CN111824374A - 一种auv水下回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AUV水下回收系统，其包括对接框和夹持机构，对接框包括入口端和回收架，回收架包括由前圈架、中圈架、尾圈架组成的骨架结构，骨架结构经轴向延伸的连接板沿周向间隔分布连接形成，入口端包括导引圈，导引圈通过支撑杆与前圈架固定连接，中圈架上装有AUV检测传感器，尾圈架中设有支撑板和定位座，夹持机构包括至少2个定位板，定位板外侧固接有连接臂，连接板上设有可供连接臂穿过的限位卡槽，限位卡槽中装配有与连接臂局部形成斜面滑移配合的顶压块，连接板上安装有驱动顶压块升降从而推动连接臂沿圆筒状回收架径向做伸缩运动的动力缸。本发明的回收系统可以对待回收的AUV进行稳定地夹持固定，保证回收过程安全可靠地进行。
Description
技术领域
本发明涉及AUV布放回收技术领域，尤其是一种AUV水下回收系统。
背景技术
随着海洋能源的利用和开发，水下航行器(Underwater Autonomous Vehicle，简称AUV)越来越多地被应用在海洋的探测、开发以及保障国家安全等方面。AUV的使用离不开布放和回收的过程。AUV通常要自带能源在在水下工作，工作时间、续航能力以及航行距离等都有所限制，需要回收以补充能力、读取信息和维修维护等等。由于AUV的水上回收会受到海浪风浪的影响，而水下回收则又存在对接问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种AUV水下回收系统，该回收系统可以对回收的AUV进行稳定地夹持固定，保证回收过程安全可靠地进行。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种AUV水下回收系统，包括对接框和夹持机构，其特征在于：对接框包括入口端和回收架，回收架包括由前圈架、中圈架、尾圈架组成的骨架结构，骨架结构经轴向延伸的连接板沿周向间隔分布连接形成圆筒状回收架，所述入口端包括口径大于前圈架的导引圈，导引圈固定于若干支撑杆上，支撑杆的端部与前圈架固定连接，所述中圈架上安装有AUV检测传感器，尾圈架中设有支撑板，支撑板中部安装有定位座，定位座具有外扩型凹腔，所述夹持机构包括至少2个具有弧形凹腔的定位板，2个定位板的弧形凹腔相对设置，定位板外侧固接有连接臂，所述连接板上开设有可供连接臂穿过的限位卡槽，限位卡槽中还装配有与连接臂局部形成斜面滑移配合的顶压块，连接板靠近尾圈架的一侧安装有驱动顶压块升降从而推动连接臂沿圆筒状回收架径向做伸缩运动的动力缸。
上述结构中，对接框通过入口端较大的口径进行导引，该导引圈上可以设置导引灯，导引圈通过支撑杆安装于前圈架上，支撑杆与支撑杆之间可以布置网面起到防护作用，当待回收AUV经过导引圈进入到中圈架位置时，中圈架上的AUV检测传感器感应到AUV进入后，将信号传递给动力缸，动力缸驱动顶压块升降使得前圈架上的定位板随着连接臂做靠近前圈架中心方向运动，缩小定位圈直至到夹持住待回收AUV，该定位板为弧形结构，且其上端窄型，下端阔型，与AUV外形更为贴合，且定位板采用一定宽度和一定长度的板状结构，增大其与AUV之间的接触面，加强其夹持定位效果，防止AUV发生转动，对其进入方向也有一定的导向作用，可以进一步保障其对接准确，避免其艏部发生碰撞损坏，尾圈架上定位座的外扩型凹腔起到对艏部防护夹持定位作用。
进一步的，所述定位板外侧固接有两个连接臂，两个连接臂呈锐角结构分布，两个连接臂的自由端穿过各自对应的连接板，且两个连接臂的自由端与各自对应的限位卡槽形成沿连接臂轴向或长度方向的限位滑移配合。
上述结构中，定位板外侧经两个连接臂形成水平方向的支撑，两个连接臂中可以选择其一与顶压块配合形成伸缩运动，而另一个连接臂则可以随其从动，此外，另一个连接臂自由端与限位卡槽之间还可以设置复位弹簧，复位弹簧使得该连接臂具有远离前圈架中心的弹性力，只有当顶压块上升驱动对应连接臂朝前圈架中心方向运动的驱动力克服该弹性力之后才能逐渐形成夹持定位的效果。
进一步的，所述支撑杆沿前圈架周向间隔分布且与所述连接板位置对应，支撑杆一端固定安装于前圈架上，支撑杆另一端抵接于导引圈下端平面上，支撑杆该端还设有倒扣于导引圈上端面的倒钩。
上述结构中，导引圈下端受到支撑杆的抵接承托，而其上端则受到倒钩的倒扣包裹，形成牢固的安装结构，而且该倒钩可以是后装固定的，更便于装配，该倒钩可以采用可拆卸式固定，也可以采用后续焊接固定。
进一步的，所述骨架结构外侧还安装有沿轴向延伸的加强板，加强板位于两个相邻连接板之间的空间处，加强板包括前段板和后段板，前段板的两端分别安装于前圈架外侧和中圈架外侧，后段板的两端分别安装于中圈架外侧和底圈架外侧，前段板和后段板错位分布。
