CN113432023B - 一种远程操控快速捕获释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下无人检测装备技术领域，其公开了一种远程操控快速捕获释放装置，其包括锁定机构和配合机构；其中锁定机构连接于船体浸没水中的外壁上，配合机构与检测装置相连，并且锁定机构可在检测装置上浮至与船体接触时对应匹配配合机构，以实现船体在水下对检测装置的锁定。本发明涉及的远程操控快速捕获释放装置通过在船体上设置锁定机构，并在检测装置上配合设置配合机构，利用锁定机构与配合机构的配合锁止和释放，实现船体对检测装置的快速回收与投放，不需将检测装置回收到船体上，整体结构简单并且锁定牢固，大大加快船体对检测装置的运输与投放效率。

Description

一种远程操控快速捕获释放装置

技术领域

本发明涉及水下无人检测装备技术领域，具体涉及一种远程操控快速捕获释放装置。

背景技术

桥梁检测是对桥梁结构完好度、桥梁承载能力的一种检测。操作人员通过检测数据对桥梁做出桥梁使用安全评估和桥梁的修复计划，桥梁检测关乎着桥梁的使用安全性。

针对桥梁检测，传统方式是采用人工探摸的方式对桥梁水下结构进行检测，通过检测人员潜入水下，直接用手去触摸，进而感知桥梁的基础病害位置、性质以及严重程度等，但是这种方式相对危险，并且要求检测人员具备丰富的探摸经验，检测工作强度大，整体工作效率较为低下。

针对现有的人工探摸技术危险性高，效率慢的情况发明了水下机器人探测法，检测人员首先根据工程图纸将基础外表面划分成若干条灯具垂直测线，然后将防水摄像设备安装到机器人身上，利用计算机软件设定好机器人工作内容，根据水下机器人传输回来的视频，控制机器人的升降深度以及潜水深度，寻找病害的位置然后悬停拍摄获得水下桥梁的数据。该方式不需要人工水下探摸，安全风险较低。但是这种方式的水下机器人检测范围有限，在针对如港珠澳等超长距离的大桥时，水下机器人的投放数量和投放次数大大增加，并且每次投放和回收都需要操作人员将水下机器人搬运到船上和投放到水中，整个过程耗时耗力，大大降低了水下机器人的检测速率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种远程操控快速捕获释放装置，用以解决现有水下检测装置布放和回收困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种远程操控快速捕获释放装置，包括锁定机构和配合机构；

所述锁定机构连接于船体浸没水中的外壁上；

所述配合机构设置在检测装置上，并可在与对应锁定机构对正后匹配该锁定机构，进而实现所述检测装置在所述船体上的固定。

作为本发明的进一步改进，所述锁定机构包括驱动结构和传动结构，所述传动结构一端与所述驱动结构相连，其另一端连接有两卡接块，两所述卡接块可在所述驱动结构驱动下相向/相离运动，以实现所述锁定机构对所述配合机构的锁定/释放。

作为本发明的进一步改进，所述传动结构包括直滑杆、固定板和转动杆；

所述直滑杆一端与所述驱动结构相连，其另一端与所述固定板相连；

所述转动杆为分设于所述固定板两侧的两个，两所述转动杆的一端均与所述固定板铰接，另一端分别连接所述卡接块。

作为本发明的进一步改进，所述传动结构包括直滑杆，直滑杆两侧开设有齿条结构，所述卡接块上设有与齿条结构相匹配的齿轮结构，且两所述卡接块分别匹配连接在所述直滑杆两侧。

作为本发明的进一步改进，所述锁定机构上还设有滑座，其上开设有供所述直滑杆穿过的第一通孔。

作为本发明的进一步改进，所述锁定机构上还横向穿设有连接柱，所述连接柱两端与所述船体相连，并在其轴向上穿设有一对挡环，一对所述挡环分别位于所述母壳体两侧并对其进行限位。

作为本发明的进一步改进，所述锁定机构上还设有接近开关，所述接近开关用于检测所述锁定机构和所述配合机构的锁定/释放状态。

作为本发明的进一步改进，所述锁定机构上还设有信号检测装置，所述配合机构上对应设有信号发射装置，所述信号检测装置用于竖向接收所述信号发射装置发射的信号，使得所述配合机构上升后对应卡接所述锁定机构。

作为本发明的进一步改进，所述配合机构沿与所述锁定机构卡接方向开设有第二通孔。

作为本发明的进一步改进，所述第二通孔的两端面处均开设有倒角。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本发明的远程操控快速捕获释放装置，其分别在船体上设置锁定机构，在检测装置上对应设置配合机构，利用锁定机构与配合机构的对应锁止与释放，进而实现船体对检测装置的快速锁定与投放，并且锁定机构与配合机构的自动锁定与释放能够大大加快船体对检测装置的运输与投放效率，无需人工搬运检测装置，节省人力。

（2）本发明的远程操控快速捕获释放装置，其通过在锁定机构上设置连杆结构，并在连杆结构上转动连接成对设置的两卡接块，利用连杆结构将驱动结构的往返运动转换为卡接块的摆动运动，并通过两卡接块的摆动合围形成圆环结构，并利用圆环结构实现对配合机构的卡接，驱动结构与连杆结构配合方式简单，对配合机构的锁定稳定，无需复杂指令即可完成对配合机构的锁止和释放工作。

（3）本发明的远程操控快速捕获释放装置，其通过在锁定机构上设置直滑杆，并在直滑杆上设置齿条结构，并在两卡接块上对应设置齿轮结构，通过齿轮齿条的配合实现卡接块的快速对接与分离，进而实现对配合机构的对应锁定与释放。

（4）本发明的远程操控快速捕获释放装置，其通过在锁定机构上穿设连接柱，并在锁定机构的两侧设置对其限位的挡环；利用连接柱与锁定机构转动连接，并将连接柱与船体相连，使得锁定机构在自身重力下始终竖直向下，便于锁定机构与配合机构的锁止与释放；并且挡环在对锁定机构进行限位的同时，可随时根据需求对锁定机构的位置进行调整，便于配合机构的回收。

（5）本发明的远程操控快速捕获释放装置，其通过在配合机构上开设第二通孔，利用第二通孔将线缆收束在配合机构内，以避免线缆散乱在水下，并在第二通孔的两端面处开设倒角，避免在配合机构的回收和释放过程中，线缆与配合机构的端部相互磨擦造成线缆破损。

附图说明

图1是本发明实施例中远程操控快速捕获释放装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中连杆结构示意图；

图3是本发明实施例中连杆结构释放配合机构的结构示意图；

图4是本发明实施例中连杆结构锁定配合机构的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、锁定机构；2、配合机构；3、驱动结构；4、传动结构；5、卡接块；6、滑座；7、连接柱；8、挡环；9、接近开关；

401、直滑杆；402、转动杆；403、固定板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

本发明优选实施例中的远程操控快速捕获释放装置，如图1-4所示，包括锁定机构1和配合机构2，其中锁定机构1连接于船体浸没水中的外壁上，配合机构2设置在检测装置上，并可在于对应锁定机构1对正后匹配该锁定机构1，进而实现检测装置在船体上的固定。通过利用锁定机构1和配合机构2的对应锁止和释放以完成船体对检测装置的回收与投放，而不需要将检测装置搬运到船体上，大大简化了检测装置的回收与投放工作。

优选地，此处锁定机构1连接于船体浸没水中的外壁通常指代锁定机构1连接在船体的两侧壁和尾部，并且锁定机构1本身占据一定体积，在最优情况下只需要保持锁定机构1与配合机构2配合后，检测装置能够浸没在水中即可，即保证检测装置不需要上升至水面上部，无需通过人工方式将检测装置搬运至船体上。

进一步地，作为本发明的优选实施例，锁定机构1包括驱动结构3和传动结构4，传动结构4一端与驱动结构3相连，其另一端转动连接有两卡接块5；两卡接块5可在驱动结构3的驱动下做相向或者相离运动，并且两卡接块5在相向运动时可合围形成环状结构并将配合机构2锁定。具体地，锁定机构1包括母壳体主体，驱动结构3和传动结构4均设置在母壳体上；配合机构2为公头体，并在母壳体上对应开设有供公头体卡接插入的槽口。两卡接块5与传动结构4相连，并且两卡接块5可在母壳体的槽口内转动，通过驱动结构3的带动实现与公头体的锁紧或者释放，进而实现船体对检测装置的锁紧与释放。

