CN114960556B

CN114960556B - 一种用于无人船的连接装置及无人船

Info

Publication number: CN114960556B
Application number: CN202210902551.1A
Authority: CN
Inventors: 巩庆涛; 滕瑶; 李康强; 王海鹏; 孙忠玉; 张玲; 何友; 陈建鹏
Original assignee: Land Sea Space Yantai Information Technology Co ltd; Ludong University
Current assignee: Land Sea Space Yantai Information Technology Co ltd; Ludong University
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2042-07-29
Also published as: CN114960556A

Abstract

本发明公开了一种用于无人船的连接装置及无人船，涉及无人船技术领域，包括靠泊台，所述靠泊台安装在堤岸；抬起机构，所述抬起机构安装在靠泊台底部的侧壁上，用于将无人船从水面抬起并使其脱离水面；夹抱机构，所述夹抱机构设置在抬起机构上，用于托住无人船的底部并与其形成连接；此用于无人船的连接装置及无人船，区别于现有技术，可避免水浪对无人船靠泊时产生的冲击，能够使连接装置保持长期的稳定，不易磨损与损坏，且无人船脱离了水面，水体也难以对船体底部造成侵蚀，提高了无人船的使用寿命，可自动清理无人船靠泊区域内的漂浮物，能够净化水面环境，同时也能避免漂浮物过多对无人船靠泊造成精度影响的问题。

Description

一种用于无人船的连接装置及无人船

技术领域

本发明涉无人船技术领域，具体为一种用于无人船的连接装置及无人船。

背景技术

无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，而国内无人船的用途多为测绘、水文和水质监测。

参照现有专利一，公开号为CN112942252B的中国发明专利公开了一种船艇靠泊装置及船舰靠泊方法，该专利船舰靠泊工作过程中，在受到向岸风时，避免了船舰和码头之间产生摩擦，减少船舰的表面损伤和橡胶落入海洋后对于生态环境的污染。

参照现有专利二，公开号为CN107521623B的中国发明专利公开了一种五自由度变胞式多用途船舶靠泊装置，该专利并联靠泊支架中的三个伸缩缸采用双作用气缸或双作用液压缸，除连接支撑和伸缩功能外，还具有双向保压减振功能，通过多点布置可实现多点平稳系泊，大大减小了靠泊时对码头、海上平台或其它船舶的撞击力，保证了靠泊的安全性。

参照现有专利三，公开号为CN114261476B的中国发明专利公开了一种无人船自动靠泊系统，该专利能够实现无人船精准靠泊，靠泊效果较好，为无人船提供防护效果，安全性高，能够适配各种连接座间距不同的船体使用，适用范围广，能降低海浪对无人船产生多个方向的冲击力，实现船体的柔性靠泊。

经上述现有专利可了解现有船艇或无人船在靠泊时均需采用连接装置对其进行连接，从而使其在靠泊时更加稳定，其中为了保证船体适应水浪的冲击，可进一步改进为柔性连接方式，但由于船体依旧是处于水面上，经长期水浪冲击时，该连接装置会往复摆动，进而产生磨损，连接装置也会松动，即使为柔性连接，也避免不了柔性连接件长期活动而产生的损耗，同时若船体长期靠泊在水上，对船体底部也会有缓慢的侵蚀，为此，我们提出一种用于无人船的连接装置及无人船。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于无人船的连接装置及无人船，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于无人船的连接装置，包括：

靠泊台，所述靠泊台安装在堤岸；

抬起机构，所述抬起机构安装在靠泊台底部的侧壁上，用于将无人船从水面抬起并使其脱离水面；

夹抱机构，所述夹抱机构设置在抬起机构上，用于托住无人船的底部并与其形成连接；

除杂机构，所述除杂机构设置在靠泊台的内侧，用于排除无人船靠泊区域内的水面杂物。

作为优选，所述抬起机构包括两个安装在靠泊台底部侧壁上的固定板，靠泊台底部的侧壁固设有与固定板一端两侧壁固接的连接架，固定板上安装有电机一，电机一的输出轴与直线丝杠的一端固接，直线丝杠的另一端通过轴承座转动连接在固定板上，直线丝杠的外壁上螺旋传动连接有螺纹套，螺纹套嵌设于活动块内，活动块的底部滑动设置在固定板上开设的滑动孔内，活动块的顶端与活动小臂的一端相铰接，活动小臂的另一端与活动大臂的侧壁相铰接，活动大臂的一端与靠泊台的侧壁相铰接，活动大臂的另一端与铰接块相铰接；利用抬起机构可将无人船抬离水面，使其悬空，减少因水浪冲击造成连接装置的磨损。

