CN117841027B - 一种基于无人艇的水下装备收放系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无人艇的水下装备收放系统，包括用于起吊传输的连杆和用于对水下装备进行夹持固定的夹持机构、夹紧机构，连杆底部安装有动力机构，夹持机构分布在动力机构两侧，夹紧机构安装在夹持机构底部，动力机构底部安装有用于影像传导的复位机构，用以解决在对水下装备进行回收时因为表面附着有水藻砂石等杂质造成夹持不牢造成后期移动过程引发意外的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及无人艇用起吊设备领域，具体涉及一种基于无人艇的水下装备收放系统。
背景技术
在目前的海洋调查和勘测和环境监测与保护中，经常需要使用水下装备对海底环境进行检测，而目前大部分的水下装备收放过程中，都采用无人艇配合收放设备的组合，而无人艇在对装备进行回收时，需要保证收放装置的固定效果。
在现有技术中，授权公开号为CN113247216B的中国发明公开了一种无人水下航行器用抓取释放装置，其采用框架式结构对水下物品夹持和收放，但是因为水下装备都是需要长期在水下环境中进行检测，长时间水下环境中，装备外部会附着有不同的水藻、砂石等，造成表面光滑，且在海水的腐蚀和水下杂质的冲刷下，壳体外部也会形成不同的凹凸结构，在对其进行收回时，应当先将表面造成光滑的外界因素消除，才能保证在起吊过程不会发生打滑的现象，从而保证起吊过程的安全性。
发明内容
本发明提供一种基于无人艇的水下装备收放系统，以解决在对水下装备进行回收时因为表面附着有水藻砂石等杂质造成夹持不牢造成后期移动过程引发意外的技术问题。
本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统采用如下技术方案：包括用于起吊传输的连杆和用于对水下装备进行夹持固定的夹持机构、夹紧机构，连杆底部安装有动力机构，夹持机构分布在动力机构两侧，夹紧机构安装在夹持机构底部，动力机构底部安装有用于影像传导的复位机构；
夹持机构包括电动伸缩件，电动伸缩件通过设置在动力机构内部的动力组件控制开合，电动伸缩件外侧底部固定连接有竖杆，若干个夹紧机构竖向均匀分布在竖杆的内侧面；
夹紧机构包括夹持轮，夹持轮轴心贯穿设置有主轴，夹持轮通过偏转组件连接主轴，夹持轮外表成型有摩擦纹。
进一步的，电动伸缩件转动连接动力机构，电动伸缩件分为合拢状态和夹持状态，且两个状态之间的开合角度为15度，利用开合角度，扩大覆盖范围，从而提高后期夹持时的稳定性。
进一步的，夹持轮的偏转组件包括内筒、夹紧弹簧、挤压杆，夹持轮转动连接内筒，夹持轮内侧面均匀分布有四个挤压杆，挤压杆贯穿内筒，且内筒对应挤压杆位置成型有锁紧槽，主轴转动连接内筒。
进一步的，内筒内部设置有夹紧弹簧，夹紧弹簧缠绕在位于内筒内部的主轴上，位于内筒内部的主轴上固定连接有第一限位环，内筒内部下侧设置有第二限位环，且内筒内部上侧设置有第三限位环，夹紧弹簧上端与第一限位环固定，夹紧弹簧下端与第二限位环固定，第三限位环设置在第一限位环上侧。
进一步的，夹持轮俯视截面呈螺旋状，且沿顺时针方向直径逐渐增大，利用逐渐增大的直径，可以对内侧需要夹紧的水下装备外表面进行适应性的调节以及利用逐渐增大的尺寸可以对水下装备的外侧进行打磨，从而去除水藻、砂石、浮游生物等。
进一步的，夹持轮顶部设置有倒角，且夹持轮平面与倒角过渡部分为圆弧状，利用圆弧过渡，倒角位置距离中心距离大于平面距离中心的距离，从而保证在翻转后进一步对内侧的水下装备提高夹持效果。
进一步的，夹持轮材质为铜，利用铜可以防锈。
进一步的，第一限位环与第三限位环对应的端面上均成型有摩擦纹，利用摩擦纹增大摩擦效果，从而保证第一限位环与第三限位环的限位效果。
进一步的，夹持轮的摆动角度为15度。
进一步的，锁紧槽呈上下对称结构，且锁紧槽中心部分尺寸大于上下顶端部分，锁紧槽上下收缩部分成型有固定挤压杆的缺口。
本发明的有益效果是：本发明的利用偏转组件控制夹持轮的翻转和旋转，在通过机械臂控制装置进行收放时，利用对装置的控制，使夹持轮在对水下装备进行夹持固定前对其表面进行清理，并且能够根据表面腐蚀后的不同凹凸程度进行适应性的配合，再通过夹起移动时瞬间的反作用力对使夹持轮翻转后达到锁紧的效果，从而保证后期夹起过程的安全性，以此来保证装置本身环境适应性和实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例与机械臂安装状态下结构示意图；
图2为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的初始状态结构示意图；
图3为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持状态结构示意图；
图4为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮分布结构示意图；
图5为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮结构示意图；
图6为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮平直状态结构示意图；