进一步地，如图2所示，作为本发明的优选实施例，该传动结构4包括直滑杆401、固定板403和转动杆402；其中，直滑杆401的一端与驱动结构3相连，其另一端与固定板403相连；并且转动杆402为分设在固定板403两侧的两个，两转动杆402的一端与固定板403铰接，另一端转动连接在母壳体上；并且两个卡接块5分别固定连接在其中一根转动杆402上。通过将转动杆402的两端分别转动连接在母壳体和固定板403上，再利用直滑杆401带动固定板403运动，即可将直滑杆401的竖向往返运动变为转动杆402的摆动运动，两卡接块5可随转动杆402的摆动实现开合动作。

具体地，固定板403为两块，直滑杆401夹设在两固定板403之间，并且直滑杆401与两固定板403通过多个螺栓结构连接，使得直滑杆401与两固定板403固定连接。转动杆402的一端同样夹设在两固定板403之间，通过螺栓结构将转动杆402与固定板403相连，此处转动杆402与固定板403之间的螺栓结构仅用于将转动杆402与固定板403相连，转动杆402仍可自由摆动。卡接块5与转动杆402固定相连，并且卡接块5与转动杆402垂直设置，母壳体内开设有供公头体伸入的槽口，两卡接块5分别位于槽口的两侧，在公头体伸入母壳体内时，两卡接块5可随转动杆402摆动并合围形成圆环结构并将公头体锁住。

优选地，在利用驱动结构3带动直滑杆401运动过程中，由于转动杆402两端分别铰接，为了避免转动杆402两端卡死，在转动杆402与固定板403铰接的一端留有供转动杆402摆动的活动孔。并且活动孔的设置能够大大增加驱动结构3带动直滑杆401运动的距离，方便驱动结构3的使用；还能避免转动杆402两端经常与固定板403和母壳体刚性接触，造成整个快速捕获释放装置损坏。此处驱动结构3为驱动电机、驱动气缸、伺服电机、伺服气缸中的一种，并且驱动结构3上均设有远程控制模块，通过远端的操作人员即可控制驱动结构3带动直滑杆401伸缩。

进一步地，作为本发明的另一优选实施例，此处传动结构4包括直滑杆401，直滑杆401两侧开设有齿条结构，卡接块5上对应齿条结构设置有齿轮结构，通过将两卡接块5匹配设置在直滑杆401两侧，并利用直滑杆401带动两卡接块5开合。具体地，在直滑杆401两侧开设齿条结构，卡接块5通过齿轮结构与直滑杆401匹配，并将齿轮结构中心轴转动连接在母壳体上，使得驱动结构3在带动直滑杆401竖向运动时，两卡接块5在齿轮齿条的配合下转动运动，并实现对配合机构2的锁定与释放。

进一步地，优选地，卡接块5为两个半环结构，两卡接块5在直滑杆401的带动下可合围形成圆环结构；对应地，配合机构2整体呈锥形圆台结构，锥形圆台结构上开设有向内凹陷的环形槽口，用于与卡接块5形成的圆环结构卡接，实现对配合机构2的卡接。并且配合机构2的锥形圆台结构便于伸入到锁定机构1的槽口内。

进一步地，作为本发明的另一优选实施例，此处锁定机构1包括电磁铁，配合机构2上对应电磁铁设有磁吸头，在锁定机构1与磁吸头相接触时，启动电磁铁，通过磁吸方式将配合机构2固定在锁定机构1上，进而实现船体对检测装置的固定。在需要将检测装置进行投放时，只需要关闭电磁铁电源，配合机构2与检测装置在自身重力作用下自动下沉并进行水域探测。

进一步地，作为本发明的优选实施例，在锁定机构1上还设有滑座6，该滑座6对应直滑杆401开设有第一通孔，用于对直滑杆401进行限位。由于驱动结构3和直滑杆401均设置在锁定机构1外部，为了保证直滑杆401在驱动结构3的驱动下在竖向上进行往复运动，通过在锁定机构1上设置滑座6，并将直滑杆401穿设在滑座6上，实现对直滑杆401的限位。

进一步地，作为本发明的优选实施例，锁定机构1上还穿设有连接柱7，并在连接柱7轴向上穿设一对挡环8，两挡环8分别位于锁定机构1两侧并对其进行限位。在利用锁定机构1对配合机构2进行锁定和释放的过程中，为了保证锁定机构1上的槽口始终竖直向下并对应锁定配合机构2，通过在锁定机构1上穿设连接柱7，并在锁定机构1的两侧设置挡环8，用于限制锁定机构1在连接柱7上的位移。此处连接柱7与锁定机构1转动连接，锁定机构1在自身重力作用下始终竖直向下，方便锁定机构1与配合机构2的对应衔接。

