CN109693771A - 一种uuv用重载荷搭载与释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无人水下航行器领域，具体地说是一种UUV用重载荷搭载与释放装置，框架结构与主航行体相连，液压阀箱及抱紧机构分别安装在框架结构上，重载荷放置在框架结构上，通过液压阀箱驱动控制抱紧机构抱紧或释放；限位块安装在框架结构上，液压油缸安装在框架结构上、并与液压阀箱相连，液压油缸的输出端由限位块插入，限位块的两侧分别设有铰接于框架结构上的抱环，抱环的一端抱紧或释放重载荷，另一端分别通过万向节、液压驱动连杆机构与液压油缸的输出端连接，两侧的抱环通过液压油缸的驱动同步向内转动抱紧重载荷或向外转动释放重载荷。本发明通过液压油缸带动液压驱动连杆机构动作，形成死点结构，抱紧动作牢固可靠。

Description

一种UUV用重载荷搭载与释放装置
技术领域
本发明属于无人水下航行器领域，具体地说是一种UUV用重载荷搭载与释放装置。
背景技术
UUV(无人水下航行器，Unmanned Underwater Vehicle，UUV)作为可以在水下自主航行的移动节点，具有传统航行器无法比拟的优势，在海洋环境研究、海洋资源探测和开发等民用领域和海洋军事方面具有广阔的应用前景和巨大的潜在价值。随着人类探索海洋程度的加深以及任务需求的发展，大型UUV逐渐成为发展主流。以大型UUV为主体，搭载具有多种功能的重载荷，可隐蔽执行多种任务。
目前，普遍应用的UUV多以中小型为主，或不具备搭载重型载荷的能力，或具备一定的搭载能力但无法在大型UUV领域推广。因此，鉴于大型UUV的特殊性及发展前景，有必要设计一种UUV用重载荷搭载与释放装置，以满足多样化任务需求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种UUV用重载荷搭载与释放装置。该重载荷搭载与释放装置通过液压油缸驱动连杆机构实现载荷的抱紧与释放，主要应用于大型UUV水下搭载并释放具有正浮力特征，且具备多种功能的重载荷。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括框架结构、液压阀箱、抱紧机构及重载荷，其中框架结构与主航行体相连，所述液压阀箱及抱紧机构分别安装在框架结构上，所述重载荷放置在框架结构上，通过所述液压阀箱驱动控制抱紧机构抱紧或释放；所述抱紧机构包括抱环、限位块、万向节液压油缸及液压驱动连杆机构，该限位块安装在所述框架结构上，所述液压油缸安装在框架结构上、并与液压阀箱相连，液压油缸的输出端由限位块插入，所述限位块的两侧分别设有铰接于框架结构上的抱环，该抱环的一端抱紧或释放所述重载荷，另一端分别通过所述万向节、液压驱动连杆机构与液压油缸的输出端连接，两侧的所述抱环通过液压油缸的驱动同步向内转动抱紧重载荷或向外转动释放重载荷；
其中：所述液压驱动连杆机构包括推拉杆A、推拉杆B、组合导向杆及轴套，该组合导向杆与所述限位块滑动连接，组合导向杆的一端套设有轴套，另一端与所述液压油缸的输出端相连；所述推拉杆A及推拉杆B分别设置于组合导向杆的两侧，该推拉杆A及推拉杆B的一端分别与两侧的万向节铰接，另一端分别与所述轴套相连；
所述组合导向杆包括导向销A、导向销B及连接板，该导向销A及导向销B位于所述限位块内，导向销A及导向销B的两端均由限位块的上下表面穿出、并均连接有连接板，所述导向销A由轴套穿过，所述导向销B由液压油缸输出端的关节轴承穿过；
所述限位块为中空结构，前后左右四面分别开孔，该限位块的上下表面上均开设有滑槽，所述导向销A及导向销B的两端分别由限位块上下表面上开设的滑槽穿出，分别与位于限位块外部的所述连接板固接；所述导向销A及导向销B在抱环抱紧或释放过程中在滑槽内往复滑动；
所述推拉杆A的一端与轴套相连，另一端与同侧的万向节一端铰接，该万向节的另一端与同侧的抱环的另一端铰接；所述推拉杆B的一端轴套相连，另一端与同侧的万向节一端铰接，该万向节的另一端与同侧的抱环的另一端铰接；
每侧的所述万向节两端的铰接方向相互垂直，将所述液压驱动连杆机构的动作方向由水平方向转换为垂直方向，控制所述抱环抱紧或释放；
