CN114735138A - 一种自动脱挂钩对接装置及布放回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动脱挂钩对接装置及布放回收方法，包括夹板、回收钩、锁紧槽、电推杆、驱动电机、锁紧与驱动齿轮装置以及红外检测模块，夹板内开槽V型承载槽，回收钩与锁紧槽设置于夹板之间，驱动电机和电推杆设置于夹板外部，通过锁紧及驱动齿轮装置传动与旋转轴连接的回收钩和锁紧槽；本发明中，红外检测模块检测到航行设备目标件进入V型承载槽时启动驱动电机，驱动回收钩钩槽合拢，然后启动电推杆伸长驱动锁紧槽下压从而锁死回收钩，实现目标件的回收，布放时，电推杆收缩驱动锁紧槽上移，驱动电机驱动回收钩转动释放目标件。整个布放回收流程简单快捷，提高回收航行设备的操作效率，无需人工干预，降低了操作人员的作业风险。

Description

一种自动脱挂钩对接装置及布放回收方法

技术领域

本发明涉及航行设备布放回收配件技术领域，更具体地说，涉及一种自动脱挂钩对接装置及布放回收方法。

背景技术

航行设备海上布放回收技术是以水面舰艇为母船执行海上任务时，对航行设备如无人船等实施布放，确保航行设备顺利执行任务，并在任务完成后及时回收该航行设备的技术。

现有的对接机构在布放回收过程不能大范围捕捉航行设备目标，不能自动脱挂钩，往往需要操作人员下海面协助，这样的流程缓慢且存在风险。

因此提供一种可大范围捕捉且自动脱挂钩的对接装置及布放回收方法是本领域结束人员亟需解决的问题。

当前与本发明相似的技术方案多是可操作性不强或者自动化程度不高的对接机构：

1)公开号为CN210793535U，专利名称为《一种锁紧装置及航行设备布放回收系统》的专利文献中，该锁紧装置即对接装置采用被动锁定方法，需要航行设备目标件进入其锁定装置的第一槽口触发弹簧进行锁定，而且锁定力完全由弹簧提供，当进入实用场景使用次数过多时，弹簧金属疲劳导致弹簧触发时间变长，锁定力变小，可能无法回收航行设备目标件。

2)公开号为CN113320644A，专利名称为《一种吊钩、母船及无人船布放回收系统》的专利文献中，该机构由吊钩、导向孔和解锁孔组成，由导向孔和解锁孔可实现自动脱挂钩，但由于吊钩主体小，目标件难以准确进入吊钩的作业范围，导致回收难以进行，并且布放回收时会使用软绳等目标件，布放时有可能无法自动脱钩，需要人工进行脱钩。

综上，提供一种捕捉范围大、可自动脱挂钩的对接装置及布放回收方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种可大范围捕捉且可自动脱挂钩的对接装置及布放回收方法，对接速度快，环境适应性好，实现无人机的自动化布放回收，提高布放回收的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的一种自动脱挂钩对接装置，包括电推杆、第一限位件、第二限位件、第三限位件，该装置还包括：

夹板，其由两块平行相对的梯形平板通过立柱固连而成，所述梯形平板的一侧斜边与操作面平行作为基座，可稳定放置，另一侧斜边呈弧形，所述夹板内形成V型承载槽，靠近所述基座一侧的所述V型承载槽内设有第一限位件；

回收钩，整体呈U型，其靠近所述梯形平板上底边的一臂长，远离的一臂短，所述回收钩通过旋转轴与所述夹板旋转连接并位于所述夹板1基座一侧的V型承载槽中；

锁紧槽，其通过旋转轴与所述夹板旋转连接以位于所述夹板弧形斜边一侧的V型承载槽中，所述锁紧槽的左右两侧分别布设第二限位件和第三限位件；

红外检测模块，其靠近所述夹板的下底边一端，并固定在所述夹板弧形斜边一侧的V型承载槽中；

驱动齿轮装置，其设置于所述夹板外侧面并与所述回收钩底部连接；

驱动电机，其与所述驱动齿轮装置连接，用于驱动所述回收钩进行钩槽合拢或转动释放；

锁紧齿轮装置，其设置于所述夹板外侧面并与所述锁紧槽底部连接，且与所述电推杆贴合连接；

优选地，所述驱动齿轮装置包括主动齿轮和被动齿轮，所述驱动齿轮装置的被动齿轮与所述回收钩旋转轴通过键连接，所述驱动齿轮装置的主动齿轮直接与所述驱动电机的旋转轴通过键连接；所述锁紧齿轮装置包括互相啮合的主动齿轮、被动齿轮以及齿条，所述锁紧齿轮装置的被动齿轮与所述锁紧槽的旋转轴通过键连接，所述齿条与所述电推杆连接。