作为优选，所述夹抱机构包括底部固接有铰接块的底板，底板表面安装有电机二，电机二的输出轴上固接有主动齿轮，底板表面的两侧均安装有两个固定块，四个固定块上均转动连接有旋转轴，四个旋转轴的一端均固接有从动齿轮，主动齿轮与其中任意一个从动齿轮相啮合，四个旋转轴的另一端分别与四个转动臂的一端固接，四个转动臂的另一端分别与两个夹抱臂的两端固接，底板上还安装有防水式超声波传感器；利用夹抱机构可托住无人船的底部，且能对不同尺寸的无人船进行夹抱，使用范围更广。

作为优选，所述夹抱臂为柔性材料制成；实现柔性夹抱，避免夹抱臂对无人船底部造成损伤。

作为优选，所述除杂机构包括固接在靠泊台侧壁上的两个固定杆一，两个固定杆一上均套设有活动套一，活动套一的外壁与连接杆的一端固接，连接杆的另一端穿过靠泊台侧壁开设的活动通孔并与排杂板的底部固接，排杂板为倾斜式的网板结构，靠泊台的内侧壁还固接有两个底座，底座上放置有收集盒，排杂板滑动贴合在靠泊台内壁和收集盒侧壁之间，收集盒的内部固设有两个起吊件；利用除杂机构可自动清理无人船靠泊区域内的漂浮物，能够净化水面环境，同时也能避免漂浮物过多对无人船靠泊造成精度影响的问题。

作为优选，两个所述活动套一的外壁分别与固定杆二的两端固接，固定杆二的外壁上套设有两个活动套二，两个活动套二均固接在底板的底部；活动套二和固定杆二的设置具有双重作用，一方面能够避免底板产生转动，保持底板始终处于水平状态，另一方面与抬起机构形成联动，从而能够自动完成排杂工作。

作为优选，所述靠泊台的侧壁开设有与水面位置平齐的进杂口，靠泊台的顶部开设有处于收集盒上方的取放口；进杂口的设置可方便漂浮物进入到靠泊台内侧，取放口的设置可便于吊取收集盒，方便清理。

作为优选，所述靠泊台侧壁处于进杂口两侧的位置处均倾斜固接有网孔挡板；利用网孔挡板的作用，使杂物逐渐汇聚并通过进杂口进入到靠泊台内侧。

一种无人船，包括：

船体，所述船体底部的两侧为内凹状；

探测器总成，所述探测器总成安装在船体内部；

遥感天线，所述遥感天线安装在探测器总成上；

螺旋桨机，所述螺旋桨机安装在船体尾部。

作为优选，所述船体的底部安装有反射板；用于与防水式超声波传感器配合使用，反射防水式超声波传感器发出的超声波信号，以便能够实现无人船的精准靠泊。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用抬起机构和夹抱机构的共同作用，在无人船靠泊时，连接至无人船的底部并将其托起离开水面，一方面可避免水浪对无人船靠泊时产生的冲击，能够使连接装置保持长期的稳定，不易磨损与损坏，且无人船脱离了水面，水体也难以对船体底部造成侵蚀，提高了无人船的使用寿命，再者利用除杂机构的作用，无人船靠泊被托起的同时排杂板能够将水面的杂物托起，当排杂板的底部超过收集盒的高度后，杂物顺着排杂板的斜面滑落到收集盒内，进而可自动清理无人船靠泊区域内的漂浮物，能够净化水面环境，同时也能避免漂浮物过多对无人船靠泊造成精度影响的问题。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明抬起机构与夹抱机构连接的结构示意图；

图3为本发明固定板与活动块分离后的结构示意图；

图4为本发明夹抱机构的结构示意图；

图5为本发明靠泊台剖视后除杂机构的结构示意图；

图6为本发明收集盒脱离靠泊台的结构示意图；

图7为本发明无人船顶部的结构示意图；

图8为本发明无人船底部的结构示意图。

图中：1、靠泊台；2、抬起机构；21、固定板；22、连接架；23、电机一；24、直线丝杠；25、轴承座；26、螺纹套；27、活动块；28、滑动孔；29、活动小臂；210、活动大臂；211、铰接块；3、夹抱机构；31、底板；32、电机二；33、主动齿轮；34、从动齿轮；35、旋转轴；36、固定块；37、转动臂；38、夹抱臂；39、防水式超声波传感器；4、除杂机构；41、固定杆一；42、活动套一；43、连接杆；44、排杂板；45、收集盒；46、底座；47、起吊件；5、活动套二；6、固定杆二；7、活动通孔；8、进杂口；9、取放口；10、网孔挡板；11、船体；12、探测器总成；13、遥感天线；14、螺旋桨机；15、反射板。

