CN117262120A - 一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置 - Google Patents
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Abstract
一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置包括用于容纳无人航行器的架体，位于所述架体头部的捕捉绞车，设置在所述架体内用于缓冲无人航行器的缓冲结构，设置在所述架体内无人航行器进入路径上的至少一个夹持结构；所述无人航行器在所述捕捉绞车的绳索牵引下由尾部进入所述架体内，经过夹持结构后与缓冲结构抵接后停止运动，夹持结构将所述无人航行器夹紧在所述架体内。本发明在船舶甲板无法放置无人航行器收放装置的情况下，实现了无人航行器的水面回收坞舱内转运。
Description
技术领域
本发明属于无人航行器领域，尤其涉及一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置。
背景技术
无人航行器是一种无人驾驶的自主航行装置，可以在海洋环境中进行探测、监测、研究等任务。无人航行器通常采用智能化技术，具备自主决策和调整能力，可以适应复杂的海洋环境，进行长期的水下自主航行。
无人航行器的主要应用领域包括海洋探测、环境监测、资源调查、水下考古、军事侦察等。其中，海洋探测是无人航行器应用最广泛的领域，可以通过无人航行器观测海洋水文、气象、水质、生物等环境因素，了解海洋环境的变化和规律，为海洋科学研究提供数据支持。
无人航行器的收放是指将无人航行器从母船或岸边放入水中或从水中收回的过程。这一过程在海洋勘测、救援、科学研究等领域中具有重要应用，针对不同的船型，无人航行器的收放装置也不尽相同，常见的收放无人航行器的装置一般布置于船舶舷边甲板上，采用单臂回转式吊机形式收放无人航行器。对于安装空间受限的船舶，还可以采用折臂吊、伸缩吊等形式来收放无人航行器。
传统的收放装置需要复杂的机械结构和操作，容易受到海洋环境的影响，且无法实现快速、稳定的收放过程；同时部分船舶甲板没有空间布置舷边收放无人航行器装置。
发明内容
本发明目的在于提供一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置,以解决受空间限制无法设置收放装置，以及在水面通过远程控制收放无人航行器，回收至坞舱内转运存放的技术问题。
为实现上述目的，本发明的一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置的具体技术方案如下：
一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置包括用于容纳无人航行器的架体，位于所述架体头部的捕捉绞车，设置在所述架体内用于缓冲无人航行器的缓冲结构，设置在所述架体内无人航行器进入路径上的至少一个夹持结构；
所述无人航行器在所述捕捉绞车的绳索牵引下由尾部进入所述架体内，经过夹持结构后与缓冲结构抵接后停止运动，夹持结构将所述无人航行器夹紧在所述架体内。
作为本发明的进一步改进，所述夹持结构包括从所述架体向所述无人航行器伸出的夹持臂，所述夹持臂在所述架体内固定所述无人航行器。
作为本发明的进一步改进，为了实现无人航行器水平和竖直方向的夹紧，所述夹持结构中包括至少一个伸缩夹持结构，所述伸缩夹持结构包括能够在竖直方向上下伸缩的竖直夹持臂，以及能够由所述架体向无人航行器两侧挤压的水平夹持臂。
作为本发明的进一步改进，为了更好的引导无人航行器进入架体内，所述架体的尾端设置有导向结构，辅助无人航行器进入所述架体内。
作为本发明的进一步改进，所述架体上设置有驱动装置，实现对装置的驱动控制。
作为本发明的进一步改进，为了实现本发明装置在水面的移动，所述架体头部外侧设置有拖曳结构，通过绳索与母船连接。
作为本发明的进一步改进，所述缓冲结构形状与所述无人航行器前端匹配，外表面有设置有防撞滚轮。
