CN209241279U - 一种水下航行器对接回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水下对接技术领域，并公开了一种水下航行器对接回收装置，其包括底座机构、设于所述底座机构一端的导向装置和设于所述导向装置外侧的固定装置；导向装置与包括锥形导向罩，锥形导向罩一端设有第二导槽，锥形导向罩另一端设有第一导槽，固定装置实现对水下航行器的固定回收。通过本实用新型，能够通过结构紧凑、便于操控的方式高效率完成各类复杂工况下的对接操作，同时通过两次定位及配套的多次固定，获得更为精准、快捷的效果，实现对接回收精度高、成功率高和适用于各种水下复杂工况，而且，整个装置的结构更为紧凑、便于操控，满足各种水下复杂工况要求。

Description

一种水下航行器对接回收装置

技术领域

本实用新型属于水下对接技术领域，更具体地，涉及一种水下航行器对接回收装置。

背景技术

深海交会对接自主控制技术是指在无需人员物理支持的情况下，水下的回收装置与水下运动目标能够在运动轨迹上会合，在完成对接后实现对运动目标的固定，并将其回收上岸。水下航行器领域中，航行器的对接、航行器中数据的处理、航行器动力的补充等都是重要的前提条件。在此实用新型中，实现对接过程和回收过程是关键性的过程和技术的核心所在。

现有技术普遍都采用了锥形导向罩对接导引锥形导向罩对接导引是指利用布置于导向罩上方的声学设备与水下航行器交换姿态信息，引导水下航行器进入回收导向筒，从而完成对接。如中国专利CN 104986305B公开了一种可自主调整姿态的水下对接平台，包括对接激光器、并联运动平台、入口检测开关、转台、光电探测器、电动推杆、支架、前检测开关、回收舱和后检测开关。该装置结构刚度高，使用灵活，且通用性强，仅需对水下航行器加一个对接激光器，改动较少，易于推广，对接精度与成功率可有很大程度的提高，具有很好的推广应用价值。

但是，现有技术往往通过一次定位来完成水下航行器的对接和回收，由于水下情况复杂，水下航行器的对接和回收往往需要面对多种工况，因此，还存在对接回收的成功率低、回收难度大的问题；同时在回收过程中，往往由于水体扰动造成对接成功的水下航行器松动或脱落，造成回收的成功率低、损坏回收对接装置和水下航行器的问题；同时，现有对接回收装置还存在结构复杂、操控难度大不易收藏等缺陷。因此，需要在本领域做出进一步的改善和改进，以便更好的满足水下航行器在对接回收过程中面对各类复杂工况的需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种水下航行器对接回收装置，其中通过结合水下航行器的结构特征和水下复杂工况，采用了机械臂和铰接关节全构造设计上的全息设计及布局，特别是对其中关键组成元件，如导向装置和固定装置的结构以及两者的相互配合方式等多个方面进行研究和改进，相对于现有的常规对接回收装置相比，不仅能够实现在多次定位的基础上配合多次固定，实现对接回收精度高、成功率高和适用于各种水下复杂工况；而且，整个装置的结构更为紧凑、便于操控，满足各种水下复杂工况要求。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种水下航行器对接回收装置，包括底座机构、设于所述底座机构一端的导向装置和设于所述导向装置外侧的固定装置；其中，

所述底座机构包括基座、设于所述基座上的机械臂以及配套的第一电动缸，所述机械臂通过第一铰接关节与所述基座连接，所述基座用于固定所述机械臂，且所述第一电动缸的活塞用于驱动机械臂沿所述铰接关节运动，从而促使安装于机械臂上的导向装置进入对接回收状态；

所述导向装置包括锥形导向罩，所述锥形导向罩的入口端设有第一导槽，所述第一导槽为Y型结构且沿所述锥形导向罩的轴向布置，用于捕捉进入所述锥形导向罩的水下航行器上的天线，从而实现对其进行粗定位并固定其的运动轨迹；所述锥形导向罩的另一端设有第二导槽，所述第一导槽为Y型结构且沿所述锥形导向罩的轴向布置，当水下航行器继续进入所述锥形导向罩时，第一导槽用于捕捉水下航行器上的金属片，从而实现对其进行精确定位，为下一步精确固定水下航行器做准备；

所述固定装置包括手抓和第二电动缸，所述手抓设于所述导向装置外侧，所述第二电动缸的活塞杆与所述手抓连接，用于通过活塞杆的前后移动带动所述手抓的张开和闭合，从而实现水下航行的固定，完成水下航行器的对接工作，然后所述第一电动缸的活塞用于驱动机械臂沿所述铰接关节运动，直至将水下航行器送出水面完成水下航行器的回收工作。

