CN117326017A - 一种无人航行器的水面阻拦系统 - Google Patents

Abstract

一种无人航行器的水面阻拦系统包括绞车装置，由母船伸出的桁架，由所述绞车装置向所述桁架伸出的阻拦绳索，以及供所述阻拦绳索穿过的若干转向结构；所述阻拦绳索由所述绞车装置伸出后穿过若干所述转向结构后固定在所述桁架上，无人航行器穿过所述桁架时被所述阻拦绳索阻拦后捕捉。本发明通过阻拦绳索与绞车装置的配合实现在水面对无人航行器的阻拦。

Description

一种无人航行器的水面阻拦系统

技术领域

本发明属于无人航行器捕捉领域，尤其涉及一种无人航行器的水面阻拦系统。

背景技术

水中无人航行器的捕捉是指通过特定的手段和设备将水中无人航行器从水中捕获或回收的过程。水中无人航行器通常是在水面上或水下执行任务，当需要进行捕捉或回收时，需要使用特定的方法和设备将其捕获。捕捉水中无人航行器的目的可以是为了维护设备的安全、收集数据、进行维修或更换设备等。

水面无人航行器在回收前仍需保持一定的航行速度以确保其航行姿态稳定，为实现顺利回收，需通过某些专用降速装置让其速度降为零后才能进行下一步回收工作，现有的阻拦方式多为鱼网阻拦或机械臂抓取，对行驶中的无人航信器的惯性作用冲击较大，易对无人航行器的外壳造成一定损害，同时对收放装置也容易造成损坏。

发明内容

本发明目的在于提供一种无人航行器的水面阻拦系统,以解决对水中无人航行器的捕捉前将其航行速度降为0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面阻拦系统的具体技术方案如下：

一种无人航行器的水面阻拦系统包括绞车装置，由母船伸出的桁架，由所述绞车装置向所述桁架伸出的阻拦绳索，以及供所述阻拦绳索穿过的若干转向结构；所述阻拦绳索由所述绞车装置伸出后穿过若干所述转向结构后固定在所述桁架上，无人航行器穿过所述桁架时被所述阻拦绳索阻拦后捕捉。

作为本发明的进一步改进，为了实现通过阻拦绳索对无人航行器阻拦时，能够应对无人航行器的惯性增加阻拦绳索的长度，避免阻拦绳索和无人航行器的损坏，所述转向结构包括设置在所述桁架上的第一转角滑车和第二转角滑车，所述第一转角滑车和所述第二转角滑车之间的所述阻拦绳索对无人航行器进行阻拦。

作为本发明的进一步改进，为了帮助阻拦绳索更顺畅的进入第一转角滑车，所述转向结构还包括设置在母船上的第三转角滑车，所述阻拦绳索从所述绞车装置穿出后穿过第三转角滑车来到所述桁架。

作为本发明的进一步改进，所述绞车装置包括液压马达，制动器，卷筒，控制阀组，绞车起升口和绞车下降口；所述阻拦绳索一端附着在所述卷筒上；所述制动器与所述液压马达连接，实现所述液压马达的制动；液压油进入所述绞车起升口经过所述控制阀组进入所述液压马达A口，驱动所述液压马达正转带动所述卷筒转动收紧所述阻拦绳索；液压油进入所述绞车下降口经过所述控制阀组进入所述液压马达B口，驱动所述液压马达反转带动所述卷筒转动放松所述阻拦绳索。

作为本发明的进一步改进，所述控制阀组包括梭阀，平衡阀，电磁阀和溢流阀；所述绞车起升口与所述梭阀和所述平衡阀的进油口连接，所述绞车下降口与所述梭阀的进油口和所述液压马达的B口连接，所述梭阀的出油口与所述制动器连接，所述平衡阀的出油口与所述电磁阀的进油口和所述液压马达的A口连接，所述电磁阀的出油口与所述溢流阀的进油口连接，所述电磁阀的进油口与所述液压马达的A口连接。

作为本发明的进一步改进，所述制动器为常闭式制动器，液压油进入所述制动器，所述制动器与所述液压马达脱离。

作为本发明的进一步改进，所述第一转角滑车和所述第二转角滑车的连线L与无人航行器阻拦方向垂直，无人航行器穿过所述桁架后将所述阻拦绳索拉扯，无人航行器与所述阻拦绳索形成夹角α，无人航行器的惯性力为F，无人航行器在所述阻拦绳索的阻拦下前进距离为L2，所述

作为本发明的进一步改进，为了方便桁架对阻拦位置的调整，同时方便阻拦后将无人航行器向母船靠近，所述桁架由母船向水面伸出，与母船可伸缩连接。

作为本发明的进一步改进，为了实现液压马达泄露的液压油回到油箱，所述绞车装置还包括一条连接所述液压马达和油箱的用于所述液压马达泄露的回油路。

有益效果：

通过绞车装置伸出阻拦绳索，在桁架伸出船舶舷外的位置对无人航行器进行阻拦，通过桁架之间的阻拦绳索进入无人航行器外表面的挂钩实现对无人航行器的阻拦减速，避免与无人航行器的硬接触，保护无人航行器。

相对于传统的回收方式，本发明的阻拦系统利用绞车装置的恒张力，在阻拦和回收过程中，对无人航行器和回收装置起到保护作用。

附图说明

图1为本发明的一种无人航行器的水面阻拦系统结构示意图；

图2为本发明的绞车装置的液压原理示意图；

图中标记说明：100、绞车装置；110、液压马达；120、制动器；130、油箱；140、控制阀组；141、梭阀；142、平衡阀；143、电磁阀；144、溢流阀；150、绞车起升口；160、绞车下降口；170、回油路；200、转向结构；210、第一转角滑车；220、第二转角滑车；230、第三转角滑车；300、阻拦绳索；400、船舷。

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面阻拦系统做进一步详细的描述。

实施示例：

如图1所示，一种无人航行器的水面阻拦系统包括设置在母船的绞车装置100，由母船向水面伸出的桁架(图中未释出)，由绞车装置100向桁架伸出的阻拦绳索300，以及供阻拦绳索300穿过转向的转向结构200。本实施例中绞车装置100为液压恒张力绞车。转向结构200包括设置在桁架上的第一转角滑车210和第二转角滑车220，以及设置在母船甲板上的第三转角滑车230。阻拦绳索300依次穿过第三转角滑车230，第一转角滑车210和第二转角滑车220后固定在桁架上。

第一转角滑车210和第二转角滑车220对应设置在桁架两侧，第一转角滑车210和第二转角滑车220的初始连线L与无人航行器行驶方向垂直，桁架向无人航行器行驶路线伸出后，无人航行器的通过第一转角滑车210和第二转角滑车220的阻拦绳索300穿过桁架，阻拦绳索300进入无人航行器外表面的挂钩后，阻止无人航行器的惯性前进，无人航行器与所述阻拦绳索300形成夹角α，无人航行器在阻拦绳索300的阻力下前进距离为L2,在波浪作用下向后运动距离为L1，无人航行器的惯性力为F， 根据上述公式当液压恒张力绞车的设定力F1减小，则L2变长，当设定恒张力F1增大，则L2变短，因此航行器惯性行驶距离与恒张力大小的设定有关。

桁架可以通过平移调整相对于母船的伸出程度，方便设定阻拦位置，使用完成后可以平移收缩回母船，节省空间，避免损坏。

阻拦绳索300采用高强度纤维绳索，具有重量轻、良好的绝缘性和抗腐蚀性等特点。

如图2所示，液压恒张力绞车包括液压马达110，制动器120，卷筒，油箱130，控制阀组140，绞车起升口150和绞车下降口160；控制阀组140包括梭阀141，平衡阀142，电磁阀143和溢流阀144。

收紧阻拦绳索300时，液压油从绞车起升口150进入，经过梭阀141后分别进入平衡阀142和制动器120，制动器120为常闭式制动器，液压油进入制动器120使液压马达110进入无刹状态，同时进入平衡阀142的液压油进入液压马达A口，驱动液压马达110正转带动卷筒转动收紧阻拦绳索300。

