CN114455034B - 一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，包括撑杆、接头、U型杆、引导杆及牵引绳；撑杆通过接头与U型杆封闭端固定连接，所述引导杆两端活动连接在U型钩开放端，将U型杆封闭；所述牵引绳固定在引导杆一端；通过撑杆的往复运动，引导杆两端与U型杆依次完成脱开、连接，引导牵引绳对拖曳环的环绕。本发明无需人员下水，能够安全可靠实现UUV捕捉及牵引。

Description

一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置
技术领域
本发明涉及水下无人装备技术领域，具体涉及一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置。
背景技术
目前，水下无人航行器(UUV)在军用和民用市场应用前景广阔，呈现出井喷态势。如何更好地发挥UUV的最大效能，解决使用过程中用户的痛点是关键。UUV在回收过程中，如何安全可靠地牵引至回收码头，目前还需要依靠潜水员下水进行捕捉，存在较大人员安全隐患。为解决该难题，经过对原理推敲及方案研讨，同步设计加工了两套捕捉装置并结合UUV在试验现场进行使用，通过对使用过程中存在的问题改进优化，彻底解决了对UUV的拖曳环快速捕捉并实现牵引这一关键技术。该装置是一套精密机械装置，具有结构形式简单、巧妙、成本低廉等优势，利于该技术工程化应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，无需人员下水，能够安全可靠实现UUV捕捉及牵引。
本发明采用的技术方案如下：
一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，包括撑杆、接头、U型杆、引导杆及牵引绳；
所述撑杆通过接头与U型杆封闭端固定连接，所述引导杆两端活动连接在U型钩开放端，将U型杆封闭；所述牵引绳固定在引导杆一端；
通过撑杆的往复运动，引导杆两端与U型杆依次完成脱开、连接，引导牵引绳对拖曳环的环绕。
进一步地，所述U型杆开放端一端固定有导向座，另一端固定定位座；所述导向座为弯钩，向U型杆内部弯折；所述定位座为Y型杆。
进一步地，所述引导杆包括夹板Ⅰ、夹板Ⅱ及连接件；
所述夹板Ⅰ与夹板Ⅱ平行设置，并通过连接件固定连接。
进一步地，所述撑杆为空心管，直径30mm-40mm，杆长不超过3000mm。
进一步地，所述牵引绳采用φ8-10mm的高强度凯夫拉绳索。
有益效果：
1、本发明通过撑杆的往复运动，引导杆两端与U型钩依次完成脱开、连接，引导牵引绳对拖曳环的环绕，对比已有技术，能够可靠、快速地实现UUV捕捉及牵引，具备安全、快速和便捷的效果。
2、本发明引导杆由两个夹板构成，两个夹板之间有较大的空间，便于与导向座和定位座挂接配合。
3、本发明的撑杆考虑了人机工程和轻量化设计，采用空心管，直径30mm-40mm，杆长不超过3000mm，满足操作者使用方便的需求。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明使用过程中导入拖曳环的示意图。
图3为本发明使用过程中退出拖曳环的示意图。
图4为本发明的引导杆结构示意图。
其中，1-撑杆、2-接头、3-U型杆、4-导向座、5-引导杆、6-定位座、7-牵引绳、8-夹板Ⅰ、9-夹板Ⅱ、10-垫柱、11-螺钉。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，包括撑杆1、接头2、U型杆3、引导杆5、导向座4、定位座6及牵引绳7。
撑杆1用于延长捕捉的空间距离，设计该杆的关键因素是要满足操作者使用方便。考虑人机工程和轻量化设计，撑杆1选用低密度、耐腐蚀的材质，复合材料如碳纤维、玻璃纤维，或采用铝合金，撑杆1直径30mm-40mm，便于操作者手握操作。本实施例的撑杆1为铝合金材质的空心管，直径35mm，壁厚为2mm，杆长不超过3000mm。