所述液压油缸的缸体通过支座安装在框架结构上，该液压油缸的输出端伸出，驱动所述推拉杆A及推拉杆B形成死点结构，保持两侧所述抱环抱紧动作，所述液压油缸的输出端缩回，两侧所述抱环打开，重载荷被释放脱离。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过液压油缸带动液压驱动连杆机构动作，形成死点结构，抱紧动作牢固可靠。
2.本发明通过液压油缸驱动抱紧机构实现重载荷的水下抱紧与释放，结构简单紧凑，占用空间小。
3.本发明通过液压油缸驱动抱紧机构实现重载荷的水下抱紧与释放，工作过程较为隐蔽。
4.本发明采用框架结构实现重载荷及其他设备的承载与安装，结构简单，承载能力大，功能拓展性强。
附图说明
图1为本发明与主航行体的装配示意图；
图2为本发明的轴测图；
图3为本发明抱紧机构的轴测图；
图4为本发明抱紧机构(抱紧状态)的主视图；
图5为本发明抱紧机构(抱紧状态)的俯视图；
图6为本发明抱紧机构(抱紧状态)的左视图；
图7为本发明抱紧机构(释放状态)的主视图；
图8为本发明抱紧机构(释放状态)的俯视图；
图中：1为框架结构，2为液压阀箱，3为抱紧机构，4为重载荷，5为抱环，6为限位块，7为万向节，8为推拉杆A，9为推拉杆B，10为液压油缸，11为支座，12为轴套，13为导向销A，14为导向销B，15为连接板，16为销轴A，17为销轴B，18为销轴C，19为滑槽，A为重载荷搭载与释放装置，B为主航行体，C为液压驱动连杆机构，D为组合导向杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1、图2所示，本发明包括框架结构1、液压阀箱2、抱紧机构3及重载荷4，其中框架结构1用于安装包括重载荷4在内的各种舱外设备，并与主航行体B固定连接；液压阀箱2安装在框架结构1上，用于驱动和控制抱紧机构3的动作；抱紧机构3设置于框架结构1内部，通过液压阀箱2的驱动，用于UUV水下重载荷4的抱紧与释放。
如图3～8所示，抱紧机构3包括抱环5、限位块6、万向节7液压油缸10及液压驱动连杆机构C，限位块6固定在框架结构1上，为中空结构，前后左右四面分别开孔，该限位块6的上下表面上均开设有滑槽19。液压油缸10的缸体通过支座11固定安装在框架结构1上，输出端插入到限位块6的内部，液压油缸10通过管路与液压阀箱2相连，由液压阀箱2控制。限位块6的两侧分别设有抱环5，该抱环5通过销轴A16铰接于框架结构1上，一端呈圆弧状、用于抱紧或释放重载荷4，两侧的抱环5的另一端分别通过万向节7、液压驱动连杆机构C与液压油缸10的输出端连接，两侧的抱环5通过液压油缸10的驱动同步向内转动抱紧重载荷4或向外转动释放重载荷4。
液压驱动连杆机构C包括推拉杆A8、推拉杆B9、组合导向杆D及轴套12，该组合导向杆D与限位块6滑动连接，组合导向杆D的一端套设有轴套12，另一端与液压油缸10的输出端相连。推拉杆A8及推拉杆B9分别设置于组合导向杆D的两侧，该推拉杆A8及推拉杆B9的一端分别与两侧的万向节7铰接，另一端分别与轴套12相连。
组合导向杆D包括导向销A13、导向销B14及连接板15，该导向销A13及导向销B14位于限位块6内，导向销A13及导向销B14的两端均由限位块6上下表面上开设的滑槽19穿出，分别与位于限位块6外部的连接板15固接，导向销A13及导向销B14在抱环5抱紧或释放过程中在滑槽19内往复滑动，进一步控制液压驱动连杆机构C的动作方向。导向销A13由轴套12穿过，导向销B14由液压油缸10输出端的关节轴承穿过。
推拉杆A8的一端与轴套12相连，另一端与同侧的万向节7一端通过销轴C18铰接，该万向节7的另一端与同侧的抱环5的另一端通过销轴B17铰接。推拉杆B9的一端轴套12相连，另一端与同侧的万向节7一端铰接，该万向节7的另一端与同侧的抱环5的另一端铰接。每侧的万向节7两端的铰接方向相互垂直，将液压驱动连杆机构C的动作方向由水平方向转换为垂直方向，控制抱环5抱紧或释放。
本发明的工作原理为：
重载荷4置于框架结构1上部的设定位置。液压油缸10的输出端伸出，驱动推拉杆A8及推拉杆B9形成死点结构，带动两侧的抱环5向内转动保持抱紧动作、抱紧重载荷4。UUV航行至预定位置或接受上级任务后，控制计算机发出指令给液压阀箱2，由液压阀箱2控制液压油缸10的输出端缩回，驱动推拉杆A8及推拉杆B9带动抱环5向外转动、打开两侧抱环5，释放重载荷4，重载荷4脱离后在自身作用下实施下一步任务。
