CN113401289A - 水下机器人吊放回收系统及吊放、回收方法 - Google Patents

Abstract

水下机器人吊放回收系统及吊放、回收方法。本发明包括：壳体，所述的壳体顶端安装有锁紧盖，所述的锁紧盖下方安装有固定环，所述的固定环与壳体、锁紧盖形成开放式的回收装置；所述的壳体与所述的固定环之间安装有浮力球，所述的浮力球的上端与拉杆连接，所述的拉杆穿过所述的锁紧盖；所述的浮力球的下端与连杆一端连接，所述的连杆穿过所述的锁紧盖与锁紧块连接，锁紧块通过销钉安装在壳体内部，所述的壳体内部放置有水下机器人连接装置。本发明实现各种类、各级别水下设备的吊放回收，从而实现高度互换性与标准化的目的，降低制造、维护成本。

Description

水下机器人吊放回收系统及吊放、回收方法

技术领域：

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种水下机器人吊放回收系统及吊放、回收方法。

背景技术：

传统的水下机器人吊放回收有以下几种操作方式:

（1）全程人力参与式：吊放工作时，在平台或母船上，由操作员将吊放装置（或吊钩）与水下设备连接并锁紧，借助起吊设备将水下设备吊放至工作区域，潜水操作员入水，移动至水下设备附近人工手动解锁设下设备与吊钩；

回收工作时，水下设备上浮母船或平台附近，潜水操作员入水，移动至水下设备附近人工手动连接并锁紧水下设下设备与吊钩，借助起吊设备将水下设备吊放至母船或平台回收放置区域，由操作员将吊放装置（或吊钩）与水下设备解锁脱钩；

这种全程人力参与式需要雇佣专业潜水操作员入水、出水工作，人力成本高，操作费时，效率低下。且人工手动解锁、锁紧方式受水面恶劣天气影响，加大工作难度，且针对特殊工况（如受核辐射水域等情况）增加潜水员生命危险。

（2）采用特制的液压或电动操作吊放回收装置：吊放工作时，在平台或母船上，由操作员将吊放装置（或吊钩）与水下设备连接并锁紧，借助起吊设备将水下设备吊放至工作区域，由液压机构或电动机构完成脱钩动作；

回收工作时，水下设备上浮母船或平台附近，回收装置与水下设备对接后，由液压机构或电动机构完成连接吊钩并锁紧动作，借助起吊设备将水下设备吊放至母船或平台回收放置区域，操作员将吊放装置（或吊钩）与水下设备连接解锁分离；

这种操作方式使用的机械结构相对比较复杂，液压机构增加必要的液压元件，电动机构增加了必要的电动执行元件，间接的增大了回收装置的体积、重量，以及制造成本。

（3）利用机械弹簧、滑块、浮力块实现吊放回收中的锁钩、脱钩过程

吊放过程与回收过程与之前所述大致相同；

采用弹簧锁钩时，依靠弹簧、滑块组合的锁钩脱钩装置工作过程中不稳定，极易出现弹簧脱钩、失效（失去弹力、断裂、变形等）等情况，给吊放回收过程带来了隐患。

采用浮力块锁钩时，此方案仅能吊放回收轻型水下设备，因为浮力材料本身为粉末成型，其本身强度、硬度、刚度较差，对中型、甚至重型水下设备无法吊放。

发明内容：

本发明的目的是提供一种水下机器人吊放回收系统及吊放、回收方法，在标准体积重量尺寸下，可实现各种类、各级别水下设备的吊放回收，从而实现高度互换性与标准化的目的。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种水下机器人吊放回收系统，包括：壳体，所述的壳体顶端安装有锁紧盖，所述的锁紧盖下方安装有固定环，所述的固定环与壳体、锁紧盖形成开放式的回收装置；

