CN115042939A - 一种采用绞车拖缆的潜航器及操控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及潜航器技术领域，具体为一种采用绞车拖缆的潜航器及操控方法，能够克服潜航器由于储能设备而导致作业范围受限的问题，具体包括挂载组件、托架组件、线缆张紧机构、卷扬机构和拖缆，在母船的甲板上设置有卷扬机构，挂载组件的一侧设置有导向轮，托架组件可转动的设置于挂载组件上，线缆张紧机构设置于所述托架组件上，托架组件能够转动并使线缆张紧机构位于水面以下；潜航器在水下作业时连接有拖缆，拖缆依次经过线缆张紧机构、挂载组件上的导向轮后缠绕于卷扬机构上，母船通过拖缆为水下作业的潜航器提供能源和通信。
Description
技术领域
本发明涉及潜航器技术领域，具体为一种采用绞车拖缆的潜航器及操控方法。
背景技术
水下潜航器作为探索和开发海洋的新型手段，近年来成为当今研究的重要领域。随着应用市场的日益复杂，水下潜航器需要更长的工作时间、更强的自主性及更强的通讯能力。由于水下潜航器自身携带的能源有限且水下通信速率低，对于独立式的潜航器需要及时导航定位、布放回收，以用于能源补充、数据上传或者接受新的任务，目前常用的水下导航设备有捷联惯性导航系统（Strapdown Inertial Navigation Systems, SINS）、多普勒里程仪（Doppler Velocity Log, DVL）及超短基线定位系统（Ultra Short Baseline,USBL）等。而水下带缆潜航器可以通过随行的电缆进行能源供应和信号传输，因此存在很大的优势。
水下无人潜航器将成为未来的重要应用领域，其布放/回收技术是潜航器能够得到广泛应用的关键技术之一，然而实现潜航器的布放/回收并非人们所想象的那样简单，付诸实施是有难度的。潜航器在水下的外部环境非常复杂，包括母船、布放回收装置、通信系统、海洋扰动（例如浪、洋流、动物）、人工障碍物、自然界中的障碍物（如岩石、浮标、海草、污垢等）。潜航器的布放和回收本身又涉及导航、控制、传感器、通信等诸多方面，特别是在回收阶段浪、洋流和障碍物等因素影响潜航器的返回。回收装置应保证潜航器与母船的正常通信，并能够完成与母船在动态环境中的对接和回收。回收装置应结构紧凑，具有适应性、便于移动和拆卸、易操作、易维护、可靠性好、与母船兼容性好，对母船的结构和使用性能影响较小。
中国专利ZL 201610511765.0公开了一种海缆水下同步放线潜航器，包括船载机械系统、同步推送系统、气动发射系统、计算中控系统和拖曳潜行系统。集电气自动化、空气动力学、机电一体化，单片机控制等技术之结合，能够实现水下作业，受风浪作用很小；可实现自动探测实时放线，定位精度0.5m-3m，航向精度0.01°，能够准确控制电缆线路走廊；敷缆速度快且可实时控制，最快敷缆速度可达50KM/h；自动化程度高，大大减少了施工人员数量；一体化程度高，全程可监控；无须清除电缆线路走廊施工障碍，保护环境；所有系统可回收利用，二次投资小；系统同步运行，降低了海缆敷设张力；线路抢修能力强，适合海底地震后的线路重建工作；结构合理，性能可靠。
中国专利ZL 202010158846.3公开了一种水下拖曳试验装置，由拖车、下沉平台、拖带和被测试拖体组成，能够在拖曳水池中，模拟不同水深定位、不同运动速度、不同组合方式的拖带试验工况，对串联组合的水下深潜器进行多种性能测试试验，包括提供深潜器水下航行稳定性试验、载荷敏感性试验、声学探测试验和电磁兼容特性探测等功能试验，模型试验将为水下深潜器设计优化提供科学依据。拖带具有灵活、方便的调节拖体埋深功能；月池和下沉平台为操作人员提供更加便利的试验观测与试验作业；拖车外伸平台和吊车为试验过程中设备安装、水下拖体的布放提供便利性；撬装测试室和配电室为试验提供了便捷组合性。
然而，现有的潜航器通过自身携带的储能装置进行储能时，其自身的作业范围将受到储能装置大小的限制，采用具有拖缆供能的潜航器将克服上述问题，然而对于具有拖缆的潜航器，由于拖缆卷筒需要反复转动，对现有的制动机构的制动盘磨损较大，并且现有技术中也没有专门针对带拖缆的潜航器的拖缆导向结构和回收结构。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用绞车拖缆的潜航器及操控方法，通过母船上的卷扬机构同步收/放拖缆，实现对水下作业潜航器的供能和通信，同时还可以控制潜航器移动至母船附近水域，通过拖缆的牵引作用将潜航器移动至回收装置的指定位置，能够更加便捷、可靠的实现水下带缆潜航器的回收操作。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种采用绞车拖缆的潜航器，包括挂载组件、托架组件、线缆张紧机构、卷扬机构和拖缆，在母船的甲板上设置有卷扬机构，所述挂载组件的一侧设置有导向轮，所述托架组件可转动的设置于挂载组件上，所述线缆张紧机构设置于所述托架组件上，所述托架组件能够转动并使所述线缆张紧机构位于水面以下；