接头2作为转接件，便于加工成型。一端与撑杆1通过螺钉连接，另一端与U型杆3焊接。
U型杆3用于捕捉UUV的拖曳环。U型杆3的空间尺寸需根据UUV的拖曳环的大小来定制，在满足使用前提下尽量减小尺寸，达到减轻重量的目的。同时该零件需要与引导杆5结合设计。
导向座4用于规划引导杆5运动路径。导向座4焊接在U型杆3一端，与引导杆5挂接，在捕捉拖曳环前，要满足引导杆5能轻松脱离导向座4的开槽，在远离拖曳环过程中，引导杆5能精准导引到导向座4的开槽中。本实施例中，导向座4为弯钩，向U型杆3内部弯折。
引导杆5用于引导牵引绳7的运动轨迹。引导杆5为一个活动部件，拖曳绳固定在其一端的孔上，在捕捉UUV拖曳环过程中，U型杆3在拖曳环上前后运动，通过导向座4的导引实现牵引绳7对拖曳环的环绕，最终引导杆5随导向座4一起将牵引绳7拉到回收者手中。
定位座6与引导杆5挂接，并用于对引导杆5进行支撑。定位座6作为一个支点焊接在U型杆3的另一端，对引导杆5进行定位支撑。本实施例中，定位座6为Y型杆，开口超向U型杆3外部。
牵引绳7用于环绕UUV的拖曳环，实现拖曳。牵引绳7的规格需根据UUV拖曳过程中的阻力来进行选择，一般选择φ8-10mm高强度凯夫拉绳索。
如图4所示，引导杆5包括夹板Ⅰ8、夹板Ⅱ9及连接件；连接件为垫柱10和螺钉11。夹板Ⅰ8与夹板Ⅱ9平行设置，并通过垫柱10和螺钉11固定连接。夹板Ⅰ8与夹板Ⅱ9之间的空间用于与导向座4的沟槽、定位座6的Y型开口挂接配合。
如图1所示，上述部件间连接关系为：接头2与撑杆1通过螺钉连接；接头2与U型杆3封闭端焊接连接；U型杆3开放端一端与导向座4焊接，另一端与定位座6焊接；导向座4与引导杆5通过导向槽仅有相对定位，不固连；引导杆5同时挂接在定位座6上；定位座6与牵引绳7绑定连接。
具体工作过程如下：如图2和图3所示，图2为导入拖曳环，以U型杆3一侧为右，此时撑杆1向右移动，在水的阻力作用下，引导杆5一端沿导向座4沟槽与其进行分离，实现牵引绳7穿入拖曳环，引导杆5另一端挂接在定位座6的Y型开口内；图3为退出拖曳环，此时撑杆1向左移动，引导杆5挂接在导向座4的沟槽内，与其进行定位，同时引导杆5与定位座6进行分离，实现牵引绳7绕过拖曳环回到操作者手中，实现对UUV的拖曳。
在捕捉过程中，通过引导杆5在U型杆3上的来回摆动，实现“穿针引线”的功能，最终将牵引绳7套在UUV的拖曳环上，并将牵引绳7的绳头导引到回收者手中。该装置需要考虑人机工程和轻量化设计两个主要因素，尤其要对装置的最前端的部组件进行轻量化设计，减少使用过程中最前端产生的弯矩，最终才能发挥该装置的最大效能，实现轻巧好用。结合撑杆1的长度，经反复优化验证，最前端部组件重量不能超过2Kg。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，其特征在于，包括撑杆、接头、U型杆、引导杆及牵引绳；
所述撑杆通过接头与U型杆封闭端固定连接，所述引导杆两端活动连接在U型钩开放端，将U型杆封闭；所述牵引绳固定在引导杆一端；所述引导杆包括夹板Ⅰ、夹板Ⅱ及连接件；所述夹板Ⅰ与夹板Ⅱ平行设置，并通过连接件固定连接；
通过撑杆的往复运动，引导杆两端与U型杆依次完成脱开、连接，引导牵引绳对拖曳环的环绕。
2.如权利要求1所述的实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，其特征在于，所述U型杆开放端一端固定有导向座，另一端固定定位座；所述导向座为弯钩，向U型杆内部弯折；所述定位座为Y型杆。
3.如权利要求1或2所述的实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，其特征在于，所述撑杆为空心管，直径30mm-40mm，杆长不超过3000mm。
4.如权利要求3所述的实现水下无人航行器快速捕捉牵引的装置，其特征在于，所述牵引绳采用φ8-10mm的高强度凯夫拉绳索。
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