进一步地，作为本发明的优选实施例，锁定机构1上还设有接近开关9，该接近开关9用于检测配合机构2与锁定机构1的对应锁止和释放状态，并将信号传输至岸基控制系统，为下一步动作提供参考。由于船体需要将检测装置运输到不同位置进行投放或回收，为了保证船体运输过程中检测装置不会脱落，需要保证锁定机构1对配合机构2的锁止效果，因此在锁定机构1上设置接近开关9，并且接近开关9设置在卡接块5处，用于检测卡接块5与配合机构2的卡紧程度并将卡接块5与配合机构2的配合情况实时传递至远程控制端，根据卡接块5与配合机构2的配合情况进行实时调整，以便于检测装置的顺利回收和投放。

在利用锁定机构1对配合机构2进行锁定或释放的过程中，只有配合机构2进入到锁定机构1的槽口内，并且卡接块5形成的圆环结构正好卡接在配合机构2的环形槽口处时，才能实现锁定机构1对配合机构2的锁定。为了保证锁定机构1能够对配合机构2进行精确锁定或释放，在锁定机构1上还设置有接近开关9，接近开关9位于卡接块5处，用于检测卡接块5是否完成对公头体的锁止。通过接近开关9将卡接块5与公头体的匹配信息传输至人工操控台，实现对快速捕获释放装置的远程操控。

进一步地，作为本发明的优选实施例，锁定机构1上还设有信号检测装置，配合机构2上对应设置信号发射装置，该信号检测装置用于竖向接收信号发射装置发射的信号，使得配合机构2上升后对应卡接锁定机构1。在利用锁定机构1锁定配合机构2时，检测装置入水后会随着水流移动，在需要利用配合机构2将检测装置回收时，检测装置入水位置可能发生偏移，需要对检测装置的位置进行核准，以确保检测装置回收时配合机构2能够正好卡入锁定机构1。因此在锁定机构1上设置信号检测装置，在配合机构2上设置信号发射装置，信号发射装置用于竖直向上发生位置信息，通过信号检测装置对应调整船体所在位置，使得锁定机构1的槽口能够正对配合机构2，以确保锁定机构1对配合机构2的锁定。

进一步地，作为本发明的优选实施例，配合机构2沿与锁定机构1卡接方向开设有第二通孔，用于线缆的穿接，此处线缆包括电缆或光缆。在进行水下作业的过程当中，配合机构2不仅承担着连接检测装置并与锁定机构1卡接的功能，有时候还需要连接光缆或者电缆。为了避免光缆或者线缆在水流冲击下到处散乱，在配合机构2上开设第二通孔，利用配合机构2将光缆或者线缆收束，便于检测装置的回收和释放。

优选地，在第二通孔的两端面处还开设有倒角；在实际水下作业过程中，由于检测装置需要根据检测需求不断下放或上升，光缆或电缆会经常与配合机构2的第二通孔两端面摩擦，容易造成光缆或电缆破皮损坏，因此在第二通孔的两端面处开设倒角，以避免光缆或电缆与配合机构2之间的磨损。

优选地，第二通孔两端面处开设的倒角为倒圆角，通过将第二通孔两端面处设置为弧形面，能够进一步避免光缆或电缆的磨损。同样的，在锁定机构1使用过程中，通过锁定机构1对配合机构2进行锁紧和释放时，光缆或电缆同样会经过锁定机构1处，因此锁定机构1上对应光缆或电缆开设有第三通孔，并且第三通孔的两端面处同样开设倒角，以便于光缆或电缆的对应牵引。优选地，锁定机构1同样为中空结构，中空结构两端同样设置倒角，用于防止电缆或光缆的磨损。

进一步地，作为本发明优选实施例，在船体上还设置有罩体结构，罩体结构套设在锁定机构1外，并且在锁定机构1将配合机构2锁定后，罩体结构能够将整个锁定释放装置以及检测装置收纳，并且罩体结构内设置有排水装置和清洗装置。其中，排水装置可在罩体结构将锁定机构1、配合机构2和检测装置收纳后，将罩体内的水排出罩体外，使得锁定机构1、配合机构2以及检测装置在检测完毕后不会持续浸泡在水中，避免各结构件被水体侵蚀，造成装置损坏。同样地，由于检测环境相对复杂，并且水下可能存在大量泥沙、海藻、垃圾等，在检测装置使用完毕后需要对其进行清理，便于下次检测使用，在罩体结构内设置清洗装置，通过清洗装置释放含清洁剂的清水对检测装置进行清理，再通过排水装置将清洗后的污水排出罩体结构外，以便检测装置的下一次使用。

