CN109250037B - 一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置 - Google Patents

Abstract

一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置，包括成框架式结构的机架，机架的顶面中部安装有控制器，控制器的下方安装有摄像头，控制器的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个电机折叠支撑架，每个电机折叠支撑架的头部固定有旋转电机，旋转电机的输出端安装有螺旋桨固定板，螺旋桨固定板上安装螺旋桨，每个电机折叠支撑架的头部还固定有十字形的导管固定架，导管固定架的外部安装圆形的导管；机架的内部一侧位置还安装有电池箱固定座，电池箱固定座的内部安装有电池，机架的底部对称安装有自夹式抓捕装置，两个自夹式抓捕装置抓住滑翔器；机架底部两端位置分别安装有空气气囊。使用灵活可靠。

Description

一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置

技术领域

本发明涉及布放回收装置技术领域，尤其是一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置。

背景技术

水下滑翔器在获取海洋环境相关测试数据过程中，首要环节是将滑翔器安全地从母船布放到海洋中，最后安全地将水下滑翔器从海中回收。水下滑翔器是一台精密的测试装置，其耐压结构体为铝合金，表面硬度较弱，不能与船体或硬物发生碰撞。由于海上有风、浪、流的影响，搭载水下滑翔器的母船在作业时存在较大的纵倾、横倾摆动，晃动比较剧烈，难以避免滑翔器与船体之间的碰撞，因此滑翔器海上布放回收工作存在一定的难度。

目前国内对水下滑翔器的布放回收主要采用渔网式布放回收、滑道式布放回收、夹具式布放回收等，上述对水下滑翔的布放回收方式对母船和布放回收人员数量都有一定的要求，同时水下滑翔器在回收时容易与母船发生碰撞，存在损坏水下滑翔器的危险，通过上述方式实现水下滑翔器快速布放回收都存在一定难度。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置，从而可以方便的实现各种水下滑翔器的布放回收工作，适应能力强，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置，包括成框架式结构的机架，所述机架的顶面中部安装有控制器，所述控制器的下方安装有摄像头，所述控制器的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个电机折叠支撑架，每个电机折叠支撑架的头部固定有旋转电机，所述旋转电机的输出端安装有螺旋桨固定板，所述螺旋桨固定板上安装螺旋桨，每个电机折叠支撑架的头部还固定有十字形的导管固定架，所述导管固定架的外部安装圆形的导管；所述机架的内部一侧位置还安装有电池箱固定座，所述电池箱固定座的内部安装有电池，所述机架的底部对称安装有自夹式抓捕装置，两个自夹式抓捕装置抓住滑翔器；所述机架底部两端位置分别安装有空气气囊。

其进一步技术方案在于：

控制器的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个支撑杆，所述支撑杆头部形成有法兰面，所述电机折叠支撑架的端面同样形成有法兰面，两个法兰面之间通过旋转销轴连接。

所述自夹式抓捕装置的结构为：包括电机固定座，所述电机固定座一端通过密封圈和防水线密封件安装电机密封盖，所述电机固定座内部安装夹紧电机，所述夹紧电机的输出端通过联轴器安装蜗杆，所述电机固定座另一端通过紧固件安装联轴器密封桶，联轴器密封桶的内部通过唇形密封圈安装联轴器，所述联轴器密封桶的后端安装有蜗轮蜗杆固定座，所述蜗轮蜗杆固定座上安装蜗杆，所述蜗杆的两端通过轴承支撑，与蜗杆啮合有蜗轮，所述蜗轮中部为蜗轮轴，所述蜗轮轴的一端安装有轴承挡圈、轴套和轴承端盖，另一端通过键和螺母安装有弧形夹紧臂。

所述轴承的外部安装有轴承座，所述轴承座的底部安装接近开关固定座，所述接近开关固定座上安装接近开关。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过遥控的飞行载体平台的方式将水下滑翔器由母船直接起飞布放到目标海域，或由目标海域回收到母船上，并进行自主返航进行下一台水下滑翔器的布放与回收，本发明的布放回收装置在母船上可以操作，不需要其他操作人员下水作业，降低对母船的设备要求，提高水下滑翔器布放回收安全性，大幅提升水下滑翔器的布放回收效率。