潜航器在水下作业时连接有拖缆，所述拖缆依次经过线缆张紧机构、挂载组件上的导向轮后缠绕于所述卷扬机构上，母船通过拖缆为水下作业的潜航器提供能源和通信；
所述卷扬机构具有制动机构，所述潜航器驶离母船时，所述卷扬机构同步释放拖缆，所述潜航器行驶靠近母船时，所述卷扬机构同步缠绕收纳拖缆，所述线缆张紧机构在所述潜航器和母船之间对拖缆进行张紧和缓冲；
所述拖缆离开卷扬机构后，经挂载组件上的导向轮和线缆张紧机构后延伸到水面以下，所述拖缆从线缆张紧机构的出绳位置离开后与潜航器连接，潜航器返回至母船附近水域后，通过拖缆拖拽潜航器朝向所述出绳位置移动，配合所述托架组件上的定位结构，能够将所述潜航器拖拽并停止于所述托架组件上的指定位置。
进一步的，所述卷扬机构包括拖缆卷筒、制动机构、制动盘、第一支架、第二支架和卷扬驱动机构，所述拖缆卷筒可转动的设置于所述第一支架和第二支架之间，所述拖缆缠绕于所述拖缆卷筒上；
所述第一支架上设置有制动机构，所述拖缆卷筒的靠近第一支架上的一端设置有环形的制动盘，所述制动盘伸入所述制动机构内部，通过所述制动机构实现对所述拖缆卷筒的制动。
进一步的，所述制动机构包括制动座、第一固定架、固定杆、第二固定架、铰接块导杆、滑动铰接块、四连杆机构、滑动铰接杆、连接杆、缓冲弹簧、驱动块、驱动连杆、制动托盘、第一制动闸、制动弹簧、制动缸、导向孔和第二制动闸；
所述固定杆的一端固定设置在第一支架上，所述固定杆的另一端固定设置有第一固定架，制动座通过导向孔可滑动的套设在固定杆上，所述制动座为U形结构，所述制动盘伸入所述制动座的U形结构的开口的内部，所述第一固定架上设置有制动缸，所述制动缸通过驱动块驱动所述驱动连杆伸缩移动，所述驱动连杆穿过U形结构的制动座的一部分后伸入所述U形结构的开口的内部，所述驱动连杆的位于U形结构内的端部设置有制动托盘，所述制动托盘与所述制动座之间设置有制动弹簧，所述制动托盘的端面设置有第一制动闸，与所述第一制动闸相对的所述制动座的U形结构的内侧的端面设置有第二制动闸，所述第一制动闸与所述第二制动闸位于所述制动盘的两侧；
所述制动缸驱动所述第一制动闸朝向所述制动盘抵紧时，所述驱动块能够通过连杆传动结构驱动所述制动座在所述固定杆上滑动，使得所述第二制动闸朝向所述制动盘抵紧。
进一步的，所述连杆传动结构包括四连杆机构，所述四连杆机构为由四根连杆依次首尾铰接构成的四边形连杆结构，所述第一固定架上设置有两个第二固定架，两个第二固定架之间设置有铰接块导杆，所述铰接块导杆上滑动设置有两个滑动铰接块，所述四连杆机构的相对的两个铰接端分别铰接在两个所述滑动铰接块上；
所述连接杆为两根，其一端均与制动座固定连接，另一端均通过台阶结构和缓冲弹簧与滑动铰接杆的两端弹性连接，所述四连杆机构的另外的两个铰接端分别铰接在所述驱动块上和所述滑动铰接杆的中部；
所述制动缸驱动第一制动闸朝向制动盘抵紧时，所述驱动块带动所述四连杆机构的一个铰接点移动，使得四连杆机构的铰接于两个所述滑动铰接块上的两个铰接点相互靠近，进而使得所述四连杆机构的铰接于所述滑动铰接杆中部的铰接点远离所述驱动块上的铰接点，进而使得滑动铰接杆通过缓冲弹簧、连接杆带动所述制动座朝向所述驱动块移动的相反的方向移动，进而使得所述第二制动闸朝向制动盘抵紧。
进一步的，所述线缆张紧机构包括张紧座、导向座、固定轮架、滑动轮架、导向杆、张紧弹簧、固定导轮和滑动导轮，所述张紧座设置于所述下支撑框架上，所述张紧座上还设置有导向座和固定轮架，所述导向杆的一端固定于所述固定轮架上，另一端固定于所述张紧座的凸台上，所述滑动轮架穿设在所述导向杆上，所述滑动轮架的底部滑动支撑在所述导向座上；
所述固定轮架上设有固定导轮，所述滑动轮架上设有滑动导轮，所述导向杆位于所述固定轮架与所述滑动轮架之间的部分上套设有张紧弹簧，所述拖缆经过导向轮后缠绕于所述固定导轮和滑动导轮上，从所述滑动导轮离开所述线缆张紧机构，所述滑动导轮的位置为所述线缆张紧机构的出绳位置。
本发明的采用绞车拖缆的潜航器操控方法，包括以下步骤：
步骤a，通过挂载组件、下托架组件、上托架组件将潜航器翻转至水面以下，控制上托架组件上移，将潜航器释放；
步骤b，潜航器驱动结构启动并驶离母船，同时卷扬机构控制拖缆卷筒转动，实现拖缆的同步释放，在潜航器到达指定水下区域后通过制动机构停止拖缆卷筒，通过线缆张紧机构实现对母船和潜航器之间的拖缆的张紧；
步骤c，控制潜航器向母船移动并使卷扬机构同步收缆，当潜航器移动至下托架组件附近水域时，关闭潜航器驱动装置，通过卷扬机构缠绕拖缆并拖拽潜航器朝向下托架组件和上托架组件之间的出绳位置移动；