上述结构中，骨架结构外侧经连接板形成圆筒状结构，在连接板与连接板之间留有较大空间，在该空间中通过前后两段板对骨架结构进行进一步加固，而且前后两段板通过错位分布，使其即使某一段板断裂，也不会影响到另一段板，故而加固效果更佳。
进一步的，所述中圈架内侧安装有两个对应的防护板，防护板包括朝向中圈架中心的内凹弧段，内凹弧段的两端分别设有延伸至中圈架内侧面处的连接杆，连接杆穿过中圈架后可拆卸式固定于装配在中圈架外侧面上的锁定块上。
上述结构中，中圈架上还可以安装防护板，用于无背鳍的AUV防护，也可以拆卸防护板，只作为骨架结构的一部分，而应用于带背鳍的AUV的回收。
进一步的，所述中圈架上设有至少两对弧形通槽，两对弧形通槽对称分布，一对弧形通槽分别与一个防护板上的两个连接杆对应。
上述结构中，中圈架上可以设置两对弧形通槽，两对弧形通槽中可以用于安装一对防护板，也可以安装两对防护板形成四角防护支撑；此外，弧形通槽的设置使得防护板的更换安装拆卸更便利，可以根据需求装配不同大小的防护板，用于适应不同型号的AUV。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例结构示意图；
附图2为本发明具体实施例局部A结构放大图；
附图3为本发明具体实施例定位板和连接臂的结构放大图；
附图4为本发明具体实施例中圈架局部结构图；
附图5为本发明具体实施例顶压块与连接臂的斜面配合驱动连接臂朝连接臂轴向做伸缩运动的结构示意图；
导引圈1、支撑杆11、倒钩12、前圈架2、定位板21、弧形凹腔211、连接臂22、连接板23、限位卡槽231、前段板241、后段板242、中圈架3、弧形通槽31、防护板32、内凹弧段321、连接杆322、锁定块323、顶压块61、动力缸62、AUV检测传感器5、尾圈架4、支撑板41、定位座42。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-5所示是AUV水下回收系统，其包括对接框和夹持机构，对接框包括入口端和回收架，对接框通过入口端较大的口径进行导引，该导引圈1上可以设置导引灯，导引圈1通过支撑杆11安装于前圈架2上，支撑杆11与支撑杆11之间可以布置网面起到防护作用。具体的，入口端包括口径大于前圈架2的导引圈1，导引圈1固定于多根支撑杆11上，支撑杆11的端部与前圈架2固定连接，支撑杆11沿前圈架2周向间隔分布且与中圈架3上的连接板23位置对应，支撑杆11一端固定安装于前圈架2上，支撑杆11另一端抵接于导引圈1下端平面上，支撑杆11该端还设有倒扣于导引圈1上端面的倒钩12。导引圈1下端受到支撑杆11的抵接承托，而其上端则受到倒钩12的倒扣包裹，形成牢固的安装结构，而且该倒钩12可以是后装固定的，更便于装配，该倒钩12可以采用可拆卸式固定，也可以采用后续焊接固定。
上述回收架包括由前圈架2、中圈架3、尾圈架4组成的骨架结构，骨架结构经轴向延伸的连接板23沿周向间隔分布连接形成圆筒状回收架，在连接板23与连接板23之间留有较大空间，为了增强该空间处的骨架结构强度，故而在骨架结构外侧还安装了沿轴向延伸的加强板，加强板位于两个相邻连接板23之间的空间处，加强板包括前段板241和后段板242，前段板241的两端分别安装于前圈架2外侧和中圈架3外侧，后段板242的两端分别安装于中圈架3外侧和底圈架外侧，前段板241和后段板242错位分布。通过两段错位分布的前后段板242对骨架结构进行进一步加固，前后两段板错位排列，即使某一段板断裂，也不会影响到另一段板与骨架结构的连接。而且该加强板还可以用于与控制器安装架进行连接，控制器安装架可以呈四边形架于该回收架上方。
上述夹持机构安装在前圈架2和中圈架3之间，夹持机构包括至少2个具有弧形凹腔211的定位板21，2个定位板21的弧形凹腔211相对设置，该定位板21为弧形结构，且其上端窄型，下端阔型，与AUV外形更为贴合，且定位板21采用一定宽度和一定长度的板状结构，增大其与AUV之间的接触面，加强其夹持定位效果，防止AUV发生转动，对其进入方向也有一定的导向作用，可以进一步保障其对接准确，避免其艏部发生碰撞损坏。定位板21外侧固接有连接臂22，连接板23上开设有可供连接臂22穿过的限位卡槽231，限位卡槽231中还装配有与连接臂22局部形成斜面滑移配合的顶压块61，连接板23靠近尾圈架4的一侧安装有驱动顶压块61升降从而推动连接臂22沿圆筒状回收架径向做伸缩运动的动力缸62。本实施例中，定位板21外侧固接有两个连接臂22，两个连接臂22呈锐角结构分布，两个连接臂22的自由端穿过各自对应的连接板23，且两个连接臂22的自由端与各自对应的限位卡槽231形成沿连接臂22轴向或长度方向的限位滑移配合。定位板21外侧经两个连接臂22形成水平方向的支撑，两个连接臂22中可以选择其一与顶压块61配合形成伸缩运动，而另一个连接臂22则可以随其从动，此外，另一个连接臂22自由端与限位卡槽231之间还可以设置复位弹簧，复位弹簧使得该连接臂22具有远离前圈架2中心的弹性力，只有当顶压块61上升驱动对应连接臂22朝前圈架2中心方向运动的驱动力克服该弹性力之后才能逐渐形成夹持定位的效果。
上述中圈架3上安装有AUV检测传感器5，为了进一步加强检测效果，可以在前圈架2上也安装AUV检测传感器5，该类传感器可以采用较常使用的霍尔传感器，也可以采用现有技术中其他常规检测结构。本实施例中只在中圈架3处设置了AUV检测传感器5，当AUV的艏部进入到中圈架3位置时，其进入的方向更易于定位和导引，此时中圈架3上的AUV检测传感器5感应到AUV进入后，将信号传递给动力缸62，动力缸62驱动顶压块61升降使得前圈架2上的定位板21随着连接臂22做靠近前圈架2中心方向运动，缩小定位圈直至到夹持住待回收AUV。
中圈架3内侧安装有两个对应的防护板32，防护板32包括朝向中圈架3中心的内凹弧段321，内凹弧段321的两端分别设有延伸至中圈架3内侧面处的连接杆322，连接杆322穿过中圈架3后可拆卸式固定于装配在中圈架3外侧面上的锁定块323上，可以采用螺杆螺母锁定的结构固定。中圈架3上安装防护板32，可以用于无背鳍的AUV防护，也可以拆卸防护板32，只作为骨架结构的一部分，而应用于带背鳍的AUV的回收。中圈架3上设有至少两对弧形通槽31，两对弧形通槽31对称分布，一对弧形通槽31分别与一个防护板32上的两个连接杆322对应。两对弧形通槽31中可以用于安装一对防护板32，也可以安装两对防护板32形成四角防护支撑；此外，弧形通槽31的设置使得防护板32的更换安装拆卸更便利，可以根据需求装配不同大小的防护板32，用于适应不同型号的AUV。
上述尾圈架4中设有支撑板41，支撑板41中部安装有定位座42，定位座42具有外扩型凹腔，该外扩型凹腔起到对艏部防护夹持定位作用。
本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种AUV水下回收系统，包括对接框和夹持机构，其特征在于：对接框包括入口端和回收架，回收架包括由前圈架、中圈架、尾圈架组成的骨架结构，骨架结构经轴向延伸的连接板沿周向间隔分布连接形成圆筒状回收架，所述入口端包括口径大于前圈架的导引圈，导引圈固定于若干支撑杆上，支撑杆的端部与前圈架固定连接，所述中圈架上安装有AUV检测传感器，尾圈架中设有支撑板，支撑板中部安装有定位座，定位座具有外扩型凹腔，所述夹持机构包括至少2个具有弧形凹腔的定位板，2个定位板的弧形凹腔相对设置，定位板外侧固接有连接臂，所述连接板上开设有可供连接臂穿过的限位卡槽，限位卡槽中还装配有与连接臂局部形成斜面滑移配合的顶压块，连接板靠近尾圈架的一侧安装有驱动顶压块升降从而推动连接臂沿圆筒状回收架径向做伸缩运动的动力缸。
2.根据权利要求1所述的AUV水下回收系统，其特征在于：所述定位板外侧固接有两个连接臂，两个连接臂呈锐角结构分布，两个连接臂的自由端穿过各自对应的连接板，且两个连接臂的自由端与各自对应的限位卡槽形成沿连接臂轴向或长度方向的限位滑移配合。
3.根据权利要求1所述的AUV水下回收系统，其特征在于：所述支撑杆沿前圈架周向间隔分布且与所述连接板位置对应，支撑杆一端固定安装于前圈架上，支撑杆另一端抵接于导引圈下端平面上，支撑杆该端还设有倒扣于导引圈上端面的倒钩。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的AUV水下回收系统，其特征在于：所述骨架结构外侧还安装有沿轴向延伸的加强板，加强板位于两个相邻连接板之间的空间处，加强板包括前段板和后段板，前段板的两端分别安装于前圈架外侧和中圈架外侧，后段板的两端分别安装于中圈架外侧和底圈架外侧，前段板和后段板错位分布。
5.根据权利要求4所述的AUV水下回收系统，其特征在于：所述中圈架内侧安装有两个对应的防护板，防护板包括朝向中圈架中心的内凹弧段，内凹弧段的两端分别设有延伸至中圈架内侧面处的连接杆，连接杆穿过中圈架后可拆卸式固定于装配在中圈架外侧面上的锁定块上。
6.根据权利要求5所述的AUV水下回收系统，其特征在于：所述中圈架上设有至少两对弧形通槽，两对弧形通槽对称分布，一对弧形通槽分别与一个防护板上的两个连接杆对应。
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