本发明既可以在空中运输、布放水下滑翔器，又可以在水面抓捕、回收水下滑翔器，其整体装置包含控制整个装置飞行悬浮的飞行载体平台，所述飞行载体平台包含螺旋桨、导管、电机、控制系统，通过电机带动螺旋桨旋转提供整个装置的飞行升力。在飞行载体平台的底部安装自夹式抓捕装置，该装置通过蜗轮蜗杆传动实现对水下滑翔器的夹紧，在机架底部安装空气气囊，在水面对水下滑翔器进行回收时通过空气气囊提供整个装置的浮力，实现装置水面作业功能。

本发明可以高效的完成水下滑翔器布放与回收工作，适用于各种水下滑翔器的布放回收。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的侧视图。

图3为图1的俯视图。

图4为本发明电机折叠支撑架的折叠原理图。

图5为本发明自夹式抓捕装置的结构示意图。

图6为本发明蜗轮的安装示意图。

图7为本发明在工作状态时的示意图(水面作业)。

其中：1、螺旋桨；2、旋转电机；3、导管；4、导管固定架；5、电机折叠支撑架；6、螺旋桨固定板；7、机架；701、支撑杆；8、控制器；9、滑翔器；10、电池；11、电池箱固定座；12、空气气囊；13、摄像头；14、自夹式抓捕装置；15、旋转销轴；16、防水线密封件；17、密封圈；18、电机密封盖；19、电机固定座；20、夹紧电机；21、联轴器密封桶；22、联轴器；23、唇形密封圈；24、蜗轮蜗杆固定座；25、蜗杆；26、轴承；27、接近开关固定座；28、接近开关；29、弧形夹紧臂；30、蜗轮；31、轴承端盖；32、轴承挡圈；33、蜗轮轴；34、键；35、螺母；36、轴套；37、水面。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置，包括成框架式结构的机架7，机架7的顶面中部安装有控制器8，控制器8的下方安装有摄像头13，控制器8的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个电机折叠支撑架5，每个电机折叠支撑架5的头部固定有旋转电机2，旋转电机2的输出端安装有螺旋桨固定板6，螺旋桨固定板6上安装螺旋桨1，每个电机折叠支撑架5的头部还固定有十字形的导管固定架4，导管固定架4的外部安装圆形的导管3；机架7的内部一侧位置还安装有电池箱固定座11，电池箱固定座11的内部安装有电池10，机架7的底部对称安装有自夹式抓捕装置14，两个自夹式抓捕装置14抓住滑翔器9；机架7底部两端位置分别安装有空气气囊12。

如图4所示，控制器8的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个支撑杆701，支撑杆701头部形成有法兰面，电机折叠支撑架5的端面同样形成有法兰面，两个法兰面之间通过旋转销轴15连接。

如图5和图6所示，自夹式抓捕装置14的结构为：包括电机固定座19，电机固定座19一端通过密封圈17和防水线密封件16安装电机密封盖18，电机固定座19内部安装夹紧电机20，夹紧电机20的输出端通过联轴器22安装蜗杆25，电机固定座19另一端通过紧固件安装联轴器密封桶21，联轴器密封桶21的内部通过唇形密封圈23安装联轴器22，联轴器密封桶21的后端安装有蜗轮蜗杆固定座24，蜗轮蜗杆固定座24上安装蜗杆25，蜗杆25的两端通过轴承26支撑，与蜗杆25啮合有蜗轮30，蜗轮30中部为蜗轮轴33，蜗轮轴33的一端安装有轴承挡圈32、轴套36和轴承端盖31，另一端通过键34和螺母35安装有弧形夹紧臂29。