步骤d，当潜航器抵接下托架组件上的定位结构后，停止卷扬机构，控制上托架组件下移使得潜航器被夹持于所述下托架组件和上托架组件之间；
步骤e，启动翻转机构使得下托架组件翻转90度，从水面移出并停止于甲板面的上方，同时控制位于甲板中部的平衡重机构朝向甲板另一侧的边沿移动，以平衡抵消夹持有潜航器的下托架组件在翻转时，对母船造成的倾斜；
步骤f，通过平移驱动使挂载组件向母船的甲板中部移动，使得潜航器顶部的检测设备移动至母船的甲板上方，完成潜航器回收之后，对潜航器挂载的所述检测设备进行维护、拆卸和更换。
与现有技术相比，本发明提供了一种采用绞车拖缆的潜航器及操控方法，具备以下有益效果：
1.本发明的潜航器与母船之间连接有拖缆，既可以通过拖缆实现对潜航器的供能和通信，又能够在回收潜航器时，只需将潜航器移动至母船附近水域，之后可通过卷扬机构进行收缆，通过拖缆拖拽潜航器朝着位于上托架组件和下托架组件之间的出绳位置移动，之后使潜航器抵接定位板后停止拖缆的拖拽，进而实现将潜航器定位在下托板和上托板之间，驱动上托架组件向下移动后即可实现上托板和下托板对潜航器的夹持固定；
2.本发明的卷扬机构上的制动机构的制动闸能够相向的移动并从两个方向夹持制动盘，相比于现有技术中的制动结构，其制动闸的传动结构简单、可靠，在非制动状态时能够避免制动闸瓦与制动盘之间产生摩擦，并且同时从两个方向相向的夹持制动盘，极大的简化了制动结构安装时的位置校准的步骤，在船上恶劣的使用环境下，本发明的制动结构具有更强的实用性；
3.本发明的潜航器顶部挂载有检测设备，通过可翻转的下托架组件和上托架组件，能够实现将潜航器从水面以下翻转90度并举升到母船甲板斜上方，之后通过平移机构驱动挂载组件向甲板中部移动，进而实现将潜航器顶部的检测设备移动至母船甲板上方，通过以上的回收方式，能够更加方便的进行潜航器顶部挂载的检测设备的维护、拆卸和更换。
附图说明
图1为本发明的采用绞车拖缆的潜航器的整体结构示意图；
图2为本发明的卷扬机构的结构示意图；
图3为本发明的制动机构的结构示意图；
图4为本发明的制动机构的仰视的结构示意图；
图5为本发明的制动机构的另一方向的示意图；
图6为本发明的线缆张紧机构4的结构示意图；
图7为本发明的拖缆走向的的大示意图；
图8为本发明的挂载组件和托架组件的示意图；
图9为本发明的挂载组件移动机构的示意图；
图10为本发明的下托架组件的示意图；
图11为本发明的上托架组件的示意图；
图中：挂载组件1、移动基座11、翻转电机12、驱动齿轮13、翻转轴套14、导向轮15、移动导轨16、传动丝杠17、平移驱动18、下托架组件2、下支撑框架21、导向立柱22、翻转转轴23、翻转齿轮24、升降缸25、下托板26、支撑梁27、定位板28、上托架组件3、上支撑框架31、导向套32、上托板33、线缆张紧机构4、张紧座401、导向座402、固定轮架403、滑动轮架404、导向杆405、张紧弹簧406、固定导轮407、滑动导轮408、潜航器5、卷扬机构6、拖缆卷筒61、制动机构62、制动座601、第一固定架602、固定杆603、第二固定架604、铰接块导杆605、滑动铰接块606、四连杆机构607、滑动铰接杆608、连接杆609、缓冲弹簧610、驱动块611、驱动连杆612、制动托盘613、第一制动闸614、制动弹簧615、制动缸616、导向孔617、第二制动闸618、制动盘63、第一支架64、第二支架65、卷扬驱动机构66、平衡重机构7、母船8、拖缆9。
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。
下面根据图1-图11对本发明进行详细的描述，本发明给出的采用绞车拖缆的潜航器，包括挂载组件1、托架组件、线缆张紧机构4、卷扬机构6和拖缆9，在母船8的甲板上设置有卷扬机构6，所述挂载组件1的一侧设置有导向轮，所述托架组件可转动的设置于挂载组件1上，所述线缆张紧机构4设置于所述托架组件上，所述托架组件能够转动并使所述线缆张紧机构4位于水面以下；
潜航器5在水下作业时连接有拖缆9，所述拖缆9依次经过线缆张紧机构4、挂载组件1上的导向轮后缠绕于所述卷扬机构6上，母船8通过拖缆9为水下作业的潜航器5提供能源和通信；
所述卷扬机构6具有制动机构62，所述潜航器5驶离母船8时，所述卷扬机构6同步释放拖缆9，所述潜航器5行驶靠近母船8时，所述卷扬机构6同步缠绕收纳拖缆9，所述线缆张紧机构4在所述潜航器5和母船8之间对拖缆9进行张紧和缓冲；
所述拖缆9离开卷扬机构6后，经挂载组件1上的导向轮和线缆张紧机构4后延伸到水面以下，所述拖缆9从线缆张紧机构4的出绳位置离开后与潜航器5连接，潜航器5返回至母船8附近水域后，通过拖缆9拖拽潜航器5朝向所述出绳位置移动，配合所述托架组件上的定位结构，能够将所述潜航器5拖拽并停止于所述托架组件上的指定位置。