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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种用于无人船的连接装置，包括：

靠泊台1，靠泊台1安装在堤岸；靠泊台1的侧壁开设有与水面位置平齐的进杂口8，靠泊台1的顶部开设有处于收集盒45上方的取放口9；进杂口8的设置可方便漂浮物进入到靠泊台1内侧，取放口9的设置可便于吊取收集盒45，方便清理。

靠泊台1侧壁处于进杂口8两侧的位置处均倾斜固接有网孔挡板10；利用网孔挡板10的作用，使杂物逐渐汇聚并通过进杂口8进入到靠泊台1内侧。

抬起机构2，抬起机构2安装在靠泊台1底部的侧壁上，用于将无人船从水面抬起并使其脱离水面；抬起机构2包括两个安装在靠泊台1底部侧壁上的固定板21，靠泊台1底部的侧壁固设有与固定板21一端两侧壁固接的连接架22，固定板21上安装有电机一23，电机一23的输出轴与直线丝杠24的一端固接，直线丝杠24的另一端通过轴承座25转动连接在固定板21上，直线丝杠24的外壁上螺旋传动连接有螺纹套26，螺纹套26嵌设于活动块27内，活动块27的底部滑动设置在固定板21上开设的滑动孔28内，活动块27的顶端与活动小臂29的一端相铰接，活动小臂29的另一端与活动大臂210的侧壁相铰接，活动大臂210的一端与靠泊台1的侧壁相铰接，活动大臂210的另一端与铰接块211相铰接；利用抬起机构2可将无人船抬离水面，使其悬空，减少因水浪冲击造成连接装置的磨损。

夹抱机构3，夹抱机构3设置在抬起机构2上，用于托住无人船的底部并与其形成连接；夹抱机构3包括底部固接有铰接块211的底板31，底板31表面安装有电机二32，电机二32的输出轴上固接有主动齿轮33，底板31表面的两侧均安装有两个固定块36，四个固定块36上均转动连接有旋转轴35，四个旋转轴35的一端均固接有从动齿轮34，主动齿轮33与其中任意一个从动齿轮34相啮合，四个旋转轴35的另一端分别与四个转动臂37的一端固接，四个转动臂37的另一端分别与两个夹抱臂38的两端固接，底板31上还安装有防水式超声波传感器39；利用夹抱机构3可托住无人船的底部，且能对不同尺寸的无人船进行夹抱，使用范围更广。

夹抱臂38为柔性材料制成；实现柔性夹抱，避免夹抱臂38对无人船底部造成损伤。

除杂机构4，除杂机构4设置在靠泊台1的内侧，用于排除无人船靠泊区域内的水面杂物；除杂机构4包括固接在靠泊台1侧壁上的两个固定杆一41，两个固定杆一41上均套设有活动套一42，活动套一42的外壁与连接杆43的一端固接，连接杆43的另一端穿过靠泊台1侧壁开设的活动通孔7并与排杂板44的底部固接，排杂板44为倾斜式的网板结构，靠泊台1的内侧壁还固接有两个底座46，底座46上放置有收集盒45，排杂板44滑动贴合在靠泊台1内壁和收集盒45侧壁之间，收集盒45的内部固设有两个起吊件47；利用除杂机构4可自动清理无人船靠泊区域内的漂浮物，能够净化水面环境，同时也能避免漂浮物过多对无人船靠泊造成精度影响的问题。

两个活动套一42的外壁分别与固定杆二6的两端固接，固定杆二6的外壁上套设有两个活动套二5，两个活动套二5均固接在底板31的底部；活动套二5和固定杆二6的设置具有双重作用，一方面能够避免底板31产生转动，保持底板31始终处于水平状态，另一方面与抬起机构2形成联动，从而能够自动完成排杂工作。