本发明通过液压带动液压驱动连杆机构，利用死点结构实现重载荷4的抱紧，为大型UUV提供了一个全新的重载荷搭载与释放形式。

Claims (7)

1.一种UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：包括框架结构(1)、液压阀箱(2)、抱紧机构(3)及重载荷(4)，其中框架结构(1)与主航行体(B)相连，所述液压阀箱(2)及抱紧机构(3)分别安装在框架结构(1)上，所述重载荷(4)放置在框架结构(1)上，通过所述液压阀箱(2)驱动控制抱紧机构(3)抱紧或释放；所述抱紧机构(3)包括抱环(5)、限位块(6)、万向节(7)液压油缸(10)及液压驱动连杆机构(C)，该限位块(6)安装在所述框架结构(1)上，所述液压油缸(10)安装在框架结构(1)上、并与液压阀箱(2)相连，液压油缸(10)的输出端由限位块(6)插入，所述限位块(6)的两侧分别设有铰接于框架结构(1)上的抱环(5)，该抱环(5)的一端抱紧或释放所述重载荷(4)，另一端分别通过所述万向节(7)、液压驱动连杆机构(C)与液压油缸(10)的输出端连接，两侧的所述抱环(5)通过液压油缸(10)的驱动同步向内转动抱紧重载荷(4)或向外转动释放重载荷(4)。
2.根据权利要求1所述的UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：所述液压驱动连杆机构(C)包括推拉杆A(8)、推拉杆B(9)、组合导向杆(D)及轴套(12)，该组合导向杆(D)与所述限位块(6)滑动连接，组合导向杆(D)的一端套设有轴套(12)，另一端与所述液压油缸(10)的输出端相连；所述推拉杆A(8)及推拉杆B(9)分别设置于组合导向杆(D)的两侧，该推拉杆A(8)及推拉杆B(9)的一端分别与两侧的万向节(7)铰接，另一端分别与所述轴套(12)相连。
3.根据权利要求2所述的UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：所述组合导向杆(D)包括导向销A(13)、导向销B(14)及连接板(15)，该导向销A(13)及导向销B(14)位于所述限位块(6)内，导向销A(13)及导向销B(14)的两端均由限位块(6)的上下表面穿出、并均连接有连接板(15)，所述导向销A(13)由轴套(12)穿过，所述导向销B(14)由液压油缸(10)输出端的关节轴承穿过。
4.根据权利要求3所述的UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：所述限位块(6)为中空结构，前后左右四面分别开孔，该限位块(6)的上下表面上均开设有滑槽(19)，所述导向销A(13)及导向销B(14)的两端分别由限位块(6)上下表面上开设的滑槽(19)穿出，分别与位于限位块(6)外部的所述连接板(15)固接；所述导向销A(13)及导向销B(14)在抱环(5)抱紧或释放过程中在滑槽(19)内往复滑动。
5.根据权利要求2所述的UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：所述推拉杆A(8)的一端与轴套(12)相连，另一端与同侧的万向节(7)一端铰接，该万向节(7)的另一端与同侧的抱环(5)的另一端铰接；所述推拉杆B(9)的一端轴套(12)相连，另一端与同侧的万向节(7)一端铰接，该万向节(7)的另一端与同侧的抱环(5)的另一端铰接。
6.根据权利要求5所述的UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：每侧的所述万向节(7)两端的铰接方向相互垂直，将所述液压驱动连杆机构(C)的动作方向由水平方向转换为垂直方向，控制所述抱环(5)抱紧或释放。
7.根据权利要求2所述的UUV用重载荷搭载与释放装置，其特征在于：所述液压油缸(10)的缸体通过支座(11)安装在框架结构(1)上，该液压油缸(10)的输出端伸出，驱动所述推拉杆A(8)及推拉杆B(9)形成死点结构，保持两侧所述抱环(5)抱紧动作，所述液压油缸(10)的输出端缩回，两侧所述抱环(5)打开，重载荷(4)被释放脱离。
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