CN110901858B - Auv集群水面回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种AUV集群水面回收装置。其中，AUV集群水面回收装置包括：回收平台；底座，所述底座设于所述回收平台，所述底座用于放置AUV；龙门架，所述龙门架设于所述回收平台上，且所述龙门架设有抓取件；提升机构，所述提升机构设于所述回收平台的一端，且相对于所述回收平台上下移动而具有捕获位置和提升位置；以及固定机构，所述固定机构设于所述提升机构，所述固定机构具有可收拢和打开的可变截面积的容纳空间，在所述捕获位置，所述AUV进入所述容纳空间，所述容纳空间收拢将所述AUV固定于所述提升机构；在所述提升位置，容纳空间打开，抓取件抓取所述AUV放置于底座。本发明AUV集群水面回收装置回收AUV的效率高。

Description

AUV集群水面回收装置

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，特别涉及一种AUV集群水面回收装置。

背景技术

AUV(Autonomous Underwater Vehicle，自主式水下潜器)或UUV(UnmannedUnderwater Vehicle，无人水下机器人)是一种执行水下任务而不需要通过操作者控制的自主式无人水下机器人。AUV的回收技术是确保AUV执行完规定的任务返航后快速的收回，是海洋应用领域的一项前沿技术。相关技术中最常用的回收方式是通过母船船员手工的打捞，这样的回收方式不仅十分的费时费力，而且自动化水平低，效率也低，回收一个AUV的时间通常需要30分钟以上，回收效率低。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种AUV集群水面回收装置，旨在提高AUV的回收效率。

为实现上述目的，本发明提出的AUV集群水面回收装置，用于集群回收AUV，所述AUV集群水面回收装置包括：

回收平台；

底座，所述底座设于所述回收平台，所述底座用于放置AUV；

龙门架，所述龙门架设于所述回收平台上，且所述龙门架设有抓取件；

提升机构，所述提升机构设于所述回收平台的一端，且相对于所述回收平台上下移动而具有捕获位置和提升位置；以及

固定机构，所述固定机构设于所述提升机构，所述固定机构具有可收拢和打开的可变截面积的容纳空间，在所述捕获位置，所述AUV进入所述容纳空间，所述容纳空间收拢将所述AUV固定于所述提升机构；在所述提升位置，所述容纳空间打开，所述抓取件抓取所述AUV放置于所述底座。

可选的，所述固定机构包括并排设置的两个夹取部，所述提升机构包括底板和与所述回收平台连接的升降杆，两个所述夹取部与所述底板滑动连接，两所述夹取部和所述底板共同围合形成所述容纳空间。

可选的，每一所述夹取部包括：

支撑件，所述支撑件一端与所述底板滑动连接；

伸缩件，所述伸缩件设于所述支撑件远离所述底板的一端；以及

夹取件，所述夹取件设于所述伸缩件背离所述支撑件的一端，且与所述伸缩件呈夹角设置，所述伸缩件用以调节所述夹取件与所述底板之间的距离，所述支撑件、所述伸缩件、所述夹取件和所述底板共同围合形成所述容纳空间。

可选的，所述底板和所述支撑件两者之一设有滑轨，两者之另一设有滑槽，所述底板通过所述滑轨与所述滑槽的配合与所述支撑件滑动连接。

可选的，所述固定机构还包括设于所述底板的电动推杆，所述电动推杆一端与一所述支撑件连接，其另一端与另一所述支撑件连接，且所述电动推杆的中心轴线与所述支撑件的滑动方向呈夹角设置。

可选的，所述底板开设有若干间隔设置的通孔。

可选的，所述AUV集群水面回收装置还包括止挡件，所述回收平台具有容纳口，所述提升机构位于所述容纳口，所述止挡件设于所述底板远离所述容纳口的一侧，所述止挡件分别与所述升降杆和所述底板连接，所述止挡件设有若干过滤孔。

可选的，所述升降杆包括：

两第一连杆，两所述第一连杆相对设置，并位于所述底板的相对两侧，两所述第一连杆远离所述容纳口设置，每一所述第一连杆一端与所述回收平台转动连接，其另一端与所述底板转动连接；和

两第二连杆，两所述第二连杆相对设置，并位于所述底板的相对两侧，两所述第二连杆靠近所述容纳口设置，每一所述第二连杆一端与所述回收平台转动连接，其另一端与所述底板转动连接，一所述第一连杆和一所述第二连杆位于所述底板的同一侧并间隔设置，所述止挡件的相对两侧分别与两所述第一连杆连接，所述止挡件还与所述底板转动连接。