进一步的，所述固定装置包括第三电动缸，所述第三电动缸垂直固定于所述第二导槽的一端，用于推动所述活塞杆插入插槽进一步固定所述待回收的水下航行器。

进一步的，所述固定装置包括圆锥形插销，所述圆锥形插销固定于所述手抓内部。

进一步的，所述锥形导向罩一端为圆柱形结构，另一端为锥形结构，其中，所述第一导槽设于所述锥形结构上，所述第二导槽设于所述圆柱形结构上。

进一步的，所述第一导槽与第二导槽的中心轴在同一条直线上。

进一步的，所述第一导槽的开口大于所述第二导槽的开口。

进一步的，所述固定装置还包括二力杆和铰链，所述二力杆与所述第二电动缸连接，所述铰链与所述手抓连接，通过所述第二电动缸活塞杆的前后移动带动所述手抓的张开和闭合，优选的，所述铰链包括第一铰链和第二铰链。

进一步的，所述机械臂的末端设有第四电动缸，所述第四电动缸的活塞杆一端与所述导向装置铰接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型水下航行器对接回收装置，其中通过结合水下航行器的结构特征和水下复杂工况，采用了机械臂和铰接关节全构造设计上的全息设计及布局，特别是对其中关键组成元件，如导向装置和固定装置的结构以及两者的相互配合方式等多个方面进行研究和改进，相对于现有的常规对接回收装置相比，不仅能够实现在多次定位的基础上配合多次固定，实现对接回收精度高、成功率高和适用于各种水下复杂工况；而且，整个装置的结构更为紧凑、便于操控，尤其适用于各种水下复杂工况下的水下航行器对接回收作业。

2.本实用新型水下航行器对接回收装置，第二导槽与第一导槽的中心轴在同一条直线上，且第二导槽的开口大于所述第一导槽的开口，以实现对待回收的水下航行器的一次粗定位和二次精确定位，逐渐实现航行器的最终定位、锁紧、捕获及回收，从而能够提高航行器定位的准确性及对接成功率，方法简单易操作，对接成功率高。

附图说明

图1是本实用新型一种水下航行器对接回收装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种水下航行器对接回收装置涉及的手抓结构的结构示意图；

图3是本实用新型一种水下航行器对接回收装置涉及的导向装置结构示意图；

图4是本实用新型一种水下航行器对接回收装置涉及的航行器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种水下航行器对接回收装置，主要包括底座机构、设于底座机构一端的导向装置和设于导向装置外侧的固定装置。

底座机构主要包括基座1、第一电动缸11和机械臂2，其中，第一电动缸11的活塞杆一端与机械臂2的通过铰接相连，另一端与基座1连接，机械臂2的一端与基座1通过旋转轴铰接，另一端与导向装置连接，且其与导向装置连接的一端还设有第四电动缸10。

如图1和图3所示，导向装置包括锥形导向罩，锥形导向罩一端为圆柱形且与机械臂2的末端铰接，另一端为锥形。在第四电动缸10的驱动下，导向装置可沿设于机械部末端的铰接件作旋转运动。锥形导向罩靠近锥形的一端设有第一导槽17，第一导槽17为Y型结构，用于对待回收的水下航行器进行粗定位。锥形导向罩的圆柱形上设有第二导槽5，第二导槽5为Y 型结构，用于对待回收的水下航行器进行精确定位。第一导槽17、第二导槽5的开口方向一致且第一导槽17的开口大于第二导槽5的开口。待回收的航行器进入对接回收装置的过程中，第一导槽17用于捕捉设于航行器上的天线16，用于对航行器的粗略定位，随着航行器的运动，设于航行器上的金属片14进入第二导槽5，用于对航行器的第二次精确定位。由于第二导槽5、第一导槽17为Y型结构，能够方便航行器的天线和金属片顺利进入导槽从而实现对航行器的定位。当航行器完成定位和固定后，导向装置在第四电动缸10的驱动下，沿设于机械部末端的铰接件向上转动，同时，第一电动缸11推动机械臂2沿基座1向上转动，直至航行器被推出水面，当航行器完成回收对接任务后，导向装置在第四电动缸10的驱动下，沿设于机械部末端的铰接件向下转动，同时，第一电动缸11推动机械臂2沿基座 1向上转动，使得机械臂2与导向装置折叠起来，便于装置的收藏和保存。

固定装置包括第三电动缸4、手抓6、第二电动缸9、铰链18、球型铰链7和圆锥形插销12，圆锥形插销12固定于手抓6的内部，手抓6固定于导向装置的中部，第二电动缸9的一端固定于导向装置的前端，另一端活塞杆则通过二力杆、第一铰链7和第二铰链18与手抓6相连，从而实现通过活塞杆的前后移动带动手抓6的张开和闭合，第三电动缸4，垂直固定在第二导槽5的一端。导向装置还包括设于第二导向机构的开关8，当航行器通过手抓时能触碰到开关8，按钮3则固定于导向机构靠近机械臂2的一端，其轴心与外壳轴心重合。