进一步地，作为本发明优选实施例，锁定机构1设置在船体尾部，相应地，罩体结构也设置在船体尾部，由于整个罩体浸入水中，在实际运输过程中，为了方便锁定机构1对配合机构2的锁定，锁定机构1竖直设置，而在罩体结构将检测装置收纳后，整个装置处于竖直向下的状态，罩体结构会造成船体运输阻力增大，因此在船体上对应罩体结构设置有转动件，在罩体结构将检测装置收纳后，转动件可带动罩体结构转动并使得罩体结构水平设置，其能大大降低船体运输时的阻力，方便船体的运输工作。

本发明工作过程如下：在需要对检测装置回收时，利用信号检测装置检测信号发射装置的位置信号，开动船体调整锁定机构1位置，确保锁定机构1正对配合机构2竖向上升位置；然后通过远程端发送指令，遥控控制检测装置上浮，并控制驱动结构3收缩，驱动结构3带动直滑杆401上提，固定板403随之向上移动，转动杆402转动并带动两个卡接块5转动，两个卡接块5张开，与检测装置相连的配合机构2插入到锁定机构1的槽口内，接近开关9检测到配合机构2插入并且可被两卡接块5锁定后，接近开关9发送指令到远程端，远程端控制驱动结构3伸出，转动杆402带动两卡接块5反向运动，两个卡接块5绕配合机构2的环形凹槽处合围形成圆环结构并将配合机构2锁死，船体可携带检测装置运输到下一投放点；到达下一投放点后，远程端控制驱动结构3收缩，两卡接块5形成的圆环结构打开，配合机构2与检测装置在自身重力作用下从锁定机构1的槽口处脱离，检测装置正常投放并进行检测工作，完成检测后再次进行回收。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，包括锁定机构和配合机构；

所述锁定机构连接于船体浸没水中的外壁上；

所述配合机构设置在检测装置上，并可在与对应锁定机构对正后匹配该锁定机构，进而实现所述检测装置在所述船体上的固定；

所述锁定机构包括驱动结构和传动结构，所述传动结构一端与所述驱动结构相连，其另一端连接有两卡接块，两所述卡接块可在所述驱动结构驱动下相向/相离运动，以实现所述锁定机构对所述配合机构的锁定/释放；

所述传动结构包括直滑杆、固定板和转动杆；

所述直滑杆一端与所述驱动结构相连，其另一端与所述固定板相连；

所述转动杆为分设于所述固定板两侧的两个，两所述转动杆的一端均与所述固定板铰接，另一端分别连接所述卡接块；

所述固定板与所述转动杆铰接处留有供所述转动杆摆动的活动孔；

两所述卡接块呈两个半环结构，两卡接块可在直滑杆带动下合围形成圆环结构；所述配合机构上开设有向内凹陷的环形槽口，用于与卡接块形成的圆环结构卡接。

2.根据权利要求1所述的远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，所述锁定机构上还设有滑座，其上开设有供所述直滑杆穿过的第一通孔。

3.根据权利要求1所述的远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，所述锁定机构上还横向穿设有连接柱，所述连接柱两端与所述船体相连，并在其轴向上穿设有一对挡环，一对所述挡环分别位于所述锁定机构两侧并对其进行限位。

4.根据权利要求1所述的远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，所述锁定机构上还设有接近开关，所述接近开关用于检测所述锁定机构和所述配合机构的锁定/释放状态。

5.根据权利要求1所述的远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，所述锁定机构上还设有信号检测装置，所述配合机构上对应设有信号发射装置，所述信号检测装置用于竖向接收所述信号发射装置发射的信号，使得所述配合机构上升后对应卡接所述锁定机构。

6.根据权利要求1所述的远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，所述配合机构沿与所述锁定机构卡接方向开设有第二通孔。

7.根据权利要求6所述的远程操控快速捕获释放装置，其特征在于，所述第二通孔的两端面处均开设有倒角。

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