可选的，所述龙门架包括：

两相对设置的支撑杆，每一所述支撑杆的一端与所述回收平台转动连接；和

横梁，每一所述支撑杆远离所述回收平台的一端与所述横梁连接，两所述支撑杆分别位于所述横梁的两端，所述抓取件设于所述横梁，并相对于所述横梁可滑动。

可选的，所述AUV集群水面回收装置还包括设于所述底座的固定机械手，所述固定机械手用于将所述AUV固定于所述回收平台。

本发明AUV集群水面回收装置包括回收平台、底座、龙门架、提升机构和固定机构，底座设于回收平台，用于放置AUV，龙门架设于回收平台上，且龙门架设有抓取件，提升机构设于回收平台的一端，且相对于回收平台上下移动而具有捕获位置和提升位置，固定机构设于提升机构，固定机构具有可收拢和打开的可变截面积的容纳空间。通过在提升机构上设置固定机构，提升机构相对于回收平台向下移动处于捕获位置，AUV进入容纳空间，容纳空间收拢将AUV固定于提升机构，可通过固定机构快速将AUV固定于提升机构，然后提升机构相对于回收平台向上移动处于提升位置，容纳空间打开，抓取件抓取AUV放置于底座，如此设置，无需人工回收，效率高。且容纳空间为可变截面积，提高捕获的机动性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明AUV集群水面回收装置处于捕获位置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明AUV集群水面回收装置处于提升位置的结构示意图

图4为图3中B处的局部放大图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种AUV集群水面回收装置100，用于回收AUV30。

参照图1至图4，在本发明实施例中，该AUV集群水面回收装置100包括：

回收平台10；

底座20，所述底座20设于所述回收平台10，所述底座20用于放置AUV30；

龙门架40，所述龙门架40设于所述回收平台10上，且所述龙门架40设有抓取件41；

提升机构50，所述提升机构50设于所述回收平台10的一端，且相对于所述回收平台10上下移动而具有捕获位置和提升位置；以及

固定机构60，所述固定机构60设于所述提升机构50，所述固定机构60具有可收拢和打开的可变截面积的容纳空间601，在所述捕获位置，所述AUV30进入所述容纳空间601，所述容纳空间601收拢将所述AUV30固定于所述提升机构50；在所述提升位置，所述容纳空间601打开，所述抓取件41抓取所述AUV30放置于所述底座20。

具体的，回收平台10可为双体艇(但不限于)的船艏，底座20设于回收平台10，底座20用于放置AUV30，可在底座20上设置限位固定结构，保证AUV30在回收平台10的位置不容易偏移，一实施例中，AUV集群水面回收装置100还包括设于底座51的固定机械手80，固定机械手80用于将AUV30固定于回收平台10，可以理解的，固定机械手30可根据需要设定打开位和夹取位，在打开位，固定机械手30松开AUV30，便于转移AUV30，在夹取位，固定机械手30与AUV30的外壁面抵接，固定机械手30具有多个夹爪，可将AUV30固定于回收平台10。

龙门架40设有抓取件41，抓取件41可为抓取机械手，方便抓握。提升机构50设于回收平台10的一端，本实施例中，提升机构50邻近龙门架40设置，整体结构紧凑。固定机构60设于提升机构50，固定机构60具有可收拢和打开的容纳空间601，提升机构50相对于回收平台10上下移动而具有捕获位置和提升位置，其中，捕获位置为提升机构50相对于向下移动到最大位移处，固定机构60与回收平台10距离最远，且AUV30未完全固定于提升机构50的位置，此时AUV30进入容纳空间601，容纳空间601收拢将AUV30固定于提升机构50的位置。提升位置为AUV30进入容纳空间601内并固定于提升机构50后，提升机构50向上移动到最大位移处，固定机构60与回收平台10距离最近的位置，此时容纳空间601打开，抓取件41抓取AUV30放置于底座20。

需要说明的是，由于捕获AUV30的动作是在水里进行，AUV30在移动时水对其具有一定阻力，AUV30呈长筒状，AUV30固定于提升机构50时，AUV30的中心轴线与容纳空间601的中心轴线平行，以减小阻力，且结构更稳固。

本发明AUV集群水面回收装置100包括回收平台10、底座20、龙门架40、提升机构50和固定机构60，底座20设于回收平台10，用于放置AUV30，龙门架40设于回收平台10上，且龙门架40设有抓取件41，提升机构50设于回收平台10的一端，且相对于回收平台10上下移动而具有捕获位置和提升位置，固定机构60设于提升机构50，固定机构60具有可收拢和打开的可变截面积的容纳空间601。通过在提升机构50上设置固定机构60，提升机构50相对于回收平台10向下移动处于捕获位置，AUV30进入容纳空间601，容纳空间601收拢将AUV30固定于提升机构50，可通过固定机构60快速将AUV30固定于提升机构50，然后提升机构50相对于回收平台10向上移动处于提升位置，容纳空间601打开，抓取件41抓取AUV30放置于底座20，如此设置，无需人工回收，效率高。且容纳空间601为可变截面积，提高捕获的机动性。

