CN109353475B - 一种水下滑翔机回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下机器人领域，公开一种水下滑翔机回收方法：母船靠近滑翔机，回收人员手握打捞器，打捞器包括固定绳、定位钩环、拉力传感器和拉力感应执行装置，固定绳一端形成套圈并固定在定位钩环上，另一端穿过拉力感应执行装置并固定在母船上的绳索回收装置上；将两个打捞器的固定绳随同定位钩环分别套在滑翔机的头尾处，用力拉动手柄，拉力传感器感应到压力；当拉力传感器感应到设定压力时发送信号给拉力感应执行装置，拉力感应执行装置执行收缩固定绳以套紧滑翔机动作；绳索回收装置卷起回收固定绳，从而将滑翔机回收至母船上。本发明通过在打捞器上安装拉力感应器以及拉力感应执行装置，实现自动收缩固定绳以套紧滑翔机，方便高效。

Description

一种水下滑翔机回收方法

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，特别是涉及一种水下滑翔机回收方法。

背景技术

随着海洋资源开发和海防形势的变化，海洋利用区域不断扩大，并不断向深海、远海延伸，科技工作者开始致力于水下机器人的研究和应用。目前，已有很多不同种类的水下机器人应用到军事海洋技术、海洋科学技术考察、海底勘探、管路检修、油田勘探等多个行业领域，例如水下滑翔机、AUV、ROV等。

其中，水下滑翔机是一种新型的水下机器人，由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要。

但由于受到海上风浪的影响，水下滑翔机回收一直是世界性的难题，作业过程比较困难。目前回收主要有三种方式：①采用浮船坞型和升降平台进行水下对接回收作业，虽然能减小风浪的影响，但是需要专用支持母船，且专用母船造价和使用费用昂贵，不适合国内现状。②在水面上用母船起吊回收，一般都需要工作人员乘坐机动艇靠近水下机器人完成与回收机构的对接。该作业方式受风浪影响较大，当海况差时容易出现设备损坏和人员伤害的情况。③直接利用船上水手工作人员等，使用较长的套杆和导绳，待到水下滑翔机靠近船只时，人工进行套绳操作，然后使用起吊装置将水下滑翔机起吊至甲板。同样的，这种方法受风浪影响较大，滑翔机回收过程姿态不稳定，以及需要在甲板上安装大型起吊设备。

因此，需要一种操作简单、回收方便、可靠性高的回收方法。

发明内容

为了解决现有水下滑翔机回收存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种水下滑翔机回收方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种水下滑翔机回收方法，包括如下步骤：

S1、母船靠近浮在海面上的滑翔机，回收人员手握打捞器，该打捞器包括固定绳、定位钩环、手柄、拉力传感器和拉力感应执行装置，定位钩环固定在手柄末端，拉力传感器位于定位钩环底部，拉力感应执行装置安装在手柄上，固定绳一端形成可调节大小的套圈并用胶带固定在定位钩环上以用于初步套取滑翔机，固定绳另一端穿过拉力感应执行装置并固定在母船上的绳索回收装置上；

S2、将两个打捞器的固定绳随同定位钩环分别套在滑翔机的头尾处，用力拉动手柄，定位钩环底部的拉力传感器受滑翔机作用感应到压力；

S3、当拉力传感器感应到设定压力时发送信号给拉力感应执行装置，拉力感应执行装置收到信号后执行收缩固定绳以套紧滑翔机动作，具体为，固定绳沿回收方向移动，固定绳的套圈脱离胶带的束缚从而与定位钩环分离并套紧滑翔机，然后将固定绳与拉力感应执行装置分离，将定位钩环从滑翔机两端取出；

S4、绳索回收装置卷起回收固定绳，从而将滑翔机回收至母船上。

进一步的，步骤S1中固定绳一端经延伸导向装置导向后与绳索回收装置连接固定，延伸导向装置包括H型滑轮、伸缩杆和支撑架，H型滑轮通过伸缩杆固定在支撑架前端，支撑架上安装有伸缩杆控制器，固定绳自动套紧滑翔机后，伸缩杆控制器控制H型滑轮伸出船舷以便对固定绳进行导向，并避免滑翔机碰撞到船身。

进一步的，伸缩杆包括轴杆和轴套，H型滑轮固定在轴杆一端，轴杆另一端通过螺纹与轴套配合，轴套连接一电机的旋转轴，电机驱动轴套正反转从而实现轴杆在轴套中伸缩，从而控制H型滑轮伸出船舷的长度。

进一步的，步骤S3中拉力感应执行装置包括由电机驱动且互为反向旋转的两个尖齿轮，两个尖齿轮分别位于固定绳两侧以夹紧固定绳，齿轮的尖齿插入固定绳中，电机驱动齿轮旋转，齿轮带动固定绳沿回收方向移动，从而套紧滑翔机，待固定绳套紧滑翔机后，将固定绳从两个齿轮中间取出，实现固定绳与拉力感应执行装置分离。