优选地，所述V型承载槽为非标准V型槽，在靠近所述夹板1底座一侧的V型承载槽内再开设长方形小槽。

优选地，所述回收钩为非标准U型钩，在其长臂底部圆弧处开有第一槽孔，并在所述夹板上对应开设第一贯通孔，所述回收钩与所述夹板1通过旋转轴旋转连接并位于所述夹板基座一侧的V型承载槽中。

优选地，所述锁紧槽呈长条形，中部贯通，顶部一端做圆周处理，底部一端开设第二槽孔，并在所述夹板上对应开设第二贯通孔，所述锁紧槽与所述夹板旋转连接并位于所述夹板1弧形斜边一侧的V型承载槽中。

优选地，所述电推杆固定在所述梯形平板靠近上底边的一端，通过所述锁紧齿轮装置与所述锁紧槽组成联动机构。

优选地，所述驱动电机固定在所述夹板底座的单侧，通过驱动齿轮装置与所述回收钩3组成联动机构。

本发明还提供了利用上述对接装置所实现的高容错率、自动化高的布放回收方法，包括回收操作与布放操作，其中，

回收操作包括：

(a)通过所述红外检测模块对目标件进行检测，当所述目标件进入所述V型承载槽中时，所述驱动电机启动；

(b)通过所述驱动齿轮装置驱动所述回收钩逆时针向所述夹板弧形斜边一侧的V型承载槽内部旋转，转动到至所述第三限位件时，所述驱动电机停止工作，所述回收钩与所述V型承载槽完成钩槽合拢；

(c)钩槽合拢后回收所述目标件；

(d)启动所述电推杆，其直杆伸长推动所述锁紧齿轮装置的齿条运动，通过锁紧齿轮装置(9)带动所述锁紧槽顺时针下压至所述第三限位件，所述电推杆停止工作，所述锁紧槽停止旋转；

布放操作包括：

(a)所述电推杆直杆缩回，通过锁紧齿轮装置驱动所述锁紧槽逆时针旋转至第二限位件后，所述电推杆停止工作；

(b)启动所述驱动电机，通过驱动齿轮装置驱动所述回收钩向所述夹板底座一侧的所述V型承载槽旋转释放所述目标件，直至所述回收钩转动至所述第一限位件，所述驱动电机停止工作，完成布放。

优选地，所述电推杆伸长直杆时，所述锁紧槽下压锁死所述回收钩；所述电推杆缩回直杆时，所述锁紧槽上移释放所述回收钩。

优选地，所述目标件为航行设备，所述自动脱挂钩对接装置设置于母船上，用于将所述航行设备牵引并对接至所述母船上。

优选地，所述第一限位件、所述第三限位件用于限制所述所述回收钩旋转的角度，所述第二限位件、所述第三限位件用于限制所述锁紧槽旋转的角度。

有益效果

(1)本发明提供的自动脱挂钩对接装置及布放回收方法，通过夹板的V型承载槽扩大航行设备目标件的捕捉范围，同时也为目标件进入回收钩提供了导引，有效降低回收失败的几率；同时采用红外检测模块，当检测目标件进入一定范围时，回收钩自动启动直接勾住目标件，然后辅助目标件进入V型承载槽底部。

(2)本发明提供的自动脱挂钩对接装置及布放回收方法，通过电驱的锁紧槽下压可稳稳压住回收后的回收钩，进入锁死状态，同时采用自锁电推杆，即使断电也可以保持下压状态，使回收过程更加安全和保险，不会发生突然脱钩的现象。

(3)本发明提供的自动脱挂钩对接装置及布放回收方法，采用旋转的U型回收钩形式，回收时捕捉到航行设备目标件后，通过电驱旋转拉扯目标件进入V型承载槽，加快回收流程和保证不错位；布放时，通过电驱旋转使目标件加速脱离，加快布放流程。

附图说明

图1为本发明自动脱挂钩对接装置的立体结构示意图；

图2为本发明自动脱挂钩对接装置开始对接的结构示意图；

图3为本发明自动脱挂钩对接装置完成回收的结构示意图；

图4为本发明自动脱挂钩对接装置完成布放的结构示意图；

图5为本发明自动脱挂钩对接装置的锁紧槽和回收钩结构示意图；

图6为本发明自动脱挂钩对接装置的夹板结构示意图。

图中：1、夹板；2、V型承载槽；3、回收钩；4、锁紧槽；5、红外检测模块；6、驱动电机；7、电推杆；8、驱动齿轮装置；9、锁紧齿轮装置；10、目标件；11、梯形平板；12、第一限位件；13、第二限位件；14、第三限位件；15、第一贯通孔；16、第二贯通孔；17、第一槽孔；18、第二槽孔。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，而不是指示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。

本发明提供一种自动脱挂钩对接装置，如图1所示，包括：

夹板1、V型承载槽2、回收钩3、锁紧槽4、红外检测机构5、驱动电机6、电推杆7、驱动齿轮装置8、锁紧齿轮装置9；夹板1由两块平行相对梯形平板11通过立柱固连而成，梯形平板11的一侧斜边与操作面平行作为基座，可稳定放置，另一侧斜边呈弧形，夹板1内开设V型承载槽2；平板之间设置有回收钩3、锁紧槽4、红外检测模块5等机构；回收钩3呈U型，左长右短，底部开有第一槽孔17通过轴与夹板1旋转连接；锁紧槽4呈长条形，中部贯穿，其中一端开有第二槽孔18通过轴与夹板1旋转连接；电推杆7通过锁紧齿轮装置9连接驱动锁紧槽4进行上移、下压；驱动电机6通过驱动齿轮装置8驱动回收钩3进行槽钩合拢或转动释放；红外检测机构5固定在夹板1弧形斜边一侧的V型承载槽2中。

具体地，该对接装置的工作原理如下：

如图2所示，当红外检测模块5检测到目标件10运动进入V型承载槽2时，驱动电机6开始工作，然后通过驱动齿轮装置8驱动回收钩3向V型承载槽2内部转动；回收钩3转动到第三限位件14时，驱动电机6停止工作，回收钩3与V型承载槽2完成了钩槽合拢。

如图3所示，驱动电机6停止工作，回收钩3与V型承载槽2完成了钩槽合拢后，启动电推杆7伸长其直杆，推动齿条运动，通过锁紧齿轮装置9转动锁紧槽4下压，当锁紧槽4下压到第三限位件14时，电推杆7停止工作，锁紧槽4停止旋转。至此，整个回收流程完成。

如图4所示，需要进行布放时，电推杆7缩短其直杆，通过锁紧齿轮装置9驱动锁紧槽4上移，当上移到第二限位件13时，电推杆7停止工作，同时驱动电机6工作，通过驱动齿轮装置8驱动回收钩3向V型承载槽2外部旋转释放目标件10，回收钩3旋转到第一限位件12时，驱动电机6停止工作。至此，整个布放流程完成。

基于同一构思，本发明实施例还提供了一种自动脱挂钩对接装置布放回收的方法，用于将目标件10牵引并锁紧至母船上，其具体包括母船以及上述的自动脱挂钩对接装置，该自动脱挂钩对接装置固定安装于母船上。其中，目标件10可为航行设备，该航行设备上可设有杆件。该自动脱挂钩对接装置可以实现母船和航行设备杆件之间的连接，避免航行设备在布放或者回收的过程中脱落。

当然，可以理解的是，自动脱挂钩对接装置仅用于将航行设备锁紧，为了实现对航行设备的牵引，该航行设备布放回收系统还包括用于将航行设备收回和释放出母船的卷缆组件，这可采用现有技术实现，在此不再赘述。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种自动脱挂钩对接装置，包括电推杆(7)、第一限位件(12)、第二限位件(13)、第三限位件(14)，其特征在于，还包括，

夹板(1)，其由两块平行相对的梯形平板(11)通过立柱固连而成，所述梯形平板(11)的一侧斜边与操作面平行作为基座，可稳定放置，另一侧斜边呈弧形，所述夹板(1)内形成V型承载槽(2)，靠近所述基座一侧的所述V型承载槽(2)内设有第一限位件(12)；回收钩(3)，整体呈U型，其靠近所述梯形平板(11)上底边的一臂长，远离的一臂短，所述回收钩(3)通过旋转轴与所述夹板(1)旋转连接并位于所述夹板(1)基座一侧的V型承载槽(2)中；

锁紧槽(4)，其通过旋转轴与所述夹板(1)旋转连接以位于所述夹板(1)弧形斜边一侧的V型承载槽(2)中，所述锁紧槽(4)的左右两侧分别布设第二限位件(13)和第三限位件(14)；

红外检测模块(5)，其靠近所述夹板(1)的下底边一端，并固定在所述夹板(1)弧形斜边一侧的V型承载槽(2)中；

驱动齿轮装置(8)，其设置于所述夹板(1)外侧面并与所述回收钩(3)底部连接；

驱动电机(6)，其与所述驱动齿轮装置(8)连接，用于驱动所述回收钩(3)进行钩槽合拢或转动释放；

锁紧齿轮装置(9)，其设置于所述夹板(1)外侧面并与所述锁紧槽(4)底部连接，且与所述电推杆(7)贴合连接。

2.根据权利要求1所述的自动脱挂钩对接装置，其特征在于，所述驱动齿轮装置(8)包括主动齿轮和被动齿轮，所述驱动齿轮装置(8)的被动齿轮与所述回收钩(3)旋转轴通过键连接，所述驱动齿轮装置(8)的主动齿轮直接与所述驱动电机(6)的旋转轴通过键连接；所述锁紧齿轮装置(9)包括互相啮合的主动齿轮、被动齿轮以及齿条，所述锁紧齿轮装置(9)的被动齿轮与所述锁紧槽(4)的旋转轴通过键连接，所述齿条与所述电推杆(7)连接。

3.根据权利要求1所述的自动脱挂钩对接装置，其特征在于，所述V型承载槽(2)为非标准V型槽，在靠近所述夹板(1)底座一侧的V型承载槽(2)内再开设长方形小槽。

4.根据权利要求1所述的自动脱挂钩对接装置，其特征在于，所述回收钩(3)为非标准U型钩，在其长臂底部圆弧处开有第一槽孔(17)，并在所述夹板(1)上对应开设第一贯通孔(15)，所述回收钩(3)与所述夹板(1)通过旋转轴旋转连接并位于所述夹板(1)基座一侧的V型承载槽(2)中。

5.根据权利要求1所述的自动脱挂钩对接装置，其特征在于，所述锁紧槽(4)呈长条形，中部贯通，顶部一端做圆周处理，底部一端开设第二槽孔(18)，并在所述夹板(1)上对应开设第二贯通孔(16)，所述锁紧槽(4)与所述夹板(1)旋转连接并位于所述夹板(1)弧形斜边一侧的V型承载槽(2)中。

6.根据权利要求2所述的自动脱挂钩对接装置，其特征在于，所述电推杆(7)固定在所述梯形平板(11)靠近上底边的一端，通过所述锁紧齿轮装置(9)与所述锁紧槽(4)组成联动机构。

7.根据权利要求2所述的自动脱挂钩对接装置，其特征在于，所述驱动电机(6)固定在所述夹板(1)底座的单侧，通过驱动齿轮装置(8)与所述回收钩(3)组成联动机构。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的自动脱挂钩对接装置布放回收的方法，包括回收操作与布放操作，其特征在于，

回收操作包括：

(a)通过所述红外检测模块(5)对目标件(10)进行检测，当所述目标件(10)进入所述V型承载槽(2)中时，所述驱动电机(6)启动；

(b)通过所述驱动齿轮装置(8)驱动所述回收钩(3)逆时针向所述夹板(1)弧形斜边一侧的V型承载槽(2)内部旋转，转动到至所述第三限位件(14)时，所述驱动电机(6)停止工作，所述回收钩(3)与所述V型承载槽(2)完成钩槽合拢；

(c)钩槽合拢后回收所述目标件(10)；

(d)启动所述电推杆(7)，其直杆伸长推动所述锁紧齿轮装置(9)的齿条运动，通过锁紧齿轮装置(9)带动所述锁紧槽(4)顺时针下压至所述第三限位件(14)，所述电推杆(7)停止工作，所述锁紧槽(4)停止旋转；

布放操作包括：

(e)所述电推杆(7)直杆缩回，通过锁紧齿轮装置(9)驱动所述锁紧槽(4)逆时针旋转至第二限位件(13)后，所述电推杆(7)停止工作；

(f)启动所述驱动电机(6)，通过驱动齿轮装置(8)驱动所述回收钩(3)向所述夹板(1)底座一侧的所述V型承载槽(2)旋转释放所述目标件(10)，直至所述回收钩(3)转动至所述第一限位件(12)，所述驱动电机(6)停止工作，完成布放。

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