CN112572216B - 一种无人船体之间的自动对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种无人船体之间的自动对接装置，主要包括自动对接装置、安装机构。自动对接装置分为公头装置和母头装置，设计为漏斗状结构，对接面积大，对接定向且稳定。安装机构主要包括连接锥体和旋转球，所述公头和母头对接装置分别固定在旋转球的两个方向上，一同焊接在锥体上，锥体水平焊接固定在无人船体的四周。该装置根据接收的执行对接指令，执行对接过程，在对接时通过视觉传感器检测被对接船体的对接装置，并根据红外和视觉检测方式，检测对接装置是否对齐，不断校正，实现无人船体之间的准确、快速、自动对接。

Description

一种无人船体之间的自动对接装置

技术领域

本发明涉及对接装置，更具体地，涉及一种无人船体之间的自动对接装置。

背景技术

近年来，无人船的对接与回收一直是该领域的研究热点，特别是无人船与一个基站或另一艘船甚至多艘船的对接与锁定系统，然而研究成果相对有限，面临的挑战主要有风浪流的扰动以及船体自身的结构、运动、振动和倾斜等。

传统的对接装置主要应用于船体的对接、回收以及充电，大多数对接依然以人工为主，通过人工对准，并进行相关操作。但是现在的无人船由于功能丰富，可以根据不同需要来确定船体的结构和工作方式，比如多艘船体的协同工作，如果仅依靠人工需要耗费很多的成本。因此，为了弥补这些局限性，实现上述功能，需要无人船实现自主对接与锁定，并且要求对接装置相对稳定，不影响船体作业性能。

发明内容

有鉴于此，针对上述传统对接方式存在的不足，本发明设计了一种无人船体之间的自动对接装置，为无人船工作方式的多样化提供了新的思路和途径。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，当船只在工作过程中需要更大的体积或推力时，通过自动对接装置将小船只按需组合成不同形状的大船体进行集群作业；在不需要集群作业时，对接装置断开，各船只独立工作，执行不同的任务。这样不仅提高了船体的工作效率，而且每个船只都得到了充分利用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种无人船体之间的自动对接装置，包括自动对接部分、安装机构部分。

所述自动对接装置主要包括：公头装置、母头装置、旋转装置和安装机构。

所述公头装置采用圆筒状结构，其头部安装有“十字”对接架，对接架中包含有红外检测装置，尾部与旋转装置通过焊接固定。

所述母头装置采用漏斗状结构，漏斗状结构尾部安装有一个圆柱底盘，底盘上有“十字”凹槽，凹槽内包含有横向和纵向红外检测装置，圆柱底盘与旋转装置通过焊接固定。

所述旋转装置为球形结构，在球体同一截面的两个相互垂直的方向分别焊接有公头装置和母头装置，两个装置之间的旋转通过球体内部的角度编码器来完成。

所述安装机构为锥体结构，此结构通过焊接固定在船体四周，顶部通过轴承和螺母等与旋转球相连。

所述自动连接装置包含电机驱动模块，通过串口通信与无人船体的控制中心相连。

基于上述技术方案，本发明的优点是：本发明提出的一种无人船体之间的自动对接装置，能够实现多艘无人船或无人船与岸边基站之间的自动对接，以完成组合无人船协同作业或者进行岸基充电、数据交互，提高船体的利用率，提高了工作效率。对接装置仅需通过接收到控制中心的对接指令进行对接操作，并通过检测模块进行对接的校正，整个过程自动操作，无需人工，简化了船体上人工操作装置的结构，利用检测装置使对接更加地快速、精准。对接装置的结构采用漏斗状结构，对接面积大，对接过程定向且稳定。对接装置焊接在旋转球上，能够根据对接船体的对接装置，旋转到需要的对接头，实现准确对接。对接是否对准以及对接是否完成均采用红外检测装置，结构简单，操作便利，简化了对接的工作过程。

附图说明

图1为本发明对接装置的公头装置结构示意图；

图2为本发明对接装置的母头装置结构示意图；

图3为本发明对接装置的整体结构示意图；

图4为本发明对接装置的三视图；

图5为本发明对接任务完成图。

附图标记说明如下：

1.公头装置；2.母头装置；3.“十字”对接架；4.旋转球；5.连接锥体；6.“十字”对接凹槽。

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做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。

本发明提供了一种无人船体之间的自动对接装置。该装置可以根据接收到的对接指令进行自动对接作业，同时在不进行对接时单独工作，各自执行不同的任务。

所述无人船体之间的自动对接装置，如图3所示为对接装置的整体结构示意图，包括自动连接装置和安装机构。如图4所示为对接装置的三视图，本设计主要采用漏斗状对接结构，分为公头装置1和母头装置2，由于两艘对接的船只状态无法确定，因此，在此结构上增加了一个旋转球4，此装置在两个不同方向分别安装了公头和母头对接装置，根据被对接单元的需要，旋转机构旋转到公头或母头装置。由此，就可以根据船只需要，将单元组合成不同的船体，形成集群作业形式。安装机构包括一个连接锥体5和旋转球4，连接锥体5可水平安装在船体四周，也可垂直安装在船体甲板上。

公头装置1采用圆筒状，如图1所示，在装置顶部安装有“十字”对接架3，一同安装在船体的旋转装置上，用于对接时伸进母头的对接凹槽内。

母头装置2设计为漏斗状，如图2所示，加大了对接的面积，使定向对接更加稳定。在装置底部安装有“十字”对接凹槽6，一同安装在船体的旋转装置上。凹槽6内分别设有横向和纵向激光束，在我们的例子中，纵向激光束用来对准对接的位置和方向，横向激光束用来检验“十字”对接架6是否伸入凹槽内。因此，当激光被“十字”架完全挡住时，通过旋转装置的圆形底盘，捕获“十字”架，完成对接，如图5所示，展示了该发明对接完成的状态。

综上所述，本发明提供了一种无人船体之间的自动对接装置。区别于传统对接方法，此自动对接装置可以根据控制中心发出的指令以及检测装置完成自动对接工作，无需人工，简化了船体上人工操作装置的结构，利用检测装置使对接更加地快速、精准。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是便于读者理解，附图中的模块或流程不一定是实施本发明所必须的。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (1)

1.一种无人船体之间的自动对接装置，其特征在于包括公头装置、母头装置、旋转装置和与船体连接装置；

所述公头装置采用圆筒状结构，其头部安装有“十字”对接架，对接架中包含有红外检测装置，尾部与旋转装置通过焊接固定；

所述母头装置采用漏斗状结构，漏斗状结构尾部安装有一个圆柱底盘，底盘上有“十字”凹槽，凹槽内包含有横向和纵向红外检测装置，圆柱底盘与旋转装置通过焊接固定；所述公头装置的红外检测装置与母头纵向红外检测装置用来检测两个装置是否对准，母头中的横向检测装置用来检测公头装置是否完全伸入母头装置中，当横向红外被完全挡住时表示公头完全伸入；

所述旋转装置为球形结构，在球体同一截面的两个相互垂直的方向分别焊接有公头装置和母头装置，两个装置之间的旋转替换由球体内部的角度编码器来完成；

所述与船体连接装置为锥体结构，所述锥体结构通过焊接固定在船体四周，顶部通过轴承和螺母与旋转球相连。

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