CN112498624A - Auv用自动升降旋转转运维修装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下机器人领域，具体地说是一种AUV用自动升降旋转转运维修装置，包括架体、艏部锁紧组件和多个支撑组件，艏部锁紧组件设于架体前端，各支撑组件均设于架体上，每个支撑组件均包括导向支撑座和升降旋转组件，升降旋转组件包括升降机构、滚轮机构和锁紧机构，其中滚轮机构通过升降机构驱动升降，所述滚轮机构包括旋转驱动装置、轮架和两组呈V型对称设置的滚轮，每组滚轮安装于对应的轮架上，且每组滚轮中的任一滚轮通过对应的旋转驱动装置驱动转动，在每组滚轮外侧设有锁紧机构，且所述锁紧机构设有可移动的楔紧块，锁紧时所述楔紧块楔入最外侧滚轮与轮架之间的空隙中。本发明能够自动实现AUV的起升、回转和锁定，操作方便高效。

Description

AUV用自动升降旋转转运维修装置

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，具体地说是一种AUV用自动升降旋转转运维修装置。

背景技术

AUV在海洋资源勘查领域有着广泛应用，在母船甲板上的AUV需要有专用的辅助保障维修装备进行高效支撑，以确保在作业航段内能够快速辅助AUV进行维护、检修、搭载传感器、设备换装等。传统的辅助保障维修装备只是提供简易的支撑托架，即使配合母船吊机也只能实现低效的简单维护操作，所以亟需研制新型、高效、自动化程度高的辅助保障维修装备辅助AUV在作业航段内的维护检修。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AUV用自动升降旋转转运维修装置，能够自动实现AUV的起升、回转和锁定，操作方便高效。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种AUV用自动升降旋转转运维修装置，包括架体、艏部锁紧组件和多个支撑组件，艏部锁紧组件设于架体前端，各支撑组件均设于架体上，每个支撑组件均包括导向支撑座和升降旋转组件，其中两个导向支撑座对称设置且上端呈V型开口，所述升降旋转组件包括升降机构、滚轮机构和锁紧机构，其中滚轮机构通过所述升降机构驱动升降，所述滚轮机构包括旋转驱动装置、轮架和两组呈V型对称设置的滚轮，每组滚轮安装于对应的轮架上，且每组滚轮中的任一滚轮通过对应的旋转驱动装置驱动转动，在每组滚轮外侧设有锁紧机构，且所述锁紧机构设有可移动的楔紧块，锁紧时所述楔紧块楔入最外侧滚轮与轮架之间的空隙中。

所述锁紧机构包括锁紧驱动装置、丝杠、丝母、传动轴和楔紧块，丝杠通过锁紧驱动装置驱动转动，丝母套装于所述丝杠上，传动轴一端与所述丝母连接，另一端与所述楔紧块连接。

所述丝母通过一个连接块与所述传动轴连接，所述丝母后部套装于丝杠上、前部设有内螺纹孔，所述连接块安装于所述内螺纹孔中，所述连接块一侧设有三角孔，另一侧设有圆孔，所述传动轴一端设有三角块，且所述三角块嵌入所述三角孔中，传动轴本体由所述圆孔中穿出。

所述锁紧驱动装置置于一个筒体中，所述丝母和连接块置于一个转接座中，所述轮架外侧设有支板，所述转接座安装于所述支板上，所述筒体前端固装于所述转接座上。

所述传动轴前端设有限位卡环和紧固螺母，在所述限位卡环中部设有一凹槽，在所述凹槽底面设有供传动轴穿过的通孔，所述限位卡环和紧固螺母依次套装于所述传动轴上，且紧固螺母置于限位卡环上的凹槽中，在所述楔紧块上设有T型槽，且所述限位卡环嵌入所述T型槽中。