本实用新型的工作流程如下：在航行器驶入对接和回收装置的过程中，首先，天线16通过第一导槽17，以实现第一次对航行器的粗略定位，随着航行器的深入，金属片14开始进入第二导槽6进行精确的定位，同时，航行器的头部会将开关8压下，使得第二电动缸9通过二力杆、第一铰链7和第二铰链18带动手抓6合拢，减小航行器的活动空间，在航行器头部顶到按钮3后手抓6继续合拢，圆锥形插销12插入圆锥形插槽15，将航行器固定，待手抓工作完毕后，第三电动缸4推动活塞杆插入插槽13进一步固定航行器。固定完成后，第一电动缸11推动机械臂2沿基座1旋转，机械臂 2带动导向装置并在第四电动缸10的推动作用下，整个对接和回收装置带动航行器旋转出水面当航行器完成回收对接任务后，导向装置在第四电动缸10的驱动下，沿设于机械部末端的铰接件向下转动，同时，第一电动缸 11推动机械臂2沿基座1向上转动，使得机械臂2与导向装置折叠起来，便于装置的收藏和保存。

本实用新型水下航行器对接回收装置，其中通过结合水下航行器的结构特征和水下复杂工况，采用了机械臂和铰接关节全构造设计上的全息设计及布局，特别是对其中关键组成元件，如导向装置和固定装置的结构以及两者的相互配合方式等多个方面进行研究和改进，相对于现有的常规对接回收装置相比，不仅能够实现在多次定位的基础上配合多次固定，实现对接回收精度高、成功率高和适用于各种水下复杂工况；而且，整个装置的结构更为紧凑、便于操控，尤其适用于各种水下复杂工况下的水下航行器对接回收作业。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，包括底座机构、设于所述底座机构一端的导向装置和设于所述导向装置外侧的固定装置；其中，

所述底座机构包括基座(1)、设于所述基座(1)上的机械臂(2)以及配套的第一电动缸(11)，所述机械臂(2)通过第一铰接关节与所述基座(1)连接，所述基座(1)用于固定所述机械臂(2)，且所述第一电动缸(11)的活塞用于驱动机械臂(2)沿所述铰接关节运动，从而促使安装于机械臂(2)上的导向装置进入对接回收状态；

所述导向装置包括锥形导向罩，所述锥形导向罩的入口端设有第一导槽(17)，所述第一导槽(17)为Y型结构且沿所述锥形导向罩的轴向布置，用于捕捉进入所述锥形导向罩的水下航行器上的天线(16)，从而实现对其进行粗定位并固定其的运动轨迹；所述锥形导向罩的另一端设有第二导槽(5)，所述第二导槽(5)为Y型结构且沿所述锥形导向罩的轴向布置，当水下航行器继续进入所述锥形导向罩时，第二导槽(5)用于捕捉水下航行器上的金属片(14)，从而实现对其进行精确定位，为下一步精确固定水下航行器做准备；

所述固定装置包括手抓(6)和第二电动缸(9)，所述手抓(6)设于所述导向装置外侧，所述第二电动缸(9)的活塞杆与所述手抓(6)连接，用于通过活塞杆的前后移动带动所述手抓(6)的张开和闭合，从而实现水下航行的固定，完成水下航行器的对接工作，然后所述第一电动缸(11)的活塞用于驱动机械臂(2)沿所述铰接关节运动，直至将水下航行器送出水面完成水下航行器的回收工作。

2.根据权利要求1所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述固定装置包括第三电动缸(4)，所述第三电动缸(4)垂直固定于所述第二导槽(5)的一端，用于推动所述活塞杆插入插槽(13)进一步固定所述水下航行器。

3.根据权利要求2所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述固定装置包括圆锥形插销(12)，所述圆锥形插销(12)固定于所述手抓(6)内部。

4.根据权利要求3所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述锥形导向罩一端为圆柱形结构，另一端为锥形结构，其中，所述第一导槽(17)设于所述锥形结构上，所述第二导槽(5)设于所述圆柱形结构上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述第一导槽(17)与第二导槽(5)的中心轴在同一条直线上。

6.根据权利要求5所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述第一导槽(17)的开口大于所述第二导槽(5)的开口。

7.根据权利要求1所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述固定装置还包括二力杆和铰链，所述二力杆与所述第二电动缸(9)连接，所述铰链与所述手抓(6)连接，通过所述第二电动缸(9)活塞杆的前后移动带动所述手抓(6)的张开和闭合，所述铰链包括第一铰链(7)和第二铰链(18)。

8.根据权利要求1所述的一种水下航行器对接回收装置，其特征在于，所述机械臂(2)的末端设有第四电动缸(10)，所述第四电动缸(10)的活塞杆一端与所述导向装置铰接。