进一步的，所述卷扬机构6包括拖缆卷筒61、制动机构62、制动盘63、第一支架64、第二支架65和卷扬驱动机构66，所述拖缆卷筒61可转动的设置于所述第一支架64和第二支架65之间，所述拖缆9缠绕于所述拖缆卷筒61上；
所述第一支架64上设置有制动机构62，所述拖缆卷筒61的靠近第一支架64上的一端设置有环形的制动盘63，所述制动盘63伸入所述制动机构62内部，通过所述制动机构62实现对所述拖缆卷筒61的制动。
进一步的，所述制动机构62包括制动座601、第一固定架602、固定杆603、第二固定架604、铰接块导杆605、滑动铰接块606、四连杆机构607、滑动铰接杆608、连接杆609、缓冲弹簧610、驱动块611、驱动连杆612、制动托盘613、第一制动闸614、制动弹簧615、制动缸616、导向孔617和第二制动闸618；
所述固定杆603的一端固定设置在第一支架64上，所述固定杆603的另一端固定设置有第一固定架602，制动座601通过导向孔617可滑动的套设在固定杆603上，所述制动座601为U形结构，所述制动盘63伸入所述制动座601的U形结构的开口的内部，所述第一固定架602上设置有制动缸616，所述制动缸616通过驱动块611驱动所述驱动连杆612伸缩移动，所述驱动连杆612穿过U形结构的制动座601的一部分后伸入所述U形结构的开口的内部，所述驱动连杆612的位于U形结构内的端部设置有制动托盘613，所述制动托盘613与所述制动座601之间设置有制动弹簧615，所述制动托盘613的端面设置有第一制动闸614，与所述第一制动闸614相对的所述制动座601的U形结构的内侧的端面设置有第二制动闸618，所述第一制动闸614与所述第二制动闸618位于所述制动盘63的两侧；
所述制动缸616驱动所述第一制动闸614朝向所述制动盘63抵紧时，所述驱动块611能够通过连杆传动结构驱动所述制动座601在所述固定杆603上滑动，使得所述第二制动闸618朝向所述制动盘63抵紧。
进一步的，所述连杆传动结构包括四连杆机构607，所述四连杆机构607为由四根连杆依次首尾铰接构成的四边形连杆结构，所述第一固定架602上设置有两个第二固定架604，两个第二固定架604之间设置有铰接块导杆605，所述铰接块导杆605上滑动设置有两个滑动铰接块606，所述四连杆机构607的相对的两个铰接端分别铰接在两个所述滑动铰接块606上；
所述连接杆609为两根，其一端均与制动座601固定连接，另一端均通过台阶结构和缓冲弹簧610与滑动铰接杆608的两端弹性连接，所述四连杆机构607的另外的两个铰接端分别铰接在所述驱动块611上和所述滑动铰接杆608的中部；
所述制动缸616驱动第一制动闸朝向制动盘63抵紧时，所述驱动块611带动所述四连杆机构607的一个铰接点移动，使得四连杆机构607的铰接于两个所述滑动铰接块606上的两个铰接点相互靠近，进而使得所述四连杆机构607的铰接于所述滑动铰接杆608中部的铰接点远离所述驱动块611上的铰接点，进而使得滑动铰接杆608通过缓冲弹簧610、连接杆609带动所述制动座601朝向所述驱动块611移动的相反的方向移动，进而使得所述第二制动闸618朝向制动盘63抵紧。
进一步的，所述线缆张紧机构4包括张紧座401、导向座402、固定轮架403、滑动轮架404、导向杆405、张紧弹簧406、固定导轮407和滑动导轮408，所述张紧座401设置于下托架组件2上，所述张紧座401上还设置有导向座402和固定轮架403，所述导向杆405的一端固定于所述固定轮架403上，另一端固定于所述张紧座401的凸台上，所述滑动轮架404穿设在所述导向杆405上，所述滑动轮架404的底部滑动支撑在所述导向座402上；
所述固定轮架403上设有固定导轮407，所述滑动轮架404上设有滑动导轮408，所述导向杆405位于所述固定轮架403与所述滑动轮架404之间的部分上套设有张紧弹簧406，所述拖缆9经过导向轮15后缠绕于所述固定导轮407和滑动导轮408上，从所述滑动导轮408离开所述线缆张紧机构4，所述滑动导轮408的位置为所述线缆张紧机构4的出绳位置。
进一步的，本发明的挂载组件上可转动的设置有下托架组件，下托架组件上滑动设置有上托架组件，上托架组件能够相对于下托架组件上下滑动，以实现对潜航器的定位和夹持；
潜航器具有随行的拖缆，下托架组件上还设置有线缆张紧机构，拖缆一端与潜航器连接，缠绕并通过线缆张紧机构后，拖缆的另一端与设置于母船上的卷扬机构连接，潜航器驶离母船时，卷扬机构释放拖缆；
线缆张紧机构设置于下托架组件和上托架组件之间，使得拖缆离开线缆张紧机构的出绳位置位于下托架组件和上托架组件之间，回收潜航器时，卷扬机构缠绕拖缆并拖拽潜航器朝向下托架组件和上托架组件之间的出绳位置移动，并通过定位机构使得潜航器抵靠在下托架组件和上托架组件之间的指定位置。
