，通过控制器关闭第一电机4并开启第二电机28，第二电机28驱动小锥齿轮31进行转动，与小锥齿轮31相啮合的大锥齿轮32即被带动旋转，大锥齿轮32上表面的平面螺纹带动多个活动卡爪33同时向中心靠近，完成对油管3的对心及固定，固定好油管3之后通过控制器关闭第二电机28；向上转动调节螺栓17使其不再压紧滑动座18，使得主动轮15和从动轮16不再夹紧油管3，此时油管3可在主动轮15和从动轮16之间自由移动，通过控制器开启第三电机，第三电机驱动滑台30带动自定心机构21夹着油管3向下运动，使得油管3端部的锥形快速接头与无人艇的受油口对接，最后完成对无人艇的加油。当需要收起油管3时，通过控制器控制第二电机28反转使得自定心机构21松开油管3，向下转动调节螺栓17使得主动轮15和从动轮16夹紧油管3，通过控制器控制第一电机4反转即可收起油管3。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种无人艇海上自主加油装置，其特征在于，包括油管收放机构、油管对中夹取对接机构和控制器，所述油管收放机构设置于所述油管对中夹取对接机构的上方，所述油管收放机构包括上部支架和摩擦轮传动机构，所述摩擦轮传动机构固定于所述上部支架上，所述摩擦轮传动机构用于传动油管，所述油管对中夹取对接机构包括下部支架、导向机构、自定心机构和Z轴电控平移台，所述导向机构固定于所述下部支架的上部，所述导向机构设置于所述自定心机构的上方并用于对伸向所述自定心机构的油管进行导向，所述Z轴电控平移台固定于所述下部支架的侧壁上，所述自定心机构固定于所述Z轴电控平移台的一侧，所述自定心机构用于夹取油管，所述自定心机构由所述Z轴电控平移台驱动在竖直方向运动并使油管与无人艇的受油口对接，所述控制器与所述摩擦轮传动机构、所述自定心机构和所述Z轴电控平移台连接。

2.根据权利要求1所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述油管收放机构还包括转向轮和限位转套，所述转向轮通过转向轮限位轴安装于所述上部支架上，所述转向轮设置于所述摩擦轮传动机构的一侧，所述转向轮的外侧设置有所述限位转套，所述限位转套的两端均通过螺栓安装于所述上部支架的腰型孔内。

3.根据权利要求2所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述油管收放机构还包括导引空心管和空心管夹片，所述导引空心管通过所述空心管夹片安装于所述上部支架上，所述导引空心管设置于所述转向轮下方，所述导引空心管与所述限位转套和所述转向轮之间的缝隙位置相对应。

4.根据权利要求3所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述摩擦轮传动机构包括第一电机、主动轮、从动轮、从动轮轴、基座、左压条、右压条、调节螺栓、螺母板和滑动座，所述基座固定于所述上部支架的一侧，所述基座上开设有安装槽，所述主动轮安装于所述安装槽内，所述第一电机安装在所述基座外壁上并与所述主动轮同轴相连，所述第一电机与所述控制器连接，所述从动轮通过所述从动轮轴安装于所述滑动座上，所述左压条和所述右压条分别位于所述从动轮的两侧且安装在所述基座上，所述左压条的内侧壁和所述右压条的内侧壁上均设置有滑槽，所述滑动座滑动连接于所述滑槽内，所述螺母板固定于所述基座、所述左压条和所述右压条的上方，所述调节螺栓穿过所述螺母板并能够顶住所述滑动座。

5.根据权利要求4所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述导引空心管的中心与所述导向机构的中心对齐，所述导向机构的中心与所述自定心机构的中心对齐。

6.根据权利要求5所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述导向机构包括喇叭口和夹片，所述喇叭口通过所述夹片固定于所述下部支架上，所述导引空心管的中心与所述喇叭口的中心对齐。

7.根据权利要求6所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述自定心机构包括卡盘基座、卡盘体、小锥齿轮、大锥齿轮、活动卡爪、第二电机和电机支架，所述卡盘体固定于所述卡盘基座上，所述卡盘体的中央和所述卡盘基座的中央均设有通孔，所述卡盘体的侧壁上周向设置有多个圆形槽，各所述圆形槽沿所述卡盘体的径向延伸，所述卡盘体的上部周向设置有多个导向槽，所述导向槽沿所述卡盘体的径向延伸，所述小锥齿轮安装于所述圆形槽内，所述大锥齿轮安装于所述卡盘体的通孔内并与所述小锥齿轮啮合相连，所述活动卡爪上的螺牙与所述大锥齿轮上表面的平面螺纹相匹配，所述活动卡爪设置于所述导向槽内，所述第二电机安装在所述电机支架上，所述电机支架与所述卡盘基座固定连接，所述第二电机的输出轴与一个所述小锥齿轮同轴相连，所述第二电机与所述控制器连接。

8.根据权利要求7所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述小锥齿轮设置为三个且所述小锥齿轮均匀分布于所述卡盘体的侧壁上，所述活动卡爪设置为三个且所述活动卡爪均匀分布于所述卡盘体的上部。

9.根据权利要求7所述的无人艇海上自主加油装置，其特征在于，所述Z轴电控平移台包括底板、丝杆、导轨、丝杆支撑座、滑台、联轴器和第三电机，所述底板沿竖直方向固定于所述下部支架上，所述丝杆通过所述丝杆支撑座固定于所述底板上，所述导轨与所述丝杆平行设置且固定于所述底板上，所述丝杆上螺纹连接有螺母，所述滑台与所述螺母固定连接，且所述滑台与所述导轨滑动连接，所述第三电机通过所述联轴器与所述丝杆同轴相连，所述第三电机与所述控制器连接，所述卡盘基座与所述滑台固定连接。