放松阻拦绳索300时，液压油从绞车下降口160进入，经过梭阀141后分别进入制动器120和液压马达B口，制动器120为常闭式制动器，液压油进入制动器120使液压马达110进入无刹状态，同时液压油进入液压马达B口，驱动液压马达110反转带动卷筒转动放松阻拦绳索300。

当需要对无人航行器进行阻拦时，开启电磁阀143，设定溢流阀144的溢流压力，即液压恒张力绞车的恒张力，阻拦绳索300对无人航行器前进进行阻拦时，绞车受力大于设定的张力，带动绞车反转，液压油经溢流阀144流出。当无人航行器的惯性逐渐减小，绞车受力小于设定的张力，液压油进入液压马达A口，带动绞车正转，收紧阻拦绳索300。

通过调整溢流阀144的溢流压力可以满足不同类型和级别的无人航信器阻拦回收，阻拦成果后，关闭恒张力，通过液压绞车自身回收功能可将航行器拉回至预定位置，传统如依靠油缸阻拦装置不具备牵拉功能。

为了实现液压马达110泄露的液压油回到油箱130，液压恒张力绞车设置有一条连接液压马达110和油箱130的回油路170。

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 (9)

1.一种无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，包括绞车装置，由母船伸出的桁架，由所述绞车装置向所述桁架伸出的阻拦绳索，以及供所述阻拦绳索穿过的若干转向结构；

所述阻拦绳索由所述绞车装置伸出后穿过若干所述转向结构后固定在所述桁架上，无人航行器穿过所述桁架时被所述阻拦绳索阻拦后捕捉。

2.根据权利要求1所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述转向结构包括设置在所述桁架上的第一转角滑车和第二转角滑车，所述第一转角滑车和所述第二转角滑车之间的所述阻拦绳索对无人航行器进行阻拦。

3.根据权利要求3所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述转向结构还包括设置在母船上的第三转角滑车，所述阻拦绳索从所述绞车装置穿出后穿过第三转角滑车来到所述桁架。

4.根据权利要求1所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述绞车装置包括液压马达，制动器，卷筒，控制阀组，绞车起升口和绞车下降口；

所述阻拦绳索一端附着在所述卷筒上；所述制动器与所述液压马达连接，实现所述液压马达的制动；液压油进入所述绞车起升口经过所述控制阀组进入所述液压马达A口，驱动所述液压马达正转带动所述卷筒转动收紧所述阻拦绳索；液压油进入所述绞车下降口经过所述控制阀组进入所述液压马达B口，驱动所述液压马达反转带动所述卷筒转动放松所述阻拦绳索。

5.根据权利要求4所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述控制阀组包括梭阀，平衡阀，电磁阀和溢流阀；

所述绞车起升口与所述梭阀和所述平衡阀的进油口连接，所述绞车下降口与所述梭阀的进油口和所述液压马达的B口连接，所述梭阀的出油口与所述制动器连接，所述平衡阀的出油口与所述电磁阀的进油口和所述液压马达的A口连接，所述电磁阀的出油口与所述溢流阀的进油口连接，所述电磁阀的进油口与所述液压马达的A口连接。

6.根据权利要求4所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述制动器为常闭式制动器，液压油进入所述制动器，所述制动器与所述液压马达脱离。

7.根据权利要求2所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述第一转角滑车和所述第二转角滑车的连线L与无人航行器阻拦方向垂直，无人航行器穿过所述桁架后将所述阻拦绳索拉扯，无人航行器与所述阻拦绳索形成夹角α，无人航行器的惯性力为F，无人航行器在所述阻拦绳索的阻拦下前进距离为L2，所述绞车装置的拉力

8.根据权利要求1所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述桁架由母船向水面伸出，与母船可伸缩连接。

9.根据权利要求4所述的无人航行器的水面阻拦系统，其特征在于，所述绞车装置还包括一条连接所述液压马达和油箱的用于所述液压马达泄露的回油路。