所述的壳体与所述的固定环之间安装有浮力球，所述的浮力球的上端与拉杆连接，所述的拉杆穿过所述的锁紧盖；

所述的浮力球的下端与连杆一端连接，所述的连杆穿过所述的锁紧盖与锁紧块连接，锁紧块通过销钉安装在壳体内部，所述的壳体内部放置有水下机器人连接装置。

所述的水下机器人吊放回收系统，所述的壳体与所述的锁紧盖通过吊环螺钉连接。

所述的水下机器人吊放回收系统，所述的水下机器人连接装置为蘑菇头结构，所述的水下机器人连接装置中心开有通孔，所述的通孔穿过脐带缆。

所述的水下机器人吊放回收系统，所述的水下机器人连接装置包括头部锥形结构、连接结构、尾部结构，所述的尾部结构与水下机器人连接。

所述的水下机器人吊放回收系统，所述的水下机器人连接装置固定安装在水下机器人顶部。

所述的水下机器人吊放回收系统，所述的壳体内部具有限位挡块，所述的限位挡块与所述的壳体为一体结构。

所述的水下机器人吊放回收系统，所述的锁紧块具有调节长形孔，所述的连杆安装在所述的调节长形孔内。

一种利用权利要求1-7之一所述的水下机器人吊放回收系统的吊放方法，当需要布放水下ROV时：

（1）将回收装置放置在水下机器人连接装置的尾部结构上，依靠重力作用，水下机器人连接装置顶端的头部锥形结构顶开锁紧块并顺利穿入；

（2）在起重设备作用下，将绳索通过吊环螺钉固定，吊起回收装置，此时，在重力作用下，锁紧块下面顶住壳体内部限位挡块，上面顶住水下机器人连接装置的头部锥形结构下端，达到锁紧固定目的；

（3）在起重设备作用下，将水下ROV整体吊放入水，此时，水下ROV垂直推进器工作向水下运动，水涌进壳体、锁紧盖固定环所形成的开放式浮力舱内，此时在浮力作用下浮力球上浮并通过连杆带动锁紧块运动，达到解锁目的，此时水下ROV继续向水下运动，水下机器人连接装置顺利脱钩。

一种利用权利要求1-7之一所述的水下机器人吊放回收系统的回收方法，当需要回收水下ROV时：

（1）在起重设备作用下，将回收装置吊放至水下ROV区域；

（2）将回收装置对准水下机器人连接装置并插入，此时水下机器人连接装置顶部的锥形结构顶开锁紧块进入回收装置内；

（3）起重设备起吊，锁紧块在重力作用下分别顶住壳体内部的限位挡块与水下机器人连接装置，实现起吊作业；

（4）当起重设备将水下ROV吊放至平台或母船上后，操作员提动拉杆带动浮力球与连杆向上运动，同时实现锁紧块解锁，将回收装置与水下ROV分离。

本发明的有益效果：

本发明避免潜水员入水、出水工作，最大限度降低人工参与操作的过程，以实现节约人力成本，避免人身事故的出现，实现高度工业自动化，提升作业效率，在标准体积重量尺寸下，可实现各种类、各级别水下设备的吊放回收，从而实现高度互换性与标准化的目的，降低制造、维护成本。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的俯视图。

附图3是本发明锁紧块锁紧状态时的示意图。

附图4时本发明锁紧块释放状态时的示意图。

附图5时本发明锁紧块的结构示意图。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。

本发明提供了一种水下机器人吊放回收系统，如附图1所示，包括：一种水下机器人吊放回收系统：锁紧盖1、吊环螺钉2、浮力球3、壳体4、拉杆5、固定环6、连杆7、锁紧块8、销钉9、水下机器人连接装置10。

所述的壳体4顶端安装有锁紧盖1，所述的锁紧盖1下方安装有固定环6，所述的固定环6 与壳体4、锁紧盖1形成开放式的回收装置；

所述的壳体4与所述的固定环6之间安装有浮力球3，所述的浮力球3的上端与拉杆5连接，所述的拉杆5穿过所述的锁紧盖1；

所述的浮力球3的下端与连杆7一端连接，连杆7另一端与锁紧块8通过销钉9安放于壳体内部，在水中浮力作用下带动连杆运动所述的连杆7穿过所述的锁紧盖1与锁紧块8连接，锁紧块8通过销钉9安装在壳体内部，所述的壳体内部放置有水下机器人连接装置10。

所述的壳体4与所述的锁紧盖1通过吊环螺钉2连接，回收装置由壳体4 、锁紧盖1、固定环6 通过吊环螺钉2组成整体。

所述的水下机器人连接装置10为蘑菇头结构，蘑菇头结构为固定安装在水下ROV顶部的装置所述的水下机器人连接装置10中心开有通孔，以便穿过脐带缆。

所述的水下机器人连接装置10包括头部锥形结构、连接结构、尾部结构，所述的尾部结构与水下机器人连接。

所述的水下机器人连接装置10固定安装在水下机器人顶部。

所述的壳体4内部具有限位挡块11，所述的限位挡块11与所述的壳体4为一体结构。

所述的锁紧块8具有调节长形孔，所述的连杆7安装在所述的调节长形孔内。

工作原理：

当需要布放水下ROV时：

（1）将回收装置放置在水下机器人连接装置10的尾部结构上，依靠重力作用，水下机器人连接装置10顶端的头部锥形结构顶开锁紧块8并顺利穿入；

（2）在起重设备作用下，将绳索通过吊环螺钉2固定，吊起回收装置，此时，在重力作用下，锁紧块8下面顶住壳体4内部限位挡块，上面顶住水下机器人连接装置10的头部锥形结构下端，达到锁紧固定目的；