轴承26的外部安装有轴承座，轴承座的底部安装接近开关固定座27，接近开关固定座27上安装接近开关28。

本发明的具体结构为：

飞行悬浮水下滑翔器布放回收装置主要由飞行载体平台、自夹式抓捕装置14、气囊等组成。机架7与电机折叠支撑架5组成飞行载体平台的机体，构成整个布放回收装置的结构主体，承载整个装置的载荷。飞行载体平台旋翼支撑架采用可折叠的方式，其折叠原理见图4，电机折叠支撑架5与机架7中间通过两个法兰面断开，法兰面通过旋转销轴15连接在一起，电机折叠支撑架5可以通过旋转销轴15绕机架7旋转90°，由水平方向转到垂直方向，实现支撑架的可折叠，达到缩小结构尺寸的目的。

旋转电机2通过螺钉安装固定在电机折叠支撑架5上，螺旋桨1通过螺旋桨固定板6安装固定在旋转电机2上，旋转电机2为螺旋桨1提供旋转动力输入，螺旋桨1为整个装置提供起飞的升力，通过多个螺旋桨1旋转将整个布放回收装置运输到空中，导管3通过导管固定架4固定在电机折叠支撑架5，导管3能够提高螺旋桨1旋转产生的升力，同时保护操作人员不被螺旋桨1的叶片划伤。

控制器8安装在机架7上，是整个布放回收装置的“大脑”，控制整个装置的飞行、夹紧装置的动作等。电池10安装在电池箱固定座11上，为装置提供能源输出。摄像头13安装在机架7的上部，用于观测水下滑翔器9与装置的相对位置，判断是否具备夹紧水下滑翔器9的位置条件。

自夹式抓捕装置14是整个水面37自主布放回收装置关键部件之一，该系统是与水下滑翔器9直接接触的载体，从水下滑翔器9抓捕安全性考虑，夹紧系统采用双夹紧，双动作的作业方式，提高水下滑翔器9的抓捕成功率。

自夹式抓捕装置14主要由夹紧电机20、电机固定座19、联轴器22、蜗轮蜗杆固定座24、蜗杆25；轴承26、接近开关28、弧形夹紧臂29、蜗轮30、蜗轮轴33等组成。夹紧电机20通过螺钉固定在电机固定座19上，电机固定座19上有轴向和径向定位孔，确保抓捕电机20安装位置准确。

电机密封盖18安装在电机固定座19上，密封圈17安装在电机密封盖18上，通过螺钉压紧，确保电机固定座19内不从端面漏水，保护夹紧电机20，防水封头安装在电机密封板上，防水封头上有密封圈17，通过端面螺纹压紧，防止水从端面漏入电机基座内，夹紧电机的控制线和电源线从防水线密封件16中间穿出，通过防水线密封件16螺纹压紧内部密封件，确保电机线的水密。

夹紧电机20通过联轴器22与蜗杆25连接，电机的旋转运动传递到蜗杆25上，联轴器22安装在联轴器密封桶21内，联轴器密封桶21两端安装唇形密封圈23，确保整个密封桶内的水密，保护夹紧电机20。

蜗杆25安装在蜗轮蜗杆固定座24上，两端通过角接触球轴承26固定在蜗轮蜗杆固定座24上，角接触球轴承26能够承载蜗杆25产生的法向载荷和轴向载荷，在蜗杆25的输入端安装唇形密封圈23，确保水不从蜗杆25轴端漏入联轴器密封桶21内，保护夹紧电机20。

蜗轮30安装在蜗轮轴33上，通过轴上的键34实现蜗轮30与蜗轮轴33同步旋转，蜗轮轴33两端安装轴承，通过轴承端盖31对轴承进行固定，轴套36安装在轴承与蜗轮30之间，对蜗轮30进行轴向定位。

弧形夹紧臂29安装在蜗轮轴33上，通过轴上的键34实现同步旋转，螺母35将弧形夹紧臂29旋紧固定在蜗轮轴33上面，实现弧形夹紧臂29与蜗轮轴33的同步动作。

夹紧电机20通过联轴器22带动蜗杆25旋转，蜗杆25带动蜗轮30旋转，蜗轮30带动弧形夹紧臂29旋转，弧形夹紧臂29由垂直状态变为水29平夹紧状态，左右两个弧形夹紧臂29同时动作将滑翔器9夹紧，前后两套弧形夹紧臂通过双动作双夹紧的形式将滑翔器9同时夹紧。当弧形夹紧臂29夹紧滑翔器9到达预定位置触发接近开关28，控制器8控制电动停止旋转，通过蜗轮蜗杆的自锁特性保持当前夹紧状态，实现水下滑翔器9的夹紧动作。

在机架7的底部安装空气气囊12，悬浮式水下滑翔器布放回收装置在布放与回收滑翔时，依靠空气气囊12浮在水面37上面，实现装置的水面作业功能。空气气囊12一方面为布放回收装置水面作业时提供浮力，另一方面为布放回收装置回收后软着陆，保护滑翔器9在回收到甲板面上不发生损坏，实现空中与水面两栖作业。

实际工作过程中：

如图7所示，通过在底部安装空气气囊12，为装置提供水面作业的浮力，对水下滑翔器进行水面37抓捕作业，实现空中与水面两栖作业。采用前后两套弧形夹紧臂29，通过双动作双夹紧的形式将滑翔器9同时夹紧，利用蜗轮蜗杆的自锁特性保持夹紧状态。通过可折叠支撑装置，无需作业时可进行折叠存储，缩小装置的结构尺寸，减少装置占用的存储空间。本发明适用于水下滑翔器布放回收使用环境。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (2)

1.一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置，其特征在于：包括成框架式结构的机架(7)，所述机架(7)的顶面中部安装有控制器(8)，所述控制器(8)的下方安装有摄像头(13)，所述控制器(8)的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个电机折叠支撑架(5)，每个电机折叠支撑架(5)的头部固定有旋转电机(2)，所述旋转电机(2)的输出端安装有螺旋桨固定板(6)，所述螺旋桨固定板(6)上安装螺旋桨(1)，每个电机折叠支撑架(5)的头部还固定有十字形的导管固定架(4)，所述导管固定架(4)的外部安装圆形的导管(3)；所述机架(7)的内部一侧位置还安装有电池箱固定座(11)，所述电池箱固定座(11)的内部安装有电池(10)，所述机架(7)的底部对称安装有自夹式抓捕装置(14)，两个自夹式抓捕装置(14)抓住滑翔器(9)；所述机架(7)底部两端位置分别安装有空气气囊(12)；控制器(8)的圆周方向外圈均匀间隔安装有多个支撑杆(701)，所述支撑杆(701)头部形成有法兰面，所述电机折叠支撑架(5)的端面同样形成有法兰面，两个法兰面之间通过旋转销轴(15)连接；所述自夹式抓捕装置(14)的结构为：包括电机固定座(19)，所述电机固定座(19)一端通过密封圈(17)和防水线密封件(16)安装电机密封盖(18)，所述电机固定座(19)内部安装夹紧电机(20)，所述夹紧电机(20)的输出端通过联轴器(22)安装蜗杆(25)，所述电机固定座(19)另一端通过紧固件安装联轴器密封桶(21)，联轴器密封桶(21)的内部通过唇形密封圈(23)安装联轴器(22)，所述联轴器密封桶(21)的后端安装有蜗轮蜗杆固定座(24)，所述蜗轮蜗杆固定座(24)上安装蜗杆(25)，所述蜗杆(25)的两端通过轴承(26)支撑，与蜗杆(25)啮合有蜗轮(30)，所述蜗轮(30)中部为蜗轮轴(33)，所述蜗轮轴(33)的一端安装有轴承挡圈(32)、轴套(36)和轴承端盖(31)，另一端通过键(34)和螺母(35)安装有弧形夹紧臂(29)。

2.如权利要求1所述的一种飞行悬浮式水下滑翔器布放回收装置，其特征在于：所述轴承(26)的外部安装有轴承座，所述轴承座的底部安装接近开关固定座(27)，所述接近开关固定座(27)上安装接近开关(28)。