进一步的，本实施例中，固定机构60包括并排设置的两个夹取部61，所述提升机构50包括底板51和与所述回收平台10连接的升降杆53，两个所述夹取部61与所述底板51滑动连接，两所述夹取部61和所述底板51共同围合形成所述容纳空间601。夹取部61与底板51滑动连接，可以在两者之间设置导向杆，通过导向杆调节两个夹取部61之间的距离，继而调节容纳空间601的大小，以适配不同型号的AUV30，实用性更广。两个夹取部61之间相对的表面可以与AUV30的外表面形状相配合，并设置防滑结构，如凸起或凹槽，提高夹取的牢固性。

参见图2和图4，为了便于调节夹取部61在垂直方向的夹取尺寸，每一所述夹取部61包括：

支撑件611，所述支撑件611一端与所述底板51滑动连接；

伸缩件613，所述伸缩件613设于所述支撑件611远离所述底板51的一端；以及

夹取件615，所述夹取件615设于所述伸缩件613背离所述支撑件611的一端，且与所述伸缩件613呈夹角设置，所述伸缩件613用以调节所述夹取件615与所述底板51之间的距离，所述支撑件611、所述伸缩件613、所述夹取件615和所述底板51共同围合形成所述容纳空间601。

本实施例中，支撑件611与底板51滑动连接，该滑动连接方式可以是两者直接滑动连接，如在底板51和支撑件611两者之一设有滑轨(未图示)，两者之另一设有滑槽511，底板51通过滑轨与滑槽511的配合与支撑件611滑动连接，例如，底板51设有滑轨，支撑件611设有滑槽511，或者底板51设有滑槽511，支撑件611设有滑轨，为了实现更好的滑动效果，滑槽511和滑轨的数量可设置多条，多条滑槽511/滑轨平行设置。或者支撑件611与底板51之间设置中间部件实现间接滑动连接，均在本专利的保护范围之内。

伸缩件613用以调节夹取部61在垂直方向的夹取尺寸，伸缩件613可以是伸缩杆。夹取件615设于伸缩件613背离支撑件611的一端，并与伸缩件613呈夹角设置，以防止AUV30从容纳空间601内脱离出来，确保夹取的牢固性。

在对AUV30进行捕获时，捕获范围广，因此需适当将两个夹取部61之间的距离设置为较长，以增加捕获机率，固定机构61还包括设于底板51的电动推杆，所述电动推杆一端与一所述支撑件611连接，其另一端与另一所述支撑件611连接，且所述电动推杆的中心轴线与所述支撑件611的滑动方向呈夹角设置。通过电动推杆实现两个夹持部61之间距离的调节，使用寿命长。

进一步的，在对AUV30进行捕获时，底板51位于海水里面，为了减小水对AUV集群水面回收装置100的阻力，同时减轻整机重量，底板51开设有若干间隔设置的通孔51a。

进一步的，AUV30在位于捕获位置时，由于水对其有一定阻力，固定机构60只能对AUV30的横向进行限位，但是纵向并没有限位，为了防止AUV30从纵向脱离出，AUV集群水面回收装置100还包括止挡件70，所述回收平台10具有容纳口11，所述提升机构50位于所述容纳口11，所述止挡件70设于所述底板51远离所述容纳口11的一侧，所述止挡件70分别与所述升降杆53和所述底板51连接，所述止挡件70设有若干过滤孔70a。过滤孔70a的开孔尺寸小于AUV30的横截面面积尺寸。

进一步的，升降杆53需要经常上下移动，因此，对其结构稳固性有一定要求，本实施例中，升降杆53包括：

两第一连杆531，两所述第一连杆531相对设置，并位于所述底板51的相对两侧，两所述第一连杆531远离所述容纳口11设置，每一所述第一连杆531一端与所述回收平台10转动连接，其另一端与所述底板51转动连接；和

两第二连杆533，两所述第二连杆533相对设置，并位于所述底板51的相对两侧，两所述第二连杆533靠近所述容纳口11设置，每一所述第二连杆533一端与所述回收平台10转动连接，其另一端与所述底板51转动连接，一所述第一连杆531和一所述第二连杆533位于所述底板51的同一侧并间隔设置，所述止挡件70的相对两侧分别与两所述第一连杆531连接，所述止挡件70还与所述底板51转动连接。

可以理解的，升降杆53的上下移动可通过在回收平台10内部设置液压气缸，通过液压气缸带动两第一连杆531移动，进而带动底座51上下移动。止挡件70还与底板51转动连接，如在两者设置转轴和轴孔配合的转动结构，保证升降杆53的顺利上升和下降。

进一步的，龙门架40包括：

两相对设置的支撑杆43，每一所述支撑杆43的一端与所述回收平台10转动连接；和

横梁45，每一所述支撑杆43远离所述回收平台10的一端与所述横梁45连接，两所述支撑杆43分别位于所述横梁45的两端，所述抓取件41设于所述横梁45，并相对于所述横梁45可滑动。

本实施例中，支撑杆43的一端与回收平台10转动连接，如铰接连接，当抓取件41抓取完AUV30之后，通过转动支撑杆43，将龙门架40收拢在回收平台10，减小AUV集群水面回收装置100所占空间。

夹取部61每次夹取AUV30之后的夹取位置不固定，为了匹配抓取件41与AUV30的中心轴线在同一直线上，抓取件41能够顺利抓取AUV30，将抓取件41设于横梁45，并相对于横梁45可滑动，如两者设有直接滑动连接的结构，如滑块和滑槽配合，或者设置中间部件间接滑动的结构，在此不作具体限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种AUV集群水面回收装置，用于集群回收AUV，其特征在于，所述AUV集群水面回收装置包括：

回收平台；

底座，所述底座设于所述回收平台，所述底座用于放置AUV，所述底座设有固定机械手，所述固定机械手用于将所述AUV固定于所述回收平台；

龙门架，所述龙门架设于所述回收平台上，且所述龙门架设有抓取件；

提升机构，所述提升机构设于所述回收平台的一端，且相对于所述回收平台上下移动而具有捕获位置和提升位置；以及

固定机构，所述固定机构设于所述提升机构，所述固定机构具有可收拢和打开的可变截面积的容纳空间，在所述捕获位置，所述AUV进入所述容纳空间，所述容纳空间收拢将所述AUV固定于所述提升机构；在所述提升位置，所述容纳空间打开，所述抓取件抓取所述AUV放置于所述底座；

所述提升机构包括底板和与所述回收平台连接的升降杆；

所述AUV集群水面回收装置还包括止挡件，所述回收平台具有容纳口，所述提升机构位于所述容纳口，所述止挡件设于所述底板远离所述容纳口的一侧，所述止挡件分别与所述升降杆和所述底板连接，且所述止挡件与所述底板转动连接，所述止挡件设有若干过滤孔。

2.如权利要求1所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，所述固定机构包括并排设置的两个夹取部，两个所述夹取部与所述底板滑动连接，两所述夹取部和所述底板共同围合形成所述容纳空间。

3.如权利要求2所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，每一所述夹取部包括：

支撑件，所述支撑件一端与所述底板滑动连接；

伸缩件，所述伸缩件设于所述支撑件远离所述底板的一端；以及

夹取件，所述夹取件设于所述伸缩件背离所述支撑件的一端，且与所述伸缩件呈夹角设置，所述伸缩件用以调节所述夹取件与所述底板之间的距离，所述支撑件、所述伸缩件、所述夹取件和所述底板共同围合形成所述容纳空间。

4.如权利要求3所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，所述底板和所述支撑件两者之一设有滑轨，两者之另一设有滑槽，所述底板通过所述滑轨与所述滑槽的配合与所述支撑件滑动连接。

5.如权利要求3所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，所述固定机构还包括设于所述底板的电动推杆，所述电动推杆一端与一所述支撑件连接，其另一端与另一所述支撑件连接，且所述电动推杆的中心轴线与所述支撑件的滑动方向呈夹角设置。

6.如权利要求2所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，所述底板开设有若干间隔设置的通孔。

7.如权利要求1所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，所述升降杆包括：

两第一连杆，两所述第一连杆相对设置，并位于所述底板的相对两侧，两所述第一连杆远离所述容纳口设置，每一所述第一连杆一端与所述回收平台转动连接，其另一端与所述底板转动连接；和

两第二连杆，两所述第二连杆相对设置，并位于所述底板的相对两侧，两所述第二连杆靠近所述容纳口设置，每一所述第二连杆一端与所述回收平台转动连接，其另一端与所述底板转动连接，一所述第一连杆和一所述第二连杆位于所述底板的同一侧并间隔设置，所述止挡件的相对两侧分别与两所述第一连杆连接。

8.如权利要求1所述的AUV集群水面回收装置，其特征在于，所述龙门架包括：

两相对设置的支撑杆，每一所述支撑杆的一端与所述回收平台转动连接；和

横梁，每一所述支撑杆远离所述回收平台的一端与所述横梁连接，两所述支撑杆分别位于所述横梁的两端，所述抓取件设于所述横梁，并相对于所述横梁可滑动。

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