所述楔紧块通过两个锁紧驱动装置驱动移动，在所述楔紧块两侧各设有一个T型槽，每个锁紧驱动装置对应于一个传动轴，且每个传动轴前端的限位卡环嵌入对应侧的T型槽中。

所述升降机构包括升降架和升降驱动装置，所述升降架中部设有支撑帽套设于升降驱动装置上，所述滚轮机构中的轮架安装于所述升降架上。

所述升降架两端下侧固连有导向柱，所述升降架两端下方设有导向筒，在所述导向筒内设有滑套，所述导向柱插入对应侧导向筒内的滑套中。

所述艏部锁紧组件包括由上到下依次设置的锁紧上扣板、锁紧下托板、弹性调整垫和锁紧支座，且所述锁紧上扣板、锁紧下托板、弹性调整垫和锁紧支座通过楔紧杆和锁紧螺母固定，其中楔紧杆上部的锥形端穿过所述锁紧上扣板和锁紧下托板，楔紧杆下端穿过锁紧支座后与锁紧螺母固连，所述锁紧上扣板设有第一止口，所述锁紧下托板设有第二止口，且AUV上的艏部牵引环通过所述第一止口和第二止口围合固定。

所述锁紧支座设于一个立梁上端，所述立梁垂直设于架体前端，在所述立梁上端设有缺口。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明能够自动实现AUV的起升、回转和锁定，不需要借助母船的起重设备，最大限度地解放了母船吊机，极大地提升了AUV在船作业时，试验母船对于其他科学设备的辅助支撑时间，最大化地提升了航段内的科考效率。

2、本发明能够实现AUV自动回转，有效精简人力，提升了维护保障的效率和安全性，并且各个装置一体化地集成到架体上，使得维护操作更加快捷便利、实时高效。

3、本发明中的锁紧机构自动完成AUV锁紧，避免了人力操作时锁紧可靠性低、操作速度慢、过度锁紧卡死等问题，进一步提升了操作控制的精度和可靠性，使得维护保障操作的自动化程度进一步提升。

4、本发明中的艏部锁紧组件利用楔紧杆的锥形端插入到锁紧上扣板、锁紧下托板中间，实现对AUV艏部牵引环的定心及锁紧操作，精度高且安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构立体图，

图2为图1中本发明的前部放大图，

图3为图2中的A处放大图，

图4为图3中的锁紧机构剖视图，

图5为图4中的传动轴结构示意图，

图6为图4中的连接块结构示意图，

图7为图4中的楔紧块结构示意图，

图8为图4中的限位卡环结构示意图，

图9为图2中的升降机构和滚轮机构示意图，

图10为图9中的升降机构和滚轮机构剖视图，

图11为图2中的艏部锁紧组件示意图，

图12为图11中锁紧上扣板和锁紧下托板的局部放大图，

图13为本发明的使用状态示意图。

其中，1为架体，101为万向轮，2为升降机构，201为升降架，202为升降驱动装置，203为支撑帽，204为导向筒，205为滑套，206为导向柱，3为滚轮机构，301为旋转驱动装置，302为滚轮，303为轮架，304为轮架支座，305为支板，4为艏部锁紧组件，401为锁紧上扣板，4011为第一止口，402为锁紧下托板，4021为第二止口，403为弹性调整垫，404为锁紧支座，405为锁紧螺母，406为楔紧杆，407为立梁，4071为缺口，5为锁紧机构，501为锁紧驱动装置，502为转接座，503为后密封盖，504为锁紧电机，505为减速器，506为丝母，507为连接块，5071为三角孔，5072为圆孔，508为楔紧块，5081为T型槽，509为传动轴，5091为三角块，510为丝杠，511为筒体，512为限位卡环，513为紧固螺母，6为AUV，601为艏部牵引环，7为导向支撑座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～13所示，本发明包括架体1、艏部锁紧组件4和多个支撑组件，艏部锁紧组件4设于架体1前端，各支撑组件均设于架体1上，每个支撑组件均包括导向支撑座7和升降旋转组件，其中两个导向支撑座7对称设置且上端呈与AUV线型相适应的V型开口形状，所述升降旋转组件包括升降机构2、滚轮机构3和锁紧机构5，其中滚轮机构3通过所述升降机构2驱动升降，所述滚轮机构3包括旋转驱动装置301、轮架303和两组呈V型对称设置的滚轮302，每组滚轮302安装于对应的轮架303上，且每组滚轮302中的任一滚轮302通过对应的旋转驱动装置301驱动转动，在每组滚轮302外侧设有锁紧机构5，且所述锁紧机构5设有可移动的楔紧块508，如图4所示，锁紧时所述楔紧块508楔入最外侧滚轮302与轮架303之间的空隙中，从而使所述滚轮302被楔紧块508压紧无法转动。本实施例中，所述旋转驱动装置301为蜗轮蜗杆减速电机，所述滚轮302为包胶滚轮，轮面上设有聚氨酯胶面。