进一步的，如图8所示，所述挂载组件1、移动基座11、翻转电机12、驱动齿轮13、翻转轴套14、导向轮15、移动导轨16、传动丝杠17和平移驱动18，所述移动导轨16设置于所述母船8的甲板表面，所述移动基座11可滑动的设置于所述移动导轨16上，所述传动丝杠17平行于所述移动导轨16的设置于母船8上，所述平移驱动18与所述传动丝杠17传动连接，所述传动丝杠17与所述移动基座11螺纹连接，通过平移驱动18驱动移动基座11在所述平移导轨16上滑动，实现从母船8的甲板的边沿位置与甲板的中间位置之间的移动；
所述移动基座11上设置有翻转电机12，所述翻转电机12上传动连接驱动齿轮13，所述移动基座11上翻转电机12的一侧设置有翻转轴套14，所述下托架组件2通过所述翻转轴套14与所述移动基座11可转动的连接，通过翻转电机12、驱动齿轮13驱动所述下托架组件2在所述移动基座11上转动；
所述移动基座11的一侧还设置有导向轮15，所述拖缆9从所述卷扬机构6出绳后，经过所述导向轮15进入所述线缆张紧机构4。
进一步的，如图8所示，所述下托架组件2包括下支撑框架21、导向立柱22、翻转转轴23、翻转齿轮24、升降缸25、下托板26、支撑梁27和定位板28，所述下支撑框架21的一侧设置有两个导向立柱22，两个所述导向立柱22的顶端连接有所述翻转转轴23，所述翻转转轴23上设置有翻转齿轮24，所述翻转转轴23可转动的设置于所述翻转轴套14内，所述翻转齿轮24与所述驱动齿轮13啮合；
所述下支撑框架21的位于所述导向立柱22的一侧设置有升降缸25，所述下支撑框架21上设置有多个下托板26，所述下托板26成对设置且具有与所述潜航器5的外形相适配的形状；
所述下支撑框架21上还设置有支撑梁27，所述支撑梁27上固定设置有定位板28，所述下支撑框架21上还设置有线缆张紧机构4，且所述线缆张紧机构4和所述定位板28均位于下支撑框架21上靠近导向立柱22的一侧，所述线缆张紧机构4的所述出绳位置靠近所述定位板28，拖缆9拖拽潜航器5朝向所述出绳位置移动，最终使得潜航器5抵接定位板28并停止移动，使得此时潜航器5的位置正好对应所述下托板26的位置。
进一步的，如图8所示，所述上托架组件3包括上支撑框架31、导向套32和上托板33，所述上支撑框架31的一侧设置有两个导向套32，两个所述导向套32分别套设在所述导向立柱22上，所述升降缸25的活塞杆的移动端与所述上支撑框架31上的连接座连接，通过升降缸25驱动所述上支撑框架31相对于所述下支撑框架21移动；
所述上支撑框架31上与所述下托板26的对应位置设置有多个上托板33，所述潜航器5抵接定位板28后，上支撑框架31下移，通过上托板33和对应的下托板26实现对潜航器5的夹持固定，之后在所述下托架组件2翻转90度后，通过定位板28以及适配潜航器5外形的上托板33、下托板26共同承载所述潜航器5的重量。
本发明的采用绞车拖缆的潜航器操控方法，包括以下步骤：
步骤a，通过挂载组件1、下托架组件2、上托架组件3将潜航器5翻转至水面以下，控制上托架组件3上移，将潜航器5释放；
步骤b，潜航器5驱动结构启动并驶离母船8，同时卷扬机构6控制拖缆卷筒61转动，实现拖缆9的同步释放，在潜航器5到达指定水下区域后通过制动机构62停止拖缆卷筒61，通过线缆张紧机构4实现对母船8和潜航器5之间的拖缆9的张紧；
步骤c，控制潜航器5向母船8移动并使卷扬机构6同步收缆，当潜航器5移动至下托架组件2附近水域时，关闭潜航器5驱动装置，通过卷扬机构6缠绕拖缆9并拖拽潜航器5朝向下托架组件2和上托架组件3之间的出绳位置移动；
步骤d，当潜航器5抵接下托架组件2上的定位结构后，停止卷扬机构6，控制上托架组件3下移使得潜航器5被夹持于所述下托架组件2和上托架组件3之间；
步骤e，启动翻转机构使得下托架组件2翻转90度，从水面移出并停止于甲板面的上方，同时控制位于甲板中部的平衡重机构7朝向甲板另一侧的边沿移动，以平衡抵消夹持有潜航器5的下托架组件2在翻转时，对母船8造成的倾斜；
步骤f，通过平移驱动使挂载组件1向母船8的甲板中部移动，使得潜航器5顶部的检测设备移动至母船8的甲板上方，完成潜航器回收之后，对潜航器5挂载的所述检测设备进行维护、拆卸和更换。
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 (6)
1.一种采用绞车拖缆的潜航器，包括挂载组件（1）、托架组件、线缆张紧机构（4）、卷扬机构（6）和拖缆（9），其特征在于：
在母船（8）的甲板上设置有卷扬机构（6），所述挂载组件（1）的一侧设置有导向轮，所述托架组件可转动的设置于挂载组件（1）上，所述线缆张紧机构（4）设置于所述托架组件上，所述托架组件能够转动并使所述线缆张紧机构（4）位于水面以下；
潜航器（5）在水下作业时连接有拖缆（9），所述拖缆（9）依次经过线缆张紧机构（4）、挂载组件（1）上的导向轮后缠绕于所述卷扬机构（6）上，母船（8）通过拖缆（9）为水下作业的潜航器（5）提供能源和通信；
所述卷扬机构（6）具有制动机构（62），所述潜航器（5）驶离母船（8）时，所述卷扬机构（6）同步释放拖缆（9），所述潜航器（5）行驶靠近母船（8）时，所述卷扬机构（6）同步缠绕收纳拖缆（9），所述线缆张紧机构（4）在所述潜航器（5）和母船（8）之间对拖缆（9）进行张紧和缓冲；
所述拖缆（9）离开卷扬机构（6）后，经挂载组件（1）上的导向轮和线缆张紧机构（4）后延伸到水面以下，所述拖缆（9）从线缆张紧机构（4）的出绳位置离开后与潜航器（5）连接，潜航器（5）返回至母船（8）附近水域后，通过拖缆（9）拖拽潜航器（5）朝向所述出绳位置移动，配合所述托架组件上的定位结构，能够将所述潜航器（5）拖拽并停止于所述托架组件上的指定位置。
2.根据权利要求1所述的一种采用绞车拖缆的潜航器，其特征在于：
所述卷扬机构（6）包括拖缆卷筒（61）、制动机构（62）、制动盘（63）、第一支架（64）、第二支架（65）和卷扬驱动机构（66），所述拖缆卷筒（61）可转动的设置于所述第一支架（64）和第二支架（65）之间，所述拖缆（9）缠绕于所述拖缆卷筒（61）上；
所述第一支架（64）上设置有制动机构（62），所述拖缆卷筒（61）的靠近第一支架（64）上的一端设置有环形的制动盘（63），所述制动盘（63）伸入所述制动机构（62）内部，通过所述制动机构（62）实现对所述拖缆卷筒（61）的制动。
3.根据权利要求2所述的一种采用绞车拖缆的潜航器，其特征在于：
所述制动机构（62）包括制动座（601）、第一固定架（602）、固定杆（603）、第二固定架（604）、铰接块导杆（605）、滑动铰接块（606）、四连杆机构（607）、滑动铰接杆（608）、连接杆（609）、缓冲弹簧（610）、驱动块（611）、驱动连杆（612）、制动托盘（613）、第一制动闸（614）、制动弹簧（615）、制动缸（616）、导向孔（617）和第二制动闸（618）；
所述固定杆（603）的一端固定设置在第一支架（64）上，所述固定杆（603）的另一端固定设置有第一固定架（602），制动座（601）通过导向孔（617）可滑动的套设在固定杆（603）上，所述制动座（601）为U形结构，所述制动盘（63）伸入所述制动座（601）的U形结构的开口的内部，所述第一固定架（602）上设置有制动缸（616），所述制动缸（616）通过驱动块（611）驱动所述驱动连杆（612）伸缩移动，所述驱动连杆（612）穿过U形结构的制动座（601）的一部分后伸入所述U形结构的开口的内部，所述驱动连杆（612）的位于U形结构内的端部设置有制动托盘（613），所述制动托盘（613）与所述制动座（601）之间设置有制动弹簧（615），所述制动托盘（613）的端面设置有第一制动闸（614），与所述第一制动闸（614）相对的所述制动座（601）的U形结构的内侧的端面设置有第二制动闸（618），所述第一制动闸（614）与所述第二制动闸（618）位于所述制动盘（63）的两侧；
所述制动缸（616）驱动所述第一制动闸（614）朝向所述制动盘（63）抵紧时，所述驱动块（611）能够通过连杆传动结构驱动所述制动座（601）在所述固定杆（603）上滑动，使得所述第二制动闸（618）朝向所述制动盘（63）抵紧。
4.根据权利要求3所述的一种采用绞车拖缆的潜航器，其特征在于：
所述连杆传动结构包括四连杆机构（607），所述四连杆机构（607）为由四根连杆依次首尾铰接构成的四边形连杆结构，所述第一固定架（602）上设置有两个第二固定架（604），两个第二固定架（604）之间设置有铰接块导杆（605），所述铰接块导杆（605）上滑动设置有两个滑动铰接块（606），所述四连杆机构（607）的相对的两个铰接端分别铰接在两个所述滑动铰接块（606）上；
所述连接杆（609）为两根，其一端均与制动座（601）固定连接，另一端均通过台阶结构和缓冲弹簧（610）与滑动铰接杆（608）的两端弹性连接，所述四连杆机构（607）的另外的两个铰接端分别铰接在所述驱动块（611）上和所述滑动铰接杆（608）的中部；
所述制动缸（616）驱动第一制动闸朝向制动盘（63）抵紧时，所述驱动块（611）带动所述四连杆机构（607）的一个铰接点移动，使得四连杆机构（607）的铰接于两个所述滑动铰接块（606）上的两个铰接点相互靠近，进而使得所述四连杆机构（607）的铰接于所述滑动铰接杆（608）中部的铰接点远离所述驱动块（611）上的铰接点，进而使得滑动铰接杆（608）通过缓冲弹簧（610）、连接杆（609）带动所述制动座（601）朝向所述驱动块（611）移动的相反的方向移动，进而使得所述第二制动闸（618）朝向制动盘（63）抵紧。
