CN110341915B - 一种船载大型无人装备水下投送回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船载大型无人装备水下投送回收系统，包括滑道、投送回收推动装置、返回引导装置、被投放设备和控制装置，投送回收推动装置包括推动块、推动对接头、推动对接腔和推进机构，推动对接头设于推动块的顶部中心，推动对接腔设于推动块的底部中心，推进机构设于推动块内腔中，返回引导装置包括返回引导块、定位机构和返回对接腔，返回对接腔设于返回引导块的中心，定位机构设于返回引导块中，被投放设备顶部集成投放对接头，推动对接头与返回对接腔相配置，投放对接头与推动对接腔相配置，定位机构与滑道表面相配置，控制装置控制实现装置之间的对接和脱离，实现返回引导装置的定位。本发明实现船载大型无人装备的自动化水下投送和回收。

Description

一种船载大型无人装备水下投送回收系统

技术领域

本发明属于水面交通运输的技术领域，特别涉及一种船载大型无人装备水下投送回收系统。

背景技术

随着海上无人技术的日益发展，无人潜器、自主巡游设备等类装备技术发展迅猛，其在军事和民事上的用途日益广泛。该类无人装备均具有航速小、航程短等特点，需要母船携带至特定的海域投送，以充分发挥该类设备的使用效能，传统的水面投送受投送装备的影响存在投送海况低，投送保障要求高，自主回收困难，投送容易被监视等等问题，因而迫切需要开拓新的投送与回收思路。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术需求而提供一种船载大型无人装备水下投送回收系统，实现无人设备的自动化投送和回收，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于：包括滑道、投送回收推动装置、返回引导装置、被投放设备和控制装置，所述滑道包括相对设置的垂直滑道和弯曲滑道，所述弯曲滑道由水平段、弧形段和竖直段从上往下顺次组成，所述垂直滑道和弯曲滑道由多根圆柱紧密排列组成，所述投送回收推动装置包括推动块、推动对接头、推动对接腔和推进机构，所述推动对接头设于所述推动块的顶部中心，所述推动对接腔设于推动块的底部中心，所述推进机构设于推动块内腔中，所述返回引导装置包括返回引导块、定位机构和返回对接腔，所述返回对接腔设于返回引导块的中心，所述定位机构设于返回引导块中，所述被投放设备顶部集成投放对接头，推动对接头与返回对接腔相配置，投放对接头与推动对接腔相配置，定位机构与滑道表面形成的波谷相配置，所述控制装置通过控制推动对接头和投放对接头实现装置之间的对接和脱离，通过控制定位机构实现返回引导装置的定位，垂直滑道和所述竖直段的间距与被投放设备的外径、推动块的外径和返回引导块的外径相等。

按上述方案，所述推动对接头和投放对接头结构相同，均由柱状凸块、左、右对接球、左、右对接弹簧、对接连接弹簧、对接伸缩块和对接驱动组件组成，所述柱状凸块内部设有贯通的T型对接空腔，所述左、右对接球分别与左、右对接弹簧一端相连，设于T型对接空腔的水平腔内，左、右对接弹簧另一端与所述对接连接弹簧的两端相连，所述对接伸缩块设于T型对接空腔的垂直腔内，顶部与对接连接弹簧的中心相连，所述对接驱动组件包括对接电机、对接齿轮和对接齿条，所述对接齿条铺设于对接伸缩块上，底部与所述对接齿轮相啮合，所述对接电机与对接齿轮的轮轴相连。

按上述方案，所述推动块为圆柱块体结构，底部中心设有推动对接腔，顶部沿周向均匀间隔设有多个容置腔，所述推动对接腔与所述投放对接头的外廓相配置，所述容置腔内设有所述推进机构。

按上述方案，所述推进机构为多个推进器，分别设于多个容置腔内。

按上述方案，所述返回引导块为圆柱块体结构，底部中心设有所述返回对接腔，上部设有贯通的十字型定位空腔，返回对接腔与所述推动对接头的外廓相配置，所述定位机构设于所述十字型定位空腔内。

按上述方案，所述定位机构包括左、右定位球、左、右定位弹簧、定位连接弹簧、定位伸缩块和定位驱动组件，所述左、右定位球分别与左、右定位弹簧一端相连，设于T型定位空腔的水平腔内，左、右定位弹簧另一端与所述定位连接弹簧的两端相连，所述定位伸缩块设于十字型定位空腔的垂直腔内，顶部与定位连接弹簧的中心相连，所述定位驱动组件包括定位电机、定位齿轮和定位齿条，所述定位齿条铺设于定位伸缩块上，底部与所述定位齿轮相啮合，所述定位电机与定位齿轮的轮轴相连。

按上述方案，所述推动块上安设通信声呐和摄像设备，所述推动对接头顶部连接复合电缆，所述复合电缆一端分别与所述推进机构、通信声呐和摄像设备相连，另一端与所述控制装置相连。

按上述方案，所述控制装置为PLC控制器。

本发明的有益效果是：1、提供一种船载大型无人装备水下投送回收系统，提出大型无人装备水下投送、回收的解决思路，达到隐蔽投送的效果；2、大型无人装备一般具有较大的体积与重量，改变他的空间状态以适应投送装置较为困难，提出流畅线形的主体弯曲滑道设计方案，大型无人装备可以以存放状态直接投送，节省了改变空间状态需要的时间及其他配套设备代价，实现不间断投送，从而获得较高的投送效率；3、充分考虑水下投送装备的安全问题，设投送回收推动装置，使大型无人装备投送出舱后获得需要的初速度，摆脱船体六自由度运动给被投装备可能带来的危险，投送过程具有较高的海况适应能力；4、投送与回收过程具有实现全自动化操作的能力，降低了船员的工作负荷。

附图说明

图1为本发明一个实施例的投送准备的示意图。

图2为本发明一个实施例的投送后的示意图。

图3为本发明一个实施例的回收的示意图。

图4为本发明一个实施例的投送回收推动装置的结构示意图。

图5为本发明一个实施例的投送回收推动装置的仰视图。

图6为本发明一个实施例的返回引导装置的结构示意图。

图7为本发明一个实施例的返回引导装置与滑道的定位示意图。

其中：滑道1，投送回收推动装置2，返回引导装置3，被投放设备4，圆柱5，推动块6，推动对接头7，推动对接腔8，推进器9，返回引导块10，定位机构11，返回对接腔12，投放对接头13，柱状凸块14，左对接球15，右对接球16，左对接弹簧17，右对接弹簧18，对接连接弹簧19，对接伸缩块20，T型对接空腔21，容置腔22，十字型定位空腔23，左定位球24，右定位球25，左定位弹簧26，右定位弹簧27，定位连接弹簧28，定位伸缩块29，复合电缆30。

具体实施方式

现结合附图对本发明实施方式进行说明，本发明并不局限于下述实施例。

如图1-图3所示，一种船载大型无人装备水下投送回收系统，包括滑道1、投送回收推动装置2、返回引导装置3、被投放设备4和控制装置，滑道包括相对设置的垂直滑道和弯曲滑道，弯曲滑道由水平段、弧形段和竖直段从上往下顺次组成，垂直滑道和弯曲滑道由多根圆柱5紧密排列组成，投送回收推动装置包括推动块6、推动对接头7、推动对接腔8和推进机构，推动对接头设于推动块的顶部中心，推动对接腔设于推动块的底部中心，推进机构设于推动块内腔中，返回引导装置包括返回引导块10、定位机构11和返回对接腔12，返回对接腔设于返回引导块的中心，定位机构设于返回引导块中，被投放设备顶部集成投放对接头13，推动对接头与返回对接腔相配置，投放对接头与推动对接腔相配置，定位机构与滑道表面形成的波谷相配置，控制装置为PLC控制器，通过控制推动对接头和投放对接头实现装置之间的对接和脱离，通过控制定位机构实现返回引导装置的定位，垂直滑道和所述竖直段的间距与被投放设备的外径、推动块的外径和返回引导块的外径相等。

如图4-图5所示，推动对接头和投放对接头结构相同，均由柱状凸块14、左对接球15、右对接球16、左对接弹簧17、右对接弹簧18、对接连接弹簧19、对接伸缩块20和对接驱动组件组成，柱状凸块内部设有贯通的T型对接空腔21，所述左、右对接球分别与左、右对接弹簧一端相连，设于T型对接空腔的水平腔内，左、右对接弹簧另一端与对接连接弹簧的两端相连，对接伸缩块设于T型对接空腔的垂直腔内，顶部与对接连接弹簧的中心相连，对接驱动组件包括对接电机、对接齿轮和对接齿条，对接齿条铺设于对接伸缩块上，底部与对接齿轮相啮合，对接电机与对接齿轮的轮轴相连。PLC控制器控制对接电机正转，进而带动对接伸缩块垂直向下移动，对接连接弹簧随之被下拉，带动左、右对接弹簧朝向中心移动，左、右对接球随之拉进T型对接空腔的水平腔内部，实现投送回收推动装置与返回引导装置及被投送设备之间的脱离；反之，对接电机反转，带动对接伸缩块垂直向上移动，对接连接弹簧复位，左、右对接弹簧朝向两侧移动，带动左、右对接球外移露出，实现投送回收推动装置与返回引导装置及被投送设备之间的对接。

推动块为圆柱块体结构，底部中心设有推动对接腔，顶部沿周向均匀间隔设有多个容置腔22，推动对接腔与投放对接头的外廓相配置，容置腔内设有推进机构，推进机构为多个推进器。在被投送设备进行投送时，与投送回收推动装置及返回引导装置沿滑道运行至滑道底部，此时，PLC控制器控制推进器启动，同时投送回收推动装置与返回引导装置脱离、投送回收推动装置与被投送设备脱离，被投送设备获得一个初始速度实现快速下放投送。

如图6-图7所示，返回引导块为圆柱块体结构，底部中心设有返回对接腔，上部设有贯通的十字型定位空腔23，返回对接腔与推动对接头的外廓相配置，定位机构设于十字型定位空腔内。

定位机构包括左定位球24、右定位球25、左定位弹簧26、右定位弹簧27、定位连接弹簧28、定位伸缩块29和定位驱动组件，左、右定位球分别与左、右定位弹簧一端相连，设于T型定位空腔的水平腔内，左、右定位弹簧另一端与定位连接弹簧的两端相连，定位伸缩块设于十字型定位空腔的垂直腔内，顶部与定位连接弹簧的中心相连，定位驱动组件包括定位电机、定位齿轮和定位齿条，定位齿条铺设于定位伸缩块上，底部与定位齿轮相啮合，定位电机与定位齿轮的轮轴相连。PLC控制器通过控制定位点击正反转，控制左、右定位球的外露及内缩，实现返回引导装置与滑道的卡合定位。

推动块上安设通信声呐或同类声学发射接受设备和摄像设备，推动对接头顶部连接复合电缆30，复合电缆一端分别与推进机构、通信声呐和摄像设备相连，另一端与PLC控制器相连，向PLC控制器传送实时位置信号和图像信号。通信声呐与待回收的被投送设备通过声学信号交互实时确定相对位置，投送回收推动装置向被投送设备移动，当两者接近时，通过摄像设备传送的实时图像，PLC控制器通过控制各个推进器的启闭，以此改变控制投送回收推动装置的移动方向，实时调整对接姿态，直至实现精准对接。

Claims (8)

1.一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于：包括滑道、投送回收推动装置、返回引导装置、被投放设备和控制装置，所述滑道包括相对设置的垂直滑道和弯曲滑道，所述弯曲滑道由水平段、弧形段和竖直段从上往下顺次组成，所述垂直滑道和弯曲滑道由多根圆柱紧密排列组成，所述投送回收推动装置包括推动块、推动对接头、推动对接腔和推进机构，所述推动对接头设于所述推动块的顶部中心，所述推动对接腔设于推动块的底部中心，所述推进机构设于推动块内腔中，所述返回引导装置包括返回引导块、定位机构和返回对接腔，所述返回对接腔设于返回引导块的中心，所述定位机构设于返回引导块中，所述被投放设备顶部集成投放对接头，推动对接头与返回对接腔相卡接匹配，投放对接头与推动对接腔相卡接匹配，定位机构与滑道表面形成的波谷相卡合匹配，所述控制装置通过控制推动对接头和投放对接头实现投送回收推动装置与被投放设备之间的对接和脱离，通过控制定位机构实现返回引导装置的定位，垂直滑道和所述竖直段的间距与被投放设备的外径、推动块的外径和返回引导块的外径相等。

2.根据权利要求1所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述推动对接头和投放对接头结构相同，均由柱状凸块、左、右对接球、左、右对接弹簧、对接连接弹簧、对接伸缩块和对接驱动组件组成，所述柱状凸块内部设有贯通的T型对接空腔，所述左、右对接球分别与左、右对接弹簧一端相连，设于T型对接空腔的水平腔内，左、右对接弹簧另一端与所述对接连接弹簧的两端相连，所述对接伸缩块设于T型对接空腔的垂直腔内，顶部与对接连接弹簧的中心相连，所述对接驱动组件包括对接电机、对接齿轮和对接齿条，所述对接齿条铺设于对接伸缩块上，底部与所述对接齿轮相啮合，所述对接电机与对接齿轮的轮轴相连。

3.根据权利要求2所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述推动块为圆柱块体结构，底部中心设有推动对接腔，顶部沿周向均匀间隔设有多个容置腔，所述推动对接腔与所述投放对接头的外廓形相同，所述容置腔内设有所述推进机构。

4.根据权利要求3所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述推进机构为多个推进器，分别设于多个容置腔内。

5.根据权利要求1或3所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述返回引导块为圆柱块体结构，底部中心设有所述返回对接腔，上部设有贯通的十字型定位空腔，返回对接腔与所述推动对接头的外廓相卡接匹配，所述定位机构设于所述十字型定位空腔内。

6.根据权利要求5所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述定位机构包括左、右定位球、左、右定位弹簧、定位连接弹簧、定位伸缩块和定位驱动组件，所述左、右定位球分别与左、右定位弹簧一端相连，设于十字型定位空腔的水平腔内，左、右定位弹簧另一端与所述定位连接弹簧的两端相连，所述定位伸缩块设于十字型定位空腔的垂直腔内，顶部与定位连接弹簧的中心相连，所述定位驱动组件包括定位电机、定位齿轮和定位齿条，所述定位齿条铺设于定位伸缩块上，底部与所述定位齿轮相啮合，所述定位电机与定位齿轮的轮轴相连。

7.根据权利要求6所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述推动块上安设通信声呐和摄像设备，所述推动对接头顶部连接复合电缆，所述复合电缆一端分别与所述推进机构、通信声呐和摄像设备相连，另一端与所述控制装置相连。

8.根据权利要求7所述的一种船载大型无人装备水下投送回收系统，其特征在于所述控制装置为PLC控制器。

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