本发明通过在打捞器上安装拉力感应器以及拉力感应执行装置，实现自动收缩固定绳以套紧滑翔机，方便高效；通过在船舷上设置延伸导向装置，避免了滑翔机在随固定绳回收至母船过程中与船身碰撞。本发明对绳索回收装置没有特殊要求，采用常见的卷扬机或绞盘即可，对于其他类似水下滑翔机外形的物体，比如类似筒状、棒状的水下、水面航行器等也适用，操作简单、回收方便、通用性好。

附图说明

图1示出了本发明实施例的打捞器示意图；

图2示出了本发明实施例的搬运小车示意图；

图3示出了本发明实施例的搬运小车运送滑翔机示意图；

图4示出了本发明实施例的延伸导向装置示意图；

图5示出了海上布放滑翔机示意图；

图6示出了打捞器套取滑翔机示意图；

图7示出了延伸导向装置对固定绳的导向示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种海洋水下滑翔机收放系统，包括母船1、搬运小车2、打捞器3和延伸导向装置4。延伸导向装置4固定在母船1的船舷上，母船1上设有绳索回收装置5，搬运小车2用于对滑翔机进行搬运。母船1上还安装有通用吊机8，通用吊机8的吊钩上吊有一电子释放器，该电子释放器设有一个由无线遥控器控制其开合的夹爪。

如图1所示，打捞器3包括固定绳301、定位钩环302、手柄303、拉力传感器304和拉力感应执行装置305，定位钩环302通过连接块306固定在手柄303末端，拉力传感器304安装在定位钩环302底部，拉力感应执行装置305安装在手柄303上。

固定绳301一端系成一环状(未示出)，另一端穿过该环，形成末端带有套圈的拉绳。固定绳的套圈用胶带固定在定位钩环302上以用于初步套取滑翔机6，其另一端穿过拉力感应执行装置305并如图6所示经由延伸导向装置4导向后固定在绳索回收装置5上。

拉力感应执行装置305包括由电机驱动且互为反向旋转的两个小型尖齿轮，两个尖齿轮分别位于固定绳301两侧以夹紧固定绳301，齿轮的尖齿插入固定绳301中，齿轮旋转时带动固定绳301沿手柄303轴向移动。拉力感应执行装置305设有侧开门，方便把固定绳取出，以实现固定绳和拉力感应执行装置的分离。

作为一种优选，固定绳301采用防滑、高韧性的尼龙绳索，其直径不小于8mm。手柄303采用长度可拼接的碳素杆，其具有轻便及高强度性能，且每段手柄的一端设有外螺纹，另一端设有内螺纹，各段手柄通过螺纹旋接在一起。拼接式的手柄303既节省存储空间又方便运输，还能根据所需的长度灵活拼接使用。

如图2和图3所示，搬运小车2包括相对的两个支撑板201以及连接两个支撑板201的数根可调节长度的连接杆。每根连接杆包括两个内连接杆202和一个外套杆203，外套杆203两端贯通，其上设有数个沿径向排列的调节通孔204，两个内连接杆202分别插入外套杆203两端，内连接杆202对应外套杆203的调节通孔204设有配合孔，螺栓205穿过外套杆203的调节通孔204和内连接杆202的配合孔并用螺母锁紧，配合孔通过与不同的调节通孔配合以实现对连接杆的长度调节。支撑板201上端设置为与滑翔机6外形相配合的弧形，支撑板201与滑翔机6接触的部分涂有防滑涂料，支撑板201底部装设有带自锁刹车功能的万向轮206。搬运小车2最好采用优质铝合金制造，这样使搬运小车2自身轻便的同时又保证小车的可靠性。通过采用搬运小车2代替人工运送，提高了海上搬运滑翔机6的工作效率以及安全性能。

如图4所示，延伸导向装置4包括H型滑轮401、伸缩杆402和支撑架403。伸缩杆402包括轴杆和轴套，H型滑轮401固定在轴杆一端，轴杆另一端通过螺纹与轴套配合，轴套连接一电机的旋转轴，该电机驱动轴套正反转从而实现轴杆在轴套中伸缩。支撑架403上安装有伸缩杆控制器404，该控制器404通过控制电机进而控制伸缩杆402延伸出船舷的长度。支撑架403尾部设有卡槽405，如图7所示，支撑架403通过卡槽405连接在船舷上并采用螺栓锁紧。