5.根据权利要求4所述的一种采用绞车拖缆的潜航器，其特征在于：
所述线缆张紧机构（4）包括张紧座（401）、导向座（402）、固定轮架（403）、滑动轮架（404）、导向杆（405）、张紧弹簧（406）、固定导轮（407）和滑动导轮（408），所述张紧座（401）设置于下托架组件（2）上，所述张紧座（401）上还设置有导向座（402）和固定轮架（403），所述导向杆（405）的一端固定于所述固定轮架（403）上，另一端固定于所述张紧座（401）的凸台上，所述滑动轮架（404）穿设在所述导向杆（405）上，所述滑动轮架（404）的底部滑动支撑在所述导向座（402）上；
所述固定轮架（403）上设有固定导轮（407），所述滑动轮架（404）上设有滑动导轮（408），所述导向杆（405）位于所述固定轮架（403）与所述滑动轮架（404）之间的部分上套设有张紧弹簧（406），所述拖缆（9）经过导向轮（15）后缠绕于所述固定导轮（407）和滑动导轮（408）上，从所述滑动导轮（408）离开所述线缆张紧机构（4），所述滑动导轮（408）的位置为所述线缆张紧机构（4）的出绳位置。
6.一种采用绞车拖缆的潜航器操控方法，使用权利要求1-5任意一项所述的采用绞车拖缆的潜航器，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，通过挂载组件（1）、下托架组件（2）、上托架组件（3）将潜航器（5）翻转至水面以下，控制上托架组件（3）上移，将潜航器（5）释放；
步骤b，潜航器（5）驱动结构启动并驶离母船（8），同时卷扬机构（6）控制拖缆卷筒（61）转动，实现拖缆（9）的同步释放，在潜航器（5）到达指定水下区域后通过制动机构（62）停止拖缆卷筒（61），通过线缆张紧机构（4）实现对母船（8）和潜航器（5）之间的拖缆（9）的张紧；
步骤c，控制潜航器（5）向母船（8）移动并使卷扬机构（6）同步收缆，当潜航器（5）移动至下托架组件（2）附近水域时，关闭潜航器（5）驱动装置，通过卷扬机构（6）缠绕拖缆（9）并拖拽潜航器（5）朝向下托架组件（2）和上托架组件（3）之间的出绳位置移动；
步骤d，当潜航器（5）抵接下托架组件（2）上的定位结构后，停止卷扬机构（6），控制上托架组件（3）下移使得潜航器（5）被夹持于所述下托架组件（2）和上托架组件（3）之间；
步骤e，启动翻转机构使得下托架组件（2）翻转90度，从水面移出并停止于甲板面的上方，同时控制位于甲板中部的平衡重机构（7）朝向甲板另一侧的边沿移动，以平衡抵消夹持有潜航器（5）的下托架组件（2）在翻转时，对母船（8）造成的倾斜；
步骤f，通过平移驱动使挂载组件（1）向母船（8）的甲板中部移动，使得潜航器（5）顶部的检测设备移动至母船（8）的甲板上方，完成潜航器回收之后，对潜航器（5）挂载的所述检测设备进行维护、拆卸和更换。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115432150A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-06 | 三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地 | 一种可存储多个子uuv的无人水下潜器及其使用方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951227A (en) * | 1998-07-28 | 1999-09-14 | J. Ray Mcdermott, S.A. | Deep water lowering apparatus |
| DE102009053742A1 (de) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Atlas Elektronik Gmbh | Unbemanntes Unterwasserfahrzeug und Einrichtung zum Anschluss eines Lichtwellenleiterkabels an ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug |
| US20140061558A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Michael T. Einhorn | Level winding drum winch |
| CN104555769A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 湖南科技大学 | 一种电驱动主动升沉补偿海洋绞车 |
| CN105000479A (zh) * | 2014-04-22 | 2015-10-28 | 上海海洋大学 | 具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统 |
| CN107521641A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-29 | 中船华南船舶机械有限公司 | 一种潜水器布放回收装置及布放回收方法 |
| CN111301639A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-19 | 浙江海洋大学 | 一种潜航器回收装置及回收方法 |
-
2022
- 2022-08-16 CN CN202210977589.5A patent/CN115042939B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951227A (en) * | 1998-07-28 | 1999-09-14 | J. Ray Mcdermott, S.A. | Deep water lowering apparatus |
| DE102009053742A1 (de) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Atlas Elektronik Gmbh | Unbemanntes Unterwasserfahrzeug und Einrichtung zum Anschluss eines Lichtwellenleiterkabels an ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug |
| US20140061558A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Michael T. Einhorn | Level winding drum winch |
| CN105000479A (zh) * | 2014-04-22 | 2015-10-28 | 上海海洋大学 | 具有升沉补偿和张力保护功能的缆控潜水器甲板吊放系统 |
| CN104555769A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 湖南科技大学 | 一种电驱动主动升沉补偿海洋绞车 |
| CN107521641A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-29 | 中船华南船舶机械有限公司 | 一种潜水器布放回收装置及布放回收方法 |
| CN111301639A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-19 | 浙江海洋大学 | 一种潜航器回收装置及回收方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115432150A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-06 | 三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地 | 一种可存储多个子uuv的无人水下潜器及其使用方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20220913 Assignee: SHANDONG XINGDI NEW MATERIALS CO.,LTD. Assignor: SHANDONG JINKEXING MECHANICAL AND ELECTRICAL Corp. Contract record no.: X2023980046912 Denomination of invention: A Submarine Using Winch Towing Cable and Its Control Method Granted publication date: 20221028 License type: Common License Record date: 20231121 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |