CN210286508U - 用于布置与回收水下机器人的连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于布置与回收水下机器人的连接器，该连接器包括第一架体，第一架体包括支撑架，支撑架内部具有沿第一轴线延伸的腔体；启闭件，该启闭件环绕该第一轴线设置；其中，该启闭件可活动地连接至该支撑架，且可相对该支撑架从开启位置活动至闭合位置，当该启闭件位于该开启位置时，该腔体具有第一通行面积；当该启闭件位于该闭合位置时，该腔体具有第二通行面积，该第一通行面积大于该第二通行面积。本实用新型至少具有以下有益效果：ROV的重力由连接器承担，而非铠装缆承担，可避免铠装缆被拉坏或拉断；ROV与连接器之间为刚性连接，在布置或回收ROV时，可以不受环境风浪载荷的影响，保持在稳定状态。

Description

用于布置与回收水下机器人的连接器

技术领域

本实用新型涉及水下作业技术领域，尤其涉及一种用于布置与回收水下机器人的连接器。

背景技术

目前，工业机器人的应用越来越普遍，应用范围也越来越广。在海洋开发领域，由于水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。

图1示出了一种现有技术中布置与回收水下机器人(以下称ROV)的方法。在基座(可以是陆地、船舶等)上设置有臂架，臂架的端部设置有滑轮，滑轮上绕设有铠装缆C。ROV的上方连接有蘑菇头T，铠装缆C固定在蘑菇头T中，从而可将水下机器人(ROV)悬吊在臂架下方。通过收放铠装缆C，可将ROV布置在水下或从水下回收到基座上。即，现有技术中，ROV的重力是直接作用在铠装缆C上的，由于铠装缆C与ROV之间为柔性连接，ROV在即将进入水中(布置ROV过程中)或即将离开水面(回收ROV过程中)时，由于环境风浪载荷的影响，ROV无法保持稳定的姿态。另外，在回收过程中，当ROV即将离开水面时，由于浮力作用的消失，铠装缆C承受的拉力骤然增加，铠装缆C存在被拉坏甚至被拉断的风险。铠装缆C被拉坏之后，维修较为复杂；被拉断之后，ROV有丢失到水中的风险。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提高布置以及回收ROV的便利性。

为此，本实用新型提供了一种用于布置与回收水下机器人的连接器，所述连接器包括第一架体，所述第一架体包括：支撑架，所述支撑架内部具有沿第一轴线延伸的腔体，所述第一轴线的延伸方向为所述支撑架的高度方向，所述腔体在所述支撑架的底端具有开口；启闭件，所述启闭件环绕所述第一轴线设置；其中，所述启闭件可活动地连接至所述支撑架，且可相对所述支撑架从开启位置活动至闭合位置，当所述启闭件位于所述开启位置时，所述腔体具有第一通行面积；当所述启闭件位于所述闭合位置时，所述腔体具有第二通行面积，所述第一通行面积大于所述第二通行面积。

可选地，所述启闭件铰接在所述支撑架上，当所述启闭件面向所述第一轴线的部分受到向上的推力时，所述启闭件从所述闭合位置转动至所述开启位置；其中，所述启闭件可从所述闭合位置向所述开启位置自由转动。

可选地，所述第一架体还包括牵拉机构，所述牵拉机构可将所述启闭件从所述闭合位置拉动至所述开启位置。

可选地，所述牵拉机构为油缸，所述油缸在长度方向上具有第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述第二端相对所述第一端更加靠近所述第一轴线，所述第一端铰接于所述支撑架，所述第二端设置有沿所述油缸的长度方向延伸的滑槽，所述启闭件上设置有可沿所述滑槽滑动的销轴。

可选地，所述第一架体还包括复位机构，所述复位机构为可将启闭件从所述开启位置抵推至所述闭合位置的弹性结构。

可选地，所述启闭件的数量为多个，多个所述启闭件环绕所述第一轴线间隔设置。

可选地，所述支撑架内还设置有位于所述腔体上方的限位机构，所述限位机构可活动地设置在所述支撑架上，且可相对所述支撑架从限位位置活动至通行位置；从垂直所述第一轴线的视图上看，当所述限位装置位于所述限位位置时，所述限位机构至少部分地覆盖所述第二通行面积；当所述限位装置位于所述通行位置时，所述限位机构不覆盖所述第一通行面积。

可选地，所述限位机构包括多根沿所述腔体的径向延伸的限位杆，所述限位杆沿其长度方向可移动地设置在所述支撑架上。

可选地，所述连接器还包括连接于所述第一架体上方的第二架体，所述第二架体上设置有铰轴，所述第二架体可通过所述铰轴与外部结构相铰接，其中，所述铰轴的轴线沿水平方向延伸。

可选地，所述连接器还包括两个第一偏摆油缸，各所述第一偏摆油缸的一端与所述第二架体相铰接，各所述第一偏摆油缸的另一端与所述外部结构相铰接；两个所述第一偏摆油缸用于驱动所述第二架体相对所述外部机构绕所述铰轴孔的轴线转动。

可选地，所述连接器还包括设置于所述第一架体和所述第二架体之间的回转装置，所述第一架体和所述第二架体之间通过所述回转装置转动连接，所述回转装置的回转轴与所述第一轴线重合。

可选地，所述连接器还包括滑轮装置，所述滑轮装置包括滑轮以及用于支撑所述滑轮的滑轮架，所述滑轮位于所述第一架体的上方，所述滑轮的滑轮槽与所述第一轴线的延伸线相切。

可选地，所述滑轮架可转动地设置在所述第二架体上，所述连接器还包括第二偏摆油缸，所述第二偏摆油缸用于驱动所述滑轮架相对所述第二架体绕第二轴线转动，所述第二轴线垂直于所述第一轴线且垂直于所述铰轴的轴线。

可选地，所述连接器还包括连接于套设于所述第一架体外侧的第三架体，所述第三架体的上端部与所述第一架体固定连接，所述第一架体的上端部与所述第一架体的下端部之间通过弹性部件相连。

可选地，当水下机器人被回收至所述连接器中之后，所述弹性部件处于压缩状态。

与现有技术中相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

(1)ROV从脱离水面至回收至甲板的过程中，其重力由连接器承担，而非铠装缆承担，因此，可避免铠装缆被拉坏或拉断；

(2)ROV与连接器1之间为刚性连接，ROV在即将进入水中(布置ROV过程中)或即将离开水面(回收ROV过程中)时，可以不受环境风浪载荷的影响，保持在稳定状态。

附图说明

图1示例性地示出了现有技术中布置与回收ROV的方法；

图2示例性地示出了利用本实用新型实施例提供的连接器布置与回收ROV的方法；

图3为本实用新型实施例提供的连接器的结构图；

图4a为本实用新型实施例提供的连接器第一架体的结构图(启闭件位于闭合位置)；

图4b为本实用新型实施例提供的连接器第一架体的结构图(启闭件位于开启位置)；

图5为本实用新型实施例提供的连接器回转装置结构图；

图6为本实用新型实施例提供的连接器的又一结构图；

图7a为本实用新型实施例提供的连接器第三架体的结构图；

图7b为图7a的俯视图；

图7c为图7b的A-A剖视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

参考图2～图4b，本实施例提供了一种用于布置与回收水下机器人ROV的连接器1。连接器1包括第一架体11，第一架体11包括支撑架112以及多个启闭件111。其中，支撑架112的内部具有沿第一轴线S1延伸的腔体M，第一轴线S1的延伸方向(图示X向)平行于支撑架112的高度方向，腔体M在支撑架112的底端具有开口。启闭件111环绕第一轴线S1设置，即启闭件111沿垂直于第一轴线S1的方向与第一轴线S1间隔设置。进一步地，启闭件111可活动地连接至支撑架112，且可相对支撑架112从开启位置活动至闭合位置，当启闭件111位于开启位置时，腔体M具有第一通行面积；当启闭件111位于闭合位置时，腔体M具有第二通行面积，第一通行面积大于第二通行面积。

以下示例性地介绍利用本实施例提供连接器1回收ROV的方法。首先，通过臂架将连接器1下放至水面，通过铠装缆C拉动ROV使其向上运动，当蘑菇头T进入第一架体11中的腔体M时，启闭件111从闭合位置活动至开启位置，使得腔体M具有第一通行面积，从而使蘑菇头T向上通过腔体M并至少部分地位于启闭件111的上方。然后，操纵启闭件111从开启位置返回至闭合位置，使得腔体M具有小于第一通行面积的第二通行面积，以阻止蘑菇头T从连接器1中掉出来。此时，通过臂架提升连接器1，可将ROV回收至船体甲板上。即，ROV从脱离水面至回收至甲板的过程中，其重力由连接器1承担，而非铠装缆C承担，因此，可避免铠装缆C被拉坏或拉断。

同时，不同于现有技术中铠装缆C与ROV之间的柔性连接，本实施例中，当蘑菇头T进入第一架体11之后，ROV与连接器1之间为刚性连接，ROV在即将进入水中(布置ROV过程中)或即将离开水面(回收ROV过程中)时，可以不受环境风浪载荷的影响，保持在稳定状态。

本实施例中，启闭件111的数量为多个(本实施例为4个)。多个启闭件111环绕第一轴线S1间隔设置。优选地，多个启闭件111关于第一轴线S1呈中心对称设置。

参考图4a和图4b，启闭件111通过铰点D铰接在支撑架112上，当启闭件111面向第一轴线S1的部分受到向上的推力时，启闭件111从开启位置转动至闭合位置。换句话说，在启闭件111打开的过程中，启闭件111是朝上打开的，即在打开过程中，第一轴线S1左侧的启闭件111逆时针旋转，第一轴线S1右侧的启闭件111顺时针旋转。进一步地，启闭件111可从闭合位置向开启位置自由转动。也就是说，启闭件111可在基本不受阻力的情况下从闭合位置转动至开启位置。这样设置的好处是，在回收ROV的过程中，通过铠装缆C的拉动，蘑菇头T可自行向上顶开启闭件111，而无需设置额外的开启驱动装置。蘑菇头T穿过启闭件111之后，启闭件111可自动复位至闭合位置，使蘑菇头T坐落在启闭件111上。

可选地，启闭件111为沿第一轴线S1的延伸的板件。启闭件111具有朝向第一轴线S1设置的内侧边L1，内侧边L1斜向上延伸，以使得多个启闭件111可围成一个向下扩开的喇叭口O。在回收ROV的过程中，当蘑菇头T顶推启闭件111时，该喇叭口O可为蘑菇头T提供导向作用。进一步地，当启闭件111上部内侧具有台阶结构，当启闭件111处于闭合位置时，台阶面L2与第一轴线S1垂直，即当连接器1正放时，台阶面L2为水平面，从而可为蘑菇头T提供稳定的支撑。

第一架体11还包括牵拉机构113，牵拉机构113可将启闭件111从闭合位置拉动至开启位置。在布置ROV时，先通过臂架将连接器1下放至水面，然后通过牵拉机构113的拉动，使启闭件111从闭合位置转动至开启位置，从而使腔体M具有第一通行面积，使得蘑菇头T可以从连接器1中脱落至水中。

参考图4a和图4b，本实施例中，牵拉机构113为油缸，油缸在长度方向上具有第一端113a以及与第一端113a相对的第二端113b，第二端113b相对第一端113a更加靠近第一轴线S1，第一端113a铰接于支撑架112，第二端113b设置有沿油缸的长度方向延伸的滑槽113c，启闭件111上设置有可沿滑槽113c滑动的销轴111a。进一步地，当启闭件111位于闭合位置时，销滑槽113c靠近第一轴线S1的一端与销轴111a相抵接。

参考图4a和图4b，本实施例中，第一架体11还设置有复位机构114，复位机构114为可将启闭件111从开启位置抵推至初始位置的弹性结构。具体地，本实施例中，复位机构114为设置在牵拉机构113上方的弹簧，弹簧的一端与启闭件111固定连接，另一端与支撑架112固定连接。

以下示例性地说明回收ROV和布置ROV的过程。

在回收ROV的过程中，当蘑菇头T顶推启闭件111时，销轴111a可沿滑槽113c自由滑动，以使得启闭件111在蘑菇头T的推动下几乎不受阻地从闭合位置转动至开启位置。当蘑菇头T就位后，启闭件111在复位机构114的作用下复位至闭合位置。本实施例中，第一架体11还包括限位板，限位板上开设有限位孔116；相应地，启闭件111上固定设置有限位销轴111b。如图4a所示，当启闭件111复位至闭合位置时，限位销轴111b与限位孔116的孔壁相抵接，以使得启闭件111保持在闭合位置。

在布置ROV的过程中，先收紧铠装缆C使蘑菇头T上移，然后油缸的活塞杆缩回，通过拉动抵接在滑槽113c中的销轴111a，可将启闭件111从闭合位置拉动至开启位置，接着下放铠装缆C使得蘑菇头T落入水中，然后，油缸活塞杆伸出，启闭件111在复位机构114的作用下恢复至闭合位置。

进一步地，支撑架112内还设置有位于腔体M上方的限位机构115，限位机构115可活动地设置在支撑架112上，且可相对支撑架112从限位位置活动至打开位置。从垂直第一轴线S1的视图上看，当限位机构115位于限位位置时，限位机构115至少部分地覆盖第二通行面积，以防止蘑菇头T向上脱离第一架体11。当限位机构115位于打开位置时，限位机构115不覆盖第一通行面积，以便在需要维修时，可将蘑菇头T从第一架体11中向上拉出，便于维修操作。

可选地，将限位机构115设置为图4a和图4b示出的结构。限位机构115包括多根(本实施例为4根)沿腔室的径向R延伸的限位杆115a，限位杆115a沿其长度方向可移动地设置在所述支撑架112上。当限位杆115a向外移动时，可使限位机构115从限位位置移动至通行位置；反之，当限位杆115a向内移动时，可使限位机构115从通行位置移动至限位位置。

参考图2以及图3，本实施例中，连接器1还包括连接于第一架体11上方的第二架体12，第二架体12上设置有铰轴121，第二架体12可通过铰轴121与外部结构相铰接，其中，铰轴121的轴线沿水平方向延伸。即本实施例中，第一架体11通过第二架体12连接到外部结构(例如，臂架)上，且第二架体12与外部机构之间为铰接关系，从而可为连接器1提供一个绕水平轴线转动自由度。臂架在俯仰过程中，其俯仰角(即臂架与水平面的夹角)不断变化。参考图2中的局部放大图，通过本实施例的设置，在臂架俯仰过程中，可根据臂架的俯仰角相应调整连接器1相对臂架的转角，以使得连接器1可始终保持在正置状态，从而可使ROV在吊装过程中始终保持相对直立的状态。另外，在回收ROV时，通过调整连接器1相对臂架的转角，可调整第一架体11喇叭口O的朝向，有利于顺利回收ROV。本实施例中，第二架体12为A字形支架，铰轴121设置在第二架体12的顶端。

进一步地，连接器1还包括两个第一偏摆油缸13，各第一偏摆油缸13的一端与第二架体12相铰接，另一端与外部结构(例如，臂架)相铰接。本实施例中，两个第一偏摆油缸13用于驱动第二架体12相对外部机构绕铰轴121的轴线转动，即，第一偏摆油缸13为调整连接器1姿态的驱动机构。参考图3，两个第一偏摆油缸13的轴线的延伸线在铰轴121的下方汇交，且两个第一偏摆油缸13的轴线所确定的平面与所述铰轴121的轴线相垂直。

参考图3和图5，本实施例中，连接器1还包括设置于第一架体11和第二架体12之间的回转装置14，第一架体11和第二架体12之间通过回转装置14转动连接，回转装置14的回转轴与第一轴线S1重合。也就是说，回转装置14为连接器1提供了另一个转动自由度，通过该设置，在吊装ROV的过程中，可调整ROV的朝向，以使得ROV按照设定的朝向被回收至甲板上或布置到水中。

继续参考图3，连接器1还包括滑轮装置15，滑轮装置15包括滑轮151以及用于支撑滑轮151的滑轮架152，滑轮151位于第一架体11的上方，滑轮151的滑轮槽与第一轴线S1的延伸线相切。这样，铠装缆C可绕过滑轮151穿入到第一架体11中与蘑菇头T相连。

滑轮架152可转动地设置在第二架体12上，连接器1还包括第二偏摆油缸17，第二偏摆油缸17用于驱动滑轮架152相对第二架体12绕第二轴线S2转动，第二轴线S2垂直于第一轴线S1且垂直于铰轴121的轴线。滑轮装置15的该设置有利于使其适应铠装缆C的不同出绳角度。

参考图6，本实施例中，连接器1还包括连接于套设于第一架体11外侧的第三架体16，第三架体16的上端部161与第一架体11固定连接，第三架体16的上端部161第三架体16的下端部162之间通过弹性部件相连。当回收ROV时，在ROV向上运动的过程中，如果与第三架体16发生碰撞，第三架体16中的弹性部件可为其提供缓冲。另外，当水下机器人ROV被回收至连接器1中之后，弹性部件处于压缩状态。即在回收ROV时，当蘑菇头T被收纳至第一架体11中后，第三架体16的下端可抵推ROV本体，以使得ROV可稳定地贴合在连接器1底端。

本实施例中，参考图7a～图7c，弹性部件包括设置于内圈的第一弹性部件163和设置于外圈的第二弹性部件164，第一弹性部件163为弹簧，第二弹性部件164为空气缓冲器。进一步地，第一弹性部件163包括沿第三架体16的周向等间隔设置的4个弹簧，第二弹性部件164包括沿第三架体16的周向等间隔设置的4个空气缓冲器，4个弹簧与4个空气缓冲器沿第三架体16的径向R一一对齐。

综上所述，本实用新型提供的上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种用于布置与回收水下机器人的连接器，其特征在于，所述连接器包括第一架体，所述第一架体包括：

支撑架，所述支撑架内部具有沿第一轴线延伸的腔体，所述第一轴线的延伸方向为所述支撑架的高度方向，所述腔体在所述支撑架的底端具有开口；

启闭件，所述启闭件环绕所述第一轴线设置；

其中，所述启闭件可活动地连接至所述支撑架，且可相对所述支撑架从开启位置活动至闭合位置，当所述启闭件位于所述开启位置时，所述腔体具有第一通行面积；当所述启闭件位于所述闭合位置时，所述腔体具有第二通行面积，所述第一通行面积大于所述第二通行面积。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述启闭件铰接在所述支撑架上，当所述启闭件面向所述第一轴线的部分受到向上的推力时，所述启闭件从所述闭合位置转动至所述开启位置；其中，所述启闭件可从所述闭合位置向所述开启位置自由转动。

3.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述第一架体还包括牵拉机构，所述牵拉机构可将所述启闭件从所述闭合位置拉动至所述开启位置。

4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述牵拉机构为油缸，所述油缸在长度方向上具有第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述第二端相对所述第一端更加靠近所述第一轴线，所述第一端铰接于所述支撑架，所述第二端设置有沿所述油缸的长度方向延伸的滑槽，所述启闭件上设置有可沿所述滑槽滑动的销轴。

5.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述第一架体还包括复位机构，所述复位机构为可将启闭件从所述开启位置抵推至所述闭合位置的弹性结构。

6.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述启闭件的数量为多个，多个所述启闭件环绕所述第一轴线间隔设置。

7.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述支撑架内还设置有位于所述腔体上方的限位机构，所述限位机构可活动地设置在所述支撑架上，且可相对所述支撑架从限位位置活动至通行位置；

从垂直所述第一轴线的视图上看，当所述限位机构位于所述限位位置时，所述限位机构至少部分地覆盖所述第二通行面积；当所述限位机构位于所述通行位置时，所述限位机构不覆盖所述第一通行面积。

8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，所述限位机构包括多根沿所述腔体的径向延伸的限位杆，所述限位杆沿其长度方向可移动地设置在所述支撑架上。

9.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括连接于所述第一架体上方的第二架体，所述第二架体上设置有铰轴，所述第二架体可通过所述铰轴与外部结构相铰接，其中，所述铰轴的轴线沿水平方向延伸。

10.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括两个第一偏摆油缸，各所述第一偏摆油缸的一端与所述第二架体相铰接，各所述第一偏摆油缸的另一端与所述外部结构相铰接；

两个所述第一偏摆油缸用于驱动所述第二架体相对所述外部结构绕所述铰轴的轴线转动。

11.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括设置于所述第一架体和所述第二架体之间的回转装置，所述第一架体和所述第二架体之间通过所述回转装置转动连接，所述回转装置的回转轴与所述第一轴线重合。

12.根据权利要求9所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括滑轮装置，所述滑轮装置包括滑轮以及用于支撑所述滑轮的滑轮架，所述滑轮位于所述第一架体的上方，所述滑轮的滑轮槽与所述第一轴线的延伸线相切。

13.根据权利要求12所述的连接器，其特征在于，所述滑轮架可转动地设置在所述第二架体上，所述连接器还包括第二偏摆油缸，所述第二偏摆油缸用于驱动所述滑轮架相对所述第二架体绕第二轴线转动，所述第二轴线垂直于所述第一轴线且垂直于所述铰轴的轴线。

14.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括套设于所述第一架体外侧的第三架体，所述第三架体的上端部与所述第一架体固定连接，所述第一架体的上端部与所述第一架体的下端部之间通过弹性部件相连。

15.根据权利要求14所述的连接器，其特征在于，当水下机器人被回收至所述连接器中之后，所述弹性部件处于压缩状态。

Images