作为本发明的进一步改进，为了避免无人航行器因磕碰损坏，所述缓冲结构、所述夹持结构、以及所述导向结构外表面为防撞材料。
作为本发明的进一步改进，通过设置浮潜结构实现对水下无人航行器的回收，上浮后回到母船坞舱，然后通过移动结构在坞舱将无人航行器搬运至存放地点，所述架体设置有浮潜结构，用于调整在水中的姿态；所述架体外侧设置有稳定气囊，用于稳定拖曳时的姿态；所述架体下端设置有移动结构，以实现在坞舱内的移动。
作为本发明的进一步改进，所述架体上设置有绞车驱动装置，所述绞车驱动装置与所述捕捉绞车连接，用于驱动绳索的释放和回收。
有益效果：
本发明的装置实现了远程操控下对无人航行器的回收，通过捕捉绞车的牵引和夹持结构的固定实现了无人航行器的回收，通过母船的牵引将本发明的装置拖曳回坞舱，然后在坞舱转运至保存地点。解决了部分船舶甲板无法放置回收装置，以及远程水下回收航行器的问题。
本发明的装置在回收无人航行器的过程中，不易损坏无人航行器，人员无需近距离接触航行器，避免了人身安全隐患，同时本发明的装置结构简单，放置在坞舱内节省空间。
附图说明
图1为本发明的一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置结构示意图；
图2为本发明的上视图；
图3为本发明的侧视图；
图中标记说明：10、架体；20、捕捉绞车；30、缓冲结构；40、夹持结构；41、夹持臂；50、伸缩夹持结构；51、竖直夹持臂；52、水平夹持臂；60、导向结构；70、拖曳结构；80、浮潜结构；90、稳定气囊；100、移动结构；110、绞车驱动装置；120、驱动装置。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置做进一步详细的描述。
实施示例：
如图1-3所示，一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置包括架体10，以及设置在架体10上的捕捉绞车20，夹持结构40和缓冲结构90，还包括设置在架体上的驱动装置120，本实施例中的驱动装置120为设置在架体10头部的液压缸和电控系统。
架体10是本发明装置主要的承重部件，为U型中空结构，内部空间用于容纳无人航行器，型材焊接而成，具有强度高，外形简洁紧凑，便于布设安装接口等优点。架体10头部设置的捕捉绞车20通过纤维绳索将无人航行器从架体10尾部牵引进入架体10内部，无人航行器在架体10内部经过夹持结构40直到与缓冲结构90抵接。在架体10头部外侧设有拖曳结构80，本实施中拖曳结构80为拖曳绳索的座板，经过三维仿真分析，拖曳座板强度满足4级海况下，本装置满载无人航行器时的拖曳力。
捕捉绞车20设置在架体10头部，本实施例中绞车驱动装置110为插销油缸，绞车卷筒上缠绕有纤维绳索，纤维绳索上每隔一段距离固定一个浮漂，纤维绳索一端固定于捕捉绞车的卷筒上，另一端系防松结于插销油缸伸出的轴上。捕捉无人航行器时需将纤维绳索抛于海面，在母船稳定航速3-6节和4级海况海浪的推动下，纤维绳索将在海面形成一个U型绳圈，操作无人航行器靠近绳圈并上浮，无人航行器上的倒钩成功挂住绳圈后，关掉无人航行器的动力，无人航行器仅由纤维绳索牵引运动，跟随母船以稳定航速3-6节前进。然后操作捕捉绞车收纤维绳索，即可将无人航行器牵引进入架体10。
缓冲结构90为设置在架体10头部内侧，表面设置有防撞滚轮，当无人航行器与防撞滚轮接触使，捕捉绞车20收紧纤维绳索的动作将失效，此时无人航行器相对架体10停止运动。
本实施例中夹持结构40为3个，分别设置在架体10内的头部，中部和尾部，通过液压缸驱动其动作，初始状态下夹持臂41为收缩状态，无人航行器进入架体内时先后经过三个夹持结构40，当无人航行器稳定后，夹持结构40上的夹持臂41伸出从两侧夹持无人航行器。
位于架体中部的夹持结构40为伸缩夹持结构50，竖直夹持臂51的两端固定在架体10两侧，上升时可以供无人航行器从其下端穿过，水平夹持臂52分别设置在架体10内的两侧，收缩时可以供无人航行器从其中间穿过，当无人航信器在架体10内停止后，竖直夹持臂51下降，从上方夹紧无人航行器，水平夹持臂52以及头部和尾部的夹持臂41一起从两侧伸出，从左右两侧夹紧无人航行器。