（3）在起重设备作用下，将水下ROV整体吊放入水，此时，水下ROV垂直推进器工作向水下运动，水涌进壳体4、锁紧盖1 固定环6所形成的开放式浮力舱内，此时在浮力作用下浮力球3上浮并通过连杆7带动锁紧块8运动，达到解锁目的，此时水下ROV继续向水下运动，水下机器人连接装置10顺利脱钩。

当需要回收水下ROV时：

（1）在起重设备作用下，将回收装置吊放至水下ROV区域；

（2）将回收装置对准水下机器人连接装置10并插入，此时水下机器人连接装置10顶部的锥形结构顶开锁紧块8进入回收装置内；

（3）起重设备起吊，锁紧块8在重力作用下分别顶住壳体内部的限位挡块与水下机器人连接装置10，实现起吊作业；

（4）当起重设备将水下ROV吊放至平台或母船上后，操作员提动拉杆5带动浮力球3与连杆7向上运动，同时实现锁紧块8解锁，将回收装置与水下ROV分离。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1. 一种水下机器人吊放回收系统，其特征在于，包括：壳体（4），所述的壳体（4）顶端安装有锁紧盖（1），所述的锁紧盖（1）下方安装有固定环（6），所述的固定环（6） 与壳体（4）、锁紧盖（1）形成开放式的回收装置；

所述的壳体（4）与所述的固定环（6）之间安装有浮力球（3），所述的浮力球（3）的上端与拉杆（5）连接，所述的拉杆（5）穿过所述的锁紧盖（1）；

所述的浮力球（3）的下端与连杆（7）一端连接，所述的连杆（7）穿过所述的锁紧盖（1）与锁紧块（8）连接，锁紧块（8）通过销钉（9）安装在壳体内部，所述的壳体内部放置有水下机器人连接装置（10）。

2.根据权利要求1所述的水下机器人吊放回收系统，其特征在于，所述的壳体（4）与所述的锁紧盖（1）通过吊环螺钉（2）连接。

3.根据权利要求1所述的水下机器人吊放回收系统，其特征在于，所述的水下机器人连接装置（10）为蘑菇头结构，所述的水下机器人连接装置（10）中心开有通孔，所述的通孔穿过脐带缆。

4.根据权利要求3所述的水下机器人吊放回收系统，其特征在于，所述的水下机器人连接装置（10）包括头部锥形结构、连接结构、尾部结构，所述的尾部结构与水下机器人连接。

5.根据权利要求4所述的水下机器人吊放回收系统，其特征在于，所述的水下机器人连接装置（10）固定安装在水下机器人顶部。

6.根据权利要求2所述的水下机器人吊放回收系统，其特征在于，所述的壳体（4）内部具有限位挡块（11），所述的限位挡块（11）与所述的壳体（4）为一体结构。

7.根据权利要求1所述的水下机器人吊放回收系统，其特征在于，所述的锁紧块（8）具有调节长形孔，所述的连杆（7）安装在所述的调节长形孔内。

8.一种利用权利要求1-7之一所述的水下机器人吊放回收系统的吊放方法，其特征在于，当需要布放水下ROV时：

（1）将回收装置放置在水下机器人连接装置（10）的尾部结构上，依靠重力作用，水下机器人连接装置（10）顶端的头部锥形结构顶开锁紧块（8）并顺利穿入；

（2）在起重设备作用下，将绳索通过吊环螺钉（2）固定，吊起回收装置，此时，在重力作用下，锁紧块（8）下面顶住壳体（4）内部限位挡块，上面顶住水下机器人连接装置（10）的头部锥形结构下端，达到锁紧固定目的；

（3）在起重设备作用下，将水下ROV整体吊放入水，此时，水下ROV垂直推进器工作向水下运动，水涌进壳体（4）、锁紧盖（1） 固定环（6）所形成的开放式浮力舱内，此时在浮力作用下浮力球（3）上浮并通过连杆（7）带动锁紧块（8）运动，达到解锁目的，此时水下ROV继续向水下运动，水下机器人连接装置（10）顺利脱钩。

9.一种利用权利要求1-7之一所述的水下机器人吊放回收系统的回收方法，其特征在于，当需要回收水下ROV时：

（1）在起重设备作用下，将回收装置吊放至水下ROV区域；

（2）将回收装置对准水下机器人连接装置（10）并插入，此时水下机器人连接装置（10）顶部的锥形结构顶开锁紧块（8）进入回收装置内；

（3）起重设备起吊，锁紧块（8）在重力作用下分别顶住壳体内部的限位挡块与水下机器人连接装置（10），实现起吊作业；

（4）当起重设备将水下ROV吊放至平台或母船上后，操作员提动拉杆（5） 带动浮力球（3）与连杆（7）向上运动，同时实现锁紧块（8）解锁，将回收装置与水下ROV分离。

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