图7为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮翻转状态结构示意图；
图8为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮平直状态剖视图；
图9为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮翻转状态剖视图；
图10为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮初始状态俯视图；
图11为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的夹持轮夹持状态俯视图；
图12为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的锁紧槽结构示意图；
图13为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的动力机构俯视图；
图14为本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例的动力机构结构示意图。
图中：1、连杆；2、动力机构；3、夹持机构；4、夹紧机构；5、视觉组件；21、密封架；22、收卷齿轮；23、收卷主动轮；24、摆动主动轮；25、摆动齿轮；26、收卷绳；31、电动伸缩件；32、竖杆；41、夹持轮；42、主轴；43、内筒；44、夹紧弹簧；45、挤压杆；46、锁紧槽；441、第一限位环；442、第二限位环；443、第三限位环。
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。
本发明的一种基于无人艇的水下装备收放系统的实施例，如图1至图14所示，包括用于起吊传输的连杆1和用于对水下装备进行夹持固定的夹持机构3、夹紧机构4，连杆1底部安装有动力机构2，夹持机构3分布在动力机构2两侧，夹紧机构4安装在夹持机构3底部，动力机构2底部安装有用于影像传导的复位机构5；
夹持机构3包括电动伸缩件31，电动伸缩件31通过设置在动力机构2内部的动力组件控制开合，电动伸缩件31外侧底部固定连接有竖杆32，若干个夹紧机构4竖向均匀分布在竖杆32的内侧面；
夹紧机构4包括夹持轮41，夹持轮41轴心贯穿设置有主轴42，夹持轮41通过偏转组件连接主轴42，夹持轮41外表成型有摩擦纹。
在本实施例中，如图1-图3所示，电动伸缩件31转动连接动力机构2，电动伸缩件31分为合拢状态和夹持状态，且两个状态之间的开合角度为15度，利用开合角度，扩大覆盖范围，从而提高后期夹持时的稳定性。
在本实施例中，如图6-图9所示，夹持轮41的偏转组件包括内筒43、夹紧弹簧44、挤压杆45，夹持轮41转动连接内筒43，夹持轮41内侧面均匀分布有四个挤压杆45，挤压杆45贯穿内筒43，且内筒43对应挤压杆45位置成型有锁紧槽46，主轴42转动连接内筒43。
在本实施例中，内筒43内部设置有夹紧弹簧44，夹紧弹簧44缠绕在位于内筒43内部的主轴42上，位于内筒43内部的主轴42上固定连接有第一限位环441，内筒43内部下侧设置有第二限位环442，且内筒43内部上侧设置有第三限位环443，夹紧弹簧44上端与第一限位环441固定，夹紧弹簧44下端与第二限位环442固定，第三限位环443设置在第一限位环441上侧。
在本实施例中，如图9-图11所示，夹持轮41俯视截面呈螺旋状，且沿顺时针方向直径逐渐增大，利用逐渐增大的直径，可以对内侧需要夹紧的水下装备外表面进行适应性的调节以及利用逐渐增大的尺寸可以对水下装备的外侧进行打磨，从而去除水藻、砂石、浮游生物等。
在本实施例中，如图6-图9所示，夹持轮41顶部设置有倒角，且夹持轮41平面与倒角过渡部分为圆弧状，利用圆弧过渡，倒角位置距离中心距离大于平面距离中心的距离，从而保证在翻转后进一步对内侧的水下装备提高夹持效果。
在本实施例中，夹持轮41材质为铜，利用铜可以防锈。
在本实施例中，第一限位环441与第三限位环443对应的端面上均成型有摩擦纹，利用摩擦纹增大摩擦效果，从而保证第一限位环441与第三限位环443的限位效果。
在本实施例中，如图6-图9所示，夹持轮41的摆动角度为15度。
在本实施例中，如图12所示，锁紧槽46呈上下对称结构，且锁紧槽46中心部分尺寸大于上下顶端部分，锁紧槽46上下收缩部分成型有固定挤压杆45的缺口。
工作原理：利用无人艇上的机械臂连接连杆1控制装置移动，以及通过视觉组件5对水下环境进行实时检测（视觉组件5为本领域常用的摄像头、超声波等探测件），从而保证对水下装备进行找寻，对应需要回收的水下装备位置，机械臂通过连杆1带动装置整体移动，对应水下装备，此时因为夹持机构3为收拢状态，四个竖杆32之间的间距为最大，且能够将四个竖杆32卡在装备外侧；
此时启动密封架21内部的电机先控制摆动主动轮24转动配合摆动齿轮25，使摆动齿轮25带动电动伸缩件31张开，同时根据水下装备的尺寸，控制电动伸缩件31（即中空结构的电动伸缩杆）调节长度，从而图2的合拢状态变为图3的夹持状态，然后通过控制收卷主动轮23对应的电机，控制收卷齿轮22和顶部收卷轮带动收卷绳26对另一端固定的主轴42进行收紧旋转，主轴42在旋转时通过夹紧弹簧44带动内筒43、夹持轮41旋转；