绳索回收装置5为卷扬机，根据水下滑翔机6的实际重量，可灵活地选择手摇卷扬机或电动卷扬机。绳索回收装置5也可以采用船用绞盘等其他具有相同原理和作用的通用机构。由于提升距离较短，而准确性要求较高，本发明优选采用电动卷扬机，进一步优选采用慢速电动卷扬机，并通过与延伸导向装置4配合实现自动回收水下滑翔机6。

水下滑翔机布放过程：采用搬运小车2将滑翔机6运送到指定布放位置，接着，如图5所示，将防滑吊带7宽松地套在滑翔机6上，防滑吊带至少为套在滑翔机首尾位置的两条，通用吊机上的电子释放器夹紧防滑吊带7，通用电机将滑翔机6吊离母船1放入海中，滑翔机6受到海水的浮力作用自动漂浮在海面上，最后，按下无线遥控器的开关使夹爪张开从而释放防滑吊带，回收防滑吊带即完成滑翔机的布放。

水下滑翔机回收过程，包括如下步骤：

S1、母船1靠近浮在海面上的滑翔机，回收人员手握打捞器3，该打捞器3包括固定绳301、定位钩环302、手柄303、拉力传感器304和拉力感应执行装置305，定位钩环302固定在手柄303末端，拉力传感器304位于定位钩环302底部，拉力感应执行装置305安装在手柄303上，固定绳301一端形成可调节大小的套圈并用胶带固定在定位钩环302上以用于初步套取滑翔机6，固定绳301另一端穿过拉力感应执行装置305并固定在母船1上的绳索回收装置5上；

S2、将两个打捞器3的固定绳301随同定位钩环302分别套在滑翔机6的头尾处，用力拉动手柄303，定位钩环302底部的拉力传感器304受滑翔机6作用感应到压力；

S3、当拉力传感器304感应到设定压力时发送信号给拉力感应执行装置305，拉力感应执行装置305收到信号后执行收缩固定绳301以套紧滑翔机6动作，具体为，固定绳301沿回收方向移动，固定绳304的套圈脱离胶带的束缚从而与定位钩环302分离并套紧滑翔机6，然后将固定绳301与拉力感应执行装置305分离，将定位钩环302从滑翔机6两端取出；

S4、绳索回收装置5卷起回收固定绳301，从而将滑翔机6回收至母船1上。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (4)

1.一种水下滑翔机回收方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、母船靠近浮在海面上的滑翔机，回收人员手握打捞器，该打捞器包括固定绳、定位钩环、手柄、拉力传感器和拉力感应执行装置，定位钩环固定在手柄末端，拉力传感器位于定位钩环底部，拉力感应执行装置安装在手柄上，固定绳一端形成可调节大小的套圈并用胶带固定在定位钩环上以用于初步套取滑翔机，固定绳另一端穿过拉力感应执行装置并固定在母船上的绳索回收装置上；

S2、将两个打捞器的固定绳随同定位钩环分别套在滑翔机的头尾处，用力拉动手柄，定位钩环底部的拉力传感器受滑翔机作用感应到压力；

S3、当拉力传感器感应到设定压力时发送信号给拉力感应执行装置，拉力感应执行装置收到信号后执行收缩固定绳以套紧滑翔机动作，具体为，固定绳沿回收方向移动，固定绳的套圈脱离胶带的束缚从而与定位钩环分离并套紧滑翔机，然后将固定绳与拉力感应执行装置分离，将定位钩环从滑翔机两端取出；

S4、绳索回收装置卷起回收固定绳，从而将滑翔机回收至母船上。

2.根据权利要求1所述的水下滑翔机回收方法，其特征在于：步骤S1中固定绳一端经延伸导向装置导向后与绳索回收装置连接固定，延伸导向装置包括H型滑轮、伸缩杆和支撑架，H型滑轮通过伸缩杆固定在支撑架前端，支撑架上安装有伸缩杆控制器，固定绳自动套紧滑翔机后，伸缩杆控制器控制H型滑轮伸出船舷以便对固定绳进行导向，并避免滑翔机碰撞到船身。

3.根据权利要求2所述的水下滑翔机回收方法，其特征在于：伸缩杆包括轴杆和轴套，H型滑轮固定在轴杆一端，轴杆另一端通过螺纹与轴套配合，轴套连接一电机的旋转轴，电机驱动轴套正反转从而实现轴杆在轴套中伸缩，从而控制H型滑轮伸出船舷的长度。

4.根据权利要求1所述的水下滑翔机回收方法，其特征在于：步骤S3中拉力感应执行装置包括由电机驱动且互为反向旋转的两个尖齿轮，两个尖齿轮分别位于固定绳两侧以夹紧固定绳，齿轮的尖齿插入固定绳中，电机驱动齿轮旋转，齿轮带动固定绳沿回收方向移动，从而套紧滑翔机，待固定绳套紧滑翔机后，将固定绳从两个齿轮中间取出，实现固定绳与拉力感应执行装置分离。