架体10尾部设置有导向结构70，本实施例中导向结构70为两侧张开的导向板71，由液压缸驱动其动作，当捕捉绞车开始对无人航行器进行牵引时，对无人航行器进入架体10内部起到导向作用。
本实施例中移动结构为安装在架体10底部四个端角的车轮，通过电控系统用于坞舱内转运无人航行器时使本发明的装置具有自行走能力和转向能力。
同时架体10还安装有浮潜结构，本实施例中浮潜结构为铝合金浮筒，其上安装有控制阀件，用来调整本发明的装置在水中的姿态，以便更好的捕捉航行器。
架体10左右外侧均安装了稳定气囊90，用来保证拖曳时整个装置的姿态。
缓冲结构90，夹持结构40，导向结构70外表面硫化有一层聚氨酯，以避免与无人航行器磕碰时对航行器的损坏。
使用时，本发明的装置由坞舱内的拖曳绳索拖曳，然后从坞舱放入海水里，在海水里下潜，进行无人航行器的捕捉，在水面上浮，进行无人航行器的固定，接着由坞舱内的拖曳绳索拖回坞舱，将无人航行器转运至存放位置。释放的过程与回收顺序相反。
本发明的装置将电控系统、液压系统集成在架体10上，结构紧凑，只需与母船连接1根主电源和1根拖曳绳索，上船安装快捷，大大的提高了航行器整体的工作效率，回收过程人员只需要远程进行操控。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，包括用于容纳无人航行器的架体，位于所述架体头部的捕捉绞车，设置在所述架体内用于缓冲无人航行器的缓冲结构，设置在所述架体内无人航行器进入路径上的至少一个夹持结构；
所述无人航行器在所述捕捉绞车的绳索牵引下由尾部进入所述架体内，经过夹持结构后与缓冲结构抵接后停止运动，夹持结构将所述无人航行器夹紧在所述架体内。
2.根据权利要求1所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述夹持结构包括从所述架体向所述无人航行器伸出的夹持臂，所述夹持臂在所述架体内固定所述无人航行器。
3.根据权利要求1或2所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述夹持结构中包括至少一个伸缩夹持结构，所述伸缩夹持结构包括能够在竖直方向上下伸缩的竖直夹持臂，以及能够由所述架体向无人航行器两侧挤压的水平夹持臂。
4.根据权利要求1所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述架体的尾端设置有导向结构，辅助无人航行器进入所述架体内。
5.根据权利要求4所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述架体上设置有驱动装置，实现对装置的驱动控制。
6.根据权利要求1所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述架体头部外侧设置有拖曳结构，通过绳索与母船连接。
7.根据权利要求1所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述缓冲结构形状与所述无人航行器前端匹配，外表面有设置有防撞滚轮。
8.根据权利要求4所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述缓冲结构、所述夹持结构、以及所述导向结构外表面为防撞材料。
9.根据权利要求1所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述架体设置有浮潜结构，用于调整在水中的姿态；
所述架体外侧设置有稳定气囊，用于稳定拖曳时的姿态；
所述架体下端设置有移动结构，以实现在坞舱内的移动。
10.根据权利要求所述的无人航行器的水下收放坞舱转运装置，其特征在于，所述架体上设置有绞车驱动装置，所述绞车驱动装置与所述捕捉绞车连接，用于驱动绳索的释放和回收。
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