如图9～10所示，所述升降机构2包括升降架201和升降驱动装置202，所述升降架201中部设有支撑帽203套设于升降驱动装置202上，所述升降驱动装置202通过驱动所述支撑帽203升降实现驱动所述升降架201升降，所述滚轮机构3中的轮架303通过轮架支座304支撑安装于所述升降架201上。本实施例中，所述升降驱动装置202为千斤顶。

如图9～10所示，所述升降架201两端下侧固连有导向柱206，所述升降架201两端下方设有导向筒204，在所述导向筒204内设有滑套205，所述导向柱206插入对应侧导向筒204内的滑套205中，所述导向柱206起到导向作用。

如图9～10所示，所述滚轮机构3中的两个轮架303对称倾斜设置，且支撑所述轮架303的轮架支座304上侧斜面根据AUV最优受力支撑方向优化而来，每个轮架303上设有多个滚轮302，且各个滚轮302的轮轴排布根据AUV的线型和尺寸设计，能够完全适应AUV线型。

所述锁紧机构5安装于所述轮架303上，如图3～4所示，所述锁紧机构5包括锁紧驱动装置501、丝杠510、丝母506、传动轴509和楔紧块508，丝杠510通过锁紧驱动装置501驱动转动，丝母506套装于所述丝杠510上，传动轴509一端与所述丝母506连接，另一端与所述楔紧块508连接。机构工作时，丝杠510通过锁紧驱动装置501驱动旋转，进而驱动丝母506移动，丝母506通过传动轴509驱动楔紧块508移动。

如图4所示，所述丝母506通过一个连接块507与所述传动轴509连接，所述丝母506后部套装于丝杠510上，所述丝母506前部设有内螺纹孔，所述连接块507一端嵌入所述内螺纹孔中且外侧设有外螺纹与所述内螺纹孔螺纹连接，如图6所示，所述连接块507一侧设有三角孔5071，另一侧设有圆孔5072，如图5所示，所述传动轴509一端设有三角块5091，且所述三角块5091嵌入所述三角孔5071中，传动轴509本体由所述圆孔5072中穿出，所述三角孔5071和圆孔5072保证传动轴509限位。

如图4所示，所述传动轴509前端设有限位卡环512和紧固螺母513，其中限位卡环512形状如图8所示，在所述限位卡环512中部设有一凹槽，在所述凹槽底面设有供传动轴509穿过的通孔，所述限位卡环512和紧固螺母513依次套装于传动轴509上，且紧固螺母513置于限位卡环512上的凹槽中，并且所述紧固螺母513与所述传动轴509端部螺纹连接，如图7所示，在所述楔紧块508上设有T型槽5081，所述限位卡环512嵌入所述T型槽5081中，安装时所述限位卡环512从所述T型槽5081开口一侧滚入槽内。本实施例中，为保证楔紧块508直线移动不发生倾斜，所述楔紧块508通过两个锁紧驱动装置501驱动移动，在所述楔紧块508两侧各设有一个T型槽5081，每个锁紧驱动装置501对应于一个传动轴509，且每个传动轴509前端的限位卡环512嵌入对应侧的T型槽5081中。

如图4所示，本实施例中，所述锁紧驱动装置501包括锁紧电机504和减速器505，所述锁紧驱动装置501置于一个筒体511中，在所述筒体511后端设有后密封盖503保证密封，所述丝母506和连接块507置于一个转接座502中，如图3～4所示，所述轮架303外侧设有一个支板305，所述转接座502安装于所述支板305上，所述筒体511前端固装于所述转接座502上。

如图11～12所示，所述艏部锁紧组件4包括立梁407、锁紧支座404、弹性调整垫403、锁紧上扣板401、锁紧下托板402、楔紧杆406和锁紧螺母405，所述立梁407垂直设于架体1前端，锁紧支座404设于所述立梁407顶端，在所述锁紧支座404上侧由下到上依次设有弹性调整垫403、锁紧下托板402和锁紧上扣板401，且所述锁紧支座404、弹性调整垫403、锁紧下托板402和锁紧上扣板401通过所述楔紧杆406和锁紧螺母405固连，其中楔紧杆406的锥形端穿过所述锁紧上扣板401和锁紧下托板402，如图12所示，所述锁紧上扣板401设有第一止口4011，所述锁紧下托板402设有第二止口4021，且AUV6上的艏部牵引环601通过所述第一止口4011和第二止口4021围合固定，所述楔紧杆406的楔形端嵌入时使第一止口4011和第二止口4021之间有个挤压力，保证艏部牵引环601定心及锁紧操作，另外所述弹性调整垫403可根据艏部牵引环601高度位置压缩或更换不同厚度的弹性调整垫403实现高度调节，所述锁紧螺母405螺纹连接于楔紧杆406下端实现锁定，如图11所示，在所述立梁407上设有一缺口4071方便旋拧所述锁紧螺母405。

在所述架体1四个角端设有四个集装箱标准脚件，可用于架体1与试验母船甲板的快速可靠连接，另外如图1～2所示，在所述架体1下侧设有万向轮101方便转移。

本发明的工作原理为：

本发明使用时，首先拆除艏部锁紧组件4，然后将AUV6放置于架体1上的导向支撑座7上，然后升降机构2启动驱动滚轮机构3升起，使滚轮机构3中的两组呈V型对称设置的滚轮302贴住AUV6,并使AUV6升至需要的高度，然后滚轮机构3中的旋转驱动装置301启动，并通过滚轮302转动驱动AUV6回转达到需要维护的回转角度，由于所述滚轮302为包胶滚轮，轮面上设有聚氨酯胶膜，有较大摩擦阻力，所述滚轮302转动可以实现AUV6回转目的，AUV6回转到位后，锁紧机构5中的楔紧块508移动楔入最外侧滚轮302与轮架303之间的空隙中，实现AUV6锁定，然后安装艏部锁紧组件4固定AUV6前端的艏部牵引环601，然后作业人员便可以开始维护、检修、转运等工作。

Claims (10)

1.一种AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：包括架体(1)、艏部锁紧组件(4)和多个支撑组件，艏部锁紧组件(4)设于架体(1)前端，各支撑组件均设于架体(1)上，每个支撑组件均包括导向支撑座(7)和升降旋转组件，其中两个导向支撑座(7)对称设置且上端呈V型开口，所述升降旋转组件包括升降机构(2)、滚轮机构(3)和锁紧机构(5)，其中滚轮机构(3)通过所述升降机构(2)驱动升降，所述滚轮机构(3)包括旋转驱动装置(301)、轮架(303)和两组呈V型对称设置的滚轮(302)，每组滚轮(302)安装于对应的轮架(303)上，且每组滚轮(302)中的任一滚轮(302)通过对应的旋转驱动装置(301)驱动转动，在每组滚轮(302)外侧设有锁紧机构(5)，且所述锁紧机构(5)设有可移动的楔紧块(508)，锁紧时所述楔紧块(508)楔入最外侧滚轮(302)与轮架(303)之间的空隙中。

2.根据权利要求1所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述锁紧机构(5)包括锁紧驱动装置(501)、丝杠(510)、丝母(506)、传动轴(509)和楔紧块(508)，丝杠(510)通过锁紧驱动装置(501)驱动转动，丝母(506)套装于所述丝杠(510)上，传动轴(509)一端与所述丝母(506)连接，另一端与所述楔紧块(508)连接。

3.根据权利要求2所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述丝母(506)通过一个连接块(507)与所述传动轴(509)连接，所述丝母(506)后部套装于丝杠(510)上、前部设有内螺纹孔，所述连接块(507)安装于所述内螺纹孔中，所述连接块(507)一侧设有三角孔(5071)，另一侧设有圆孔(5072)，所述传动轴(509)一端设有三角块(5091)，且所述三角块(5091)嵌入所述三角孔(5071)中，传动轴(509)本体由所述圆孔(5072)中穿出。

4.根据权利要求3所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述锁紧驱动装置(501)置于一个筒体(511)中，所述丝母(506)和连接块(507)置于一个转接座(502)中，所述轮架(303)外侧设有支板(305)，所述转接座(502)安装于所述支板(305)上，所述筒体(511)前端固装于所述转接座(502)上。

5.根据权利要求2所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述传动轴(509)前端设有限位卡环(512)和紧固螺母(513)，在所述限位卡环(512)中部设有一凹槽，在所述凹槽底面设有供传动轴(509)穿过的通孔，所述限位卡环(512)和紧固螺母(513)依次套装于所述传动轴(509)上，且紧固螺母(513)置于限位卡环(512)上的凹槽中，在所述楔紧块(508)上设有T型槽(5081)，且所述限位卡环(512)嵌入所述T型槽(5081)中。

6.根据权利要求5所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述楔紧块(508)通过两个锁紧驱动装置(501)驱动移动，在所述楔紧块(508)两侧各设有一个T型槽(5081)，每个锁紧驱动装置(501)对应于一个传动轴(509)，且每个传动轴(509)前端的限位卡环(512)嵌入对应侧的T型槽(5081)中。

7.根据权利要求1所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述升降机构(2)包括升降架(201)和升降驱动装置(202)，所述升降架(201)中部设有支撑帽(203)套设于升降驱动装置(202)上，所述滚轮机构(3)中的轮架(303)安装于所述升降架(201)上。

8.根据权利要求7所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述升降架(201)两端下侧固连有导向柱(206)，所述升降架(201)两端下方设有导向筒(204)，在所述导向筒(204)内设有滑套(205)，所述导向柱(206)插入对应侧导向筒(204)内的滑套(205)中。

9.根据权利要求1所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述艏部锁紧组件(4)包括由上到下依次设置的锁紧上扣板(401)、锁紧下托板(402)、弹性调整垫(403)和锁紧支座(404)，且所述锁紧上扣板(401)、锁紧下托板(402)、弹性调整垫(403)和锁紧支座(404)通过楔紧杆(406)和锁紧螺母(405)固定，其中楔紧杆(406)上部的锥形端穿过所述锁紧上扣板(401)和锁紧下托板(402)，楔紧杆(406)下端穿过锁紧支座(404)后与锁紧螺母(405)固连，所述锁紧上扣板(401)设有第一止口(4011)，所述锁紧下托板(402)设有第二止口(4021)，且AUV(6)上的艏部牵引环(601)通过所述第一止口(4011)和第二止口(4021)围合固定。

10.根据权利要求1所述的AUV用自动升降旋转转运维修装置，其特征在于：所述锁紧支座(404)设于一个立梁(407)上端，所述立梁(407)垂直设于架体(1)前端，在所述立梁(407)上端设有缺口(4071)。

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