一种无人船，包括：

船体11，船体11底部的两侧为内凹状；

探测器总成12，探测器总成12安装在船体11内部；

遥感天线13，遥感天线13安装在探测器总成12上；

螺旋桨机14，螺旋桨机14安装在船体11尾部。

船体11的底部安装有反射板15；用于与防水式超声波传感器39配合使用，反射防水式超声波传感器39发出的超声波信号，以便能够实现无人船的精准靠泊。

本方案，在使用时，无人船完成预设任务后自动返航至靠泊区域，先通过夹抱机构3的设置，启动电机二32并带动主动齿轮33旋转，主动齿轮33通过与其中一个从动齿轮34啮合传动并使其余三个从动齿轮34同步啮合传动，进而使两个夹抱臂38转动并夹抱在无人船的底部，能够实现无人船的连接固定，且能对不同尺寸的无人船进行夹抱，使用范围更广，当无人船被夹抱固定后，通过抬起机构2的设置，启动电机一23并带动直线丝杠24旋转，直线丝杠24通过与螺纹套26的螺旋传动作用带动活动块27移动，活动块27通过活动小臂29的铰接作用带动活动大臂210向上转动并缓慢抬起夹抱后的无人船，当无人船脱离水面一定高度后，停止抬起，此时无人船靠泊完成，一方面可避免水浪对无人船靠泊时产生的冲击，能够使连接装置保持长期的稳定，不易磨损与损坏，且无人船脱离了水面，水体也难以对船体11底部造成侵蚀，提高了无人船的使用寿命，最后通过除杂机构4的设置，水面上漂浮的杂物会受到水浪的作用逐渐向靠泊台1附近靠拢，在网孔挡板10的作用下，杂物逐渐汇聚并通过进杂口8进入到靠泊台1内侧，当无人船靠泊时驱动底板31上升，底板31可通过活动套二5和固定杆二6的连接作用带动活动套一42上移，活动套一42通过连接杆43的连接作用带动排杂板44上移，排杂板44将水面的杂物托起，当排杂板44的底部超过收集盒45的高度后，杂物顺着排杂板44的斜面滑落到收集盒45内，进而可自动清理无人船靠泊区域内的漂浮物，能够净化水面环境，同时也能避免漂浮物过多对无人船靠泊造成精度影响的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于无人船的连接装置，其特征在于，包括：

靠泊台（1），所述靠泊台（1）安装在堤岸；

抬起机构（2），所述抬起机构（2）安装在靠泊台（1）底部的侧壁上，用于将无人船从水面抬起并使其脱离水面；

夹抱机构（3），所述夹抱机构（3）设置在抬起机构（2）上，用于托住无人船的底部并与其形成连接；

除杂机构（4），所述除杂机构（4）设置在靠泊台（1）的内侧，用于排除无人船靠泊区域内的水面杂物；

所述抬起机构（2）包括两个安装在靠泊台（1）底部侧壁上的固定板（21），靠泊台（1）底部的侧壁固设有与固定板（21）一端两侧壁固接的连接架（22），固定板（21）上安装有电机一（23），电机一（23）的输出轴与直线丝杠（24）的一端固接，直线丝杠（24）的另一端通过轴承座（25）转动连接在固定板（21）上，直线丝杠（24）的外壁上螺旋传动连接有螺纹套（26），螺纹套（26）嵌设于活动块（27）内，活动块（27）的底部滑动设置在固定板（21）上开设的滑动孔（28）内，活动块（27）的顶端与活动小臂（29）的一端相铰接，活动小臂（29）的另一端与活动大臂（210）的侧壁相铰接，活动大臂（210）的一端与靠泊台（1）的侧壁相铰接，活动大臂（210）的另一端与铰接块（211）相铰接；

所述夹抱机构（3）包括底部固接有铰接块（211）的底板（31），底板（31）表面安装有电机二（32），电机二（32）的输出轴上固接有主动齿轮（33），底板（31）表面的两侧均安装有两个固定块（36），四个固定块（36）上均转动连接有旋转轴（35），四个旋转轴（35）的一端均固接有从动齿轮（34），主动齿轮（33）与其中任意一个从动齿轮（34）相啮合，四个旋转轴（35）的另一端分别与四个转动臂（37）的一端固接，四个转动臂（37）的另一端分别与两个夹抱臂（38）的两端固接，底板（31）上还安装有防水式超声波传感器（39）；

所述夹抱臂（38）为柔性材料制成；

所述除杂机构（4）包括固接在靠泊台（1）侧壁上的两个固定杆一（41），两个固定杆一（41）上均套设有活动套一（42），活动套一（42）的外壁与连接杆（43）的一端固接，连接杆（43）的另一端穿过靠泊台（1）侧壁开设的活动通孔（7）并与排杂板（44）的底部固接，排杂板（44）为倾斜式的网板结构，靠泊台（1）的内侧壁还固接有两个底座（46），底座（46）上放置有收集盒（45），排杂板（44）滑动贴合在靠泊台（1）内壁和收集盒（45）侧壁之间，收集盒（45）的内部固设有两个起吊件（47）；

两个所述活动套一（42）的外壁分别与固定杆二（6）的两端固接，固定杆二（6）的外壁上套设有两个活动套二（5），两个活动套二（5）均固接在底板（31）的底部；

所述靠泊台（1）的侧壁开设有与水面位置平齐的进杂口（8），靠泊台（1）的顶部开设有处于收集盒（45）上方的取放口（9）。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人船的连接装置，其特征在于，所述靠泊台（1）侧壁处于进杂口（8）两侧的位置处均倾斜固接有网孔挡板（10）。