夹持轮41在旋转时因为其为螺旋状，且直径小端先接触水下装备的外表面，同时利用夹持轮41外表面的摩擦纹对水下装备外表面附着的水藻和泥沙以及杂质进行清理，且由于夹持轮41的直径逐渐变大，对表面的清理力度也变大，同时因为水下装备外表面由于长期在水下，表面受到环境的影响发生凹凸的情况，多个夹持轮41在旋转时对应不同的位置，则有些夹持轮41在受到水下装备的支撑后则不会再旋转，有些则在主轴42和夹紧弹簧44的带动下继续旋转，直至所有的夹持轮41都能够对水下装备进行有效的支撑和夹紧；
此时需要将水下装备夹紧后抬起，通过控制无人艇上的机械臂，在被吊起的瞬间，由于水的阻力以及水下泥沙的粘性，水下装备会瞬间给多个夹持轮41提供一下向下的反作用力，则此时反作用力作用在多个内筒43上后传递到挤压杆45和内筒43之间，夹持轮41发生如图8到图9的变化，夹持轮41在发生偏转的瞬间，挤压杆45在锁紧槽46内部滑动，而由于内筒43为鼓状结构，夹持轮41在偏转时对内筒43产生挤压，造成内筒43向内收缩，而内筒43收缩锁紧槽46也相对收缩，使挤压杆45到达锁紧槽46缺口位置时，同时挤压杆45上侧的锁杆卡死第一限位环441和第二限位环442，内筒43的变形挤压对挤压杆45形成良好的夹持，多个夹持轮41对水下装备夹持的方式由原来的水平夹持变为斜向夹持，同时由于夹持轮41原来的夹持面由平面变为倒角面，则倒角面相当于夹持轮41的中心尺寸大于平面到夹持轮41中心的尺寸，则倒角面对水下装备的夹持尺寸更小，夹持力相对变大，从而能够应对起吊瞬间以及在起吊过程中的晃动；
反之当需要将装备放下时，先缓慢通过竖杆32将装备移动至底部，再通过控制电动伸缩件31从夹持状态变为合拢状态，即可快速卸下装备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：包括用于起吊传输的连杆（1）和用于对水下装备进行夹持固定的夹持机构（3）、夹紧机构（4），所述连杆（1）底部安装有动力机构（2），所述夹持机构（3）分布在所述动力机构（2）两侧，所述夹紧机构（4）安装在所述夹持机构（3）底部，所述动力机构（2）底部安装有用于影像传导的复位机构（5）；
所述夹持机构（3）包括电动伸缩件（31），所述电动伸缩件（31）通过设置在所述动力机构（2）内部的动力组件控制开合，所述电动伸缩件（31）外侧底部固定连接有竖杆（32），若干个夹紧机构（4）竖向均匀分布在所述竖杆（32）的内侧面；
所述夹紧机构（4）包括夹持轮（41），所述夹持轮（41）轴心贯穿设置有主轴（42），所述夹持轮（41）通过偏转组件连接所述主轴（42），所述夹持轮（41）外表成型有摩擦纹；
所述夹持轮（41）的偏转组件包括内筒（43）、夹紧弹簧（44）、挤压杆（45），所述夹持轮（41）转动连接所述内筒（43），所述夹持轮（41）内侧面均匀分布有四个挤压杆（45），所述挤压杆（45）贯穿所述内筒（43），且所述内筒（43）对应所述挤压杆（45）位置成型有锁紧槽（46），所述主轴（42）转动连接所述内筒（43）；
所述内筒（43）内部设置有夹紧弹簧（44），所述夹紧弹簧（44）缠绕在位于所述内筒（43）内部的所述主轴（42）上，位于所述内筒（43）内部的所述主轴（42）上固定连接有第一限位环（441），所述内筒（43）内部下侧设置有第二限位环（442），且所述内筒（43）内部上侧设置有第三限位环（443），所述夹紧弹簧（44）上端与所述第一限位环（441）固定，所述夹紧弹簧（44）下端与所述第二限位环（442）固定，所述第三限位环（443）设置在所述第一限位环（441）上侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述电动伸缩件（31）转动连接所述动力机构（2），所述电动伸缩件（31）分为合拢状态和夹持状态，且两个状态之间的开合角度为15度。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述夹持轮（41）俯视截面呈螺旋状，且沿顺时针方向直径逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述夹持轮（41）顶部设置有倒角，且所述夹持轮（41）平面与倒角过渡部分为圆弧状。
5.根据权利要求4所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述夹持轮（41）材质为铜。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述第一限位环（441）与所述第三限位环（443）对应的端面上均成型有摩擦纹。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述夹持轮（41）的摆动角度为15度。
8.根据权利要求7所述的一种基于无人艇的水下装备收放系统，其特征在于：所述锁紧槽（46）呈上下对称结构，且所述锁紧槽（46）中心部分尺寸大于上下顶端部分，所述锁紧槽（46）上下收缩部分成型有固定所述挤压杆（45）的缺口。
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |