CN212709910U - 一种小型auv集群水下回收装置用吊装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统，包括位于顶端的伸缩结构和用于对AUV进行收纳的回收结构，当AUV进入回收结构内，伸缩结构将与回收结构进行对接，对接完成后，该伸缩结构将回收结构锁紧传送至母船内；所述伸缩结构包括位于上端的伸缩导轨，所述伸缩导轨的下端固定连接有导轨连接器，所述导轨连接器包括液压锁定结构，所述液压锁定结构的端部固定连接有抓手，所述导轨连接器的四周端部固定连接有四个电磁感应单元。该系统首先回收AUV、再采用导轨收缩方式将装载有AUV的回收结构收取并运输至母船内，整个过程基于电磁感应原理保证对AUV进行精准的回收。

Description

一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统

技术领域

本实用新型涉及AUV控制技术领域，尤其涉及一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统。

背景技术

现有的水下AUV回收技术主要有两种，第一种是捕捞方式，采用网状结构的捕捞器将AUV直接捕捞上岸，这种方式极易造成AUV的损坏；第二种方式是采用无动力固定的海底回收舱来回收AUV，此方法对回收海域与AUV的要求极高，海底回收舱需要建在平坦的海域，且只有水域平静时才可进行AUV的回收，回收效率低，严重的受到空间与时间的限制，除此之外，海底回收舱长期位于水底，受海水腐蚀严重，使用周期较短，维修代价高。

实用新型内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统，位于顶端的伸缩结构和用于对AUV进行回收的回收结构，当AUV进入回收结构内该伸缩结构将回收结构锁紧传送至母航内；所述伸缩结构包括位于上端的伸缩导轨，所述伸缩导轨的下端固定连接有导轨连接器，所述导轨连接器包括液压锁定结构，所述液压锁定结构的端部固定连接有抓手，所述导轨连接器的四周端部固定连接有四个电磁感应单元。

所述回收结构包括位于其上部的ROV动力结构，所述ROV动力结构的底端固定连接有回收舱结构；

所述ROV动力结构的顶端固定连接有锁紧机构，所述ROV动力结构的内部设置有控制该回收平台对AUV进行回收工作的控制舱，所述控制舱与为该装置提供电能的电源舱电连接，所述控制舱至少包括树莓派、电力猫、交换机和飞控板；

所述回收舱结构包括用于收纳AUV的舱体，所述舱体的周围呈竖直方向设置有四个垂直推进器，所述舱体的水平方向设置有四个水平推进器；

所述舱体为一开口结构，所述舱体的开口侧的框体上设置有四个信号灯，所述舱体的内部后壁上设置有三角形信号灯，所述舱体的开口侧顶端固定连接有测量水下场景与该回收装置距离信息的双目摄像头，所述舱体的顶部固定连接有四个电磁感应传感器，电磁感应传感器与电磁感应单元的位置一一对应并配合工作，所述舱体内部的侧面固定连接有地磁传感器和深度传感器，所述舱体的底部固定连接有用于判定AUV在舱体的位置信息的行程机构，所述舱体的内部固定连接有用于抓紧AUV的夹紧机构，当AUV进入舱体内推动行程机构运动至设置的目标位置处、所述夹紧机构将AUV固定。

所述液压锁定结构包括一对液压杆和带有弧形凹槽的防锈钢块，所述防锈钢块上设置有用于对该液压锁定结构进行复位的弹簧，所述液压锁定结构与锁紧机构连接后则所述母船终端控制液压杆推动防锈钢块运动将锁紧机构固定，当需要释放回收结构时撤销对液压杆的控制，则防锈钢块在弹簧的拉力下解锁。

所述抓手设置有四个、并由舵机驱动控制，当导轨连接器与回收结构对接完毕后所述抓手卡紧回收结构。

所述夹紧机构的形状与AUV的形状相对应，所述夹紧机构包括抱夹，所述抱夹上固定连接有连杆。

所述锁紧机构为中空结构，所述锁紧机构的中部固定连接有脐带缆，所述脐带缆的另一端与控制舱固定连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统，该系统采用地磁传感器以及深度传感器从而实时调整该回收装置的运行方向以及获取舱体的深度信息，并且采用声、光互相配合的引导方法，能够引导AUV平稳的准确的进入回收装置；本装置拥有8个推进器每个推进器可提供最够的动力，能确保回收平台在水下实现6DoF运动，克服水流的影响，始终稳定的保持定点模式，实现悬浮状态下回收AUV，内嵌PID算法，可自适应寻找AUV的最佳回收航道，使AUV可以顺水流进舱，不会受到横向水流阻力的影响，避免了AUV偏离航道，确保了AUV高效的回收；除此之外，该装置在非工作状态下，可回收到母船，可随母船在任意海域中进行AUV的回收工作，在效率提高的同时，克服了时间与空间的限制。并且当完成AUV的回收后采用伸缩结构可以平稳的将其运回至母船。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中伸缩结构的结构示意图；

图2为本实用新型中回收结构的结构示意图

图3为本实用新型中回收结构的结构示意图

图4为本实用新型中ROV动力结构的电器原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示的一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统，具体包括位于顶端的伸缩结构和用于对AUV进行收纳的回收结构。当回收结构将AUV回收至舱体内，所述伸缩结构上的导轨连接器将与回收结构进行对接，对接完成后，伸缩导轨将回收结构中回收的AUV送至母航内。

所述伸缩结构包括位于上端的伸缩导轨100，伸缩导轨100的下端固定连接有导轨连接器102，导轨连接器102包括液压锁定结构103，液压锁定结构103的端部固定连接有抓手104，导轨连接器102的四周端部固定连接有四个电磁感应单元105。其中电磁感应单元105内嵌在导轨连接器102上，与回收结构上的四个电磁感应传感器9相对应，用来检测AUV回收结构是否已经与导轨连接器对接完成，是否可执行锁定过程。工作过程中液压锁定装置用于对锁紧机构进行固定，液压锁定结构103包括一对液压杆106和带有弧形凹槽的防锈钢块107，防锈钢块107上设置有用于对该液压锁定结构103进行复位的弹簧108，液压锁定结构103与锁紧机构3对接后则母船终端可控制液压杆106推动防锈钢块107运动将锁紧机构3固定，当需要释放回收结构时撤销对液压杆106的控制，则防锈钢块107在弹簧108的拉力下复位解锁。

如图2所示：回收结构包括位于其上部的ROV动力结构，所述ROV动力结构的底端固定连接有回收舱结构；ROV动力结为该装置的工作过程提供控制终端、对装置在回收AUV的过程进行实时调控，所述回收舱结构用于回收装载AUV,其中ROV动力结构位于上端、与回收舱结构相连接，其中回收舱结构位于下端。

进一步的，ROV动力结构的顶端固定连接有锁紧机构3，所述ROV动力结构的内部设置有控制该回收装置对AUV进行回收工作的控制舱1，所述控制舱1与为该装置提供电能的电源舱2电连接。锁紧机构3位于该AUV集群水下回收装置的最顶端，实际工作过程中与用于该小型AUV集群水下回收装置的导轨结构对接，并且锁紧机构3可以锁在导轨结构上，将锁紧机构3设计成中空结构，脐带缆31从中间穿过并连接于控制舱1内。

进一步的，如图3和图4所示，回收舱结构包括用于收纳AUV的舱体5，舱体5的周围呈竖直方向设置有四个垂直推进器51，舱体5的水平方向设置有四个水平推进器52。从方案中可以看出，该舱体5上装有8个推进器，4个位于水平方向，4个位于垂直方向，每个推进器可提供最够的动力，以确保回收装置在水下实现6DoF运动，克服水流的影响，始终稳定的保持定点模式(即在水下保持不动)，以确保AUV以最优航道、最快速度进入回收装置。

进一步的，所述舱体5为一开口结构，舱体5的开口侧的框体上设置有四个信号灯59，舱体5的内部后壁上设置有三角形信号灯53。信号灯起到光学引导的作用，舱口四边上的灯为圆形设计，舱后壁上的信号灯为三角形设计。在AUV到达光学引导范围之内时，可根据舱口四边上的信号灯来确定回收舱位置，根据回收舱后壁中央的信号灯来确定进舱时应保持的高度。

进一步的，舱体5的开口侧顶端固定连接有测量水下场景与该回收装置距离信息的双目摄像头6，舱体5的顶部固定连接有四个电磁感应传感器9，舱体5内部的侧面固定连接有地磁传感器7和深度传感器8，双目摄像头6用于计算场景与回收平台的距离，实现复杂环境下的人机协同操作。电磁感应传感器9位于回收平台顶部的四个角上，在AUV回收装置从水下与导轨结构对接过程中，一旦电磁感应传感器9触发，则表示AUV回收装置与导轨结构对接成功，可以准确的实现回收装置与导轨连接器的对接。地磁传感器7为控制舱1提供当前回收装置的位置信息，位于AUV回收装置的顶部，在回收时便是通过地磁传感器调整回收装置的方向，使其回收舱朝向母船，以便于从回收舱内取出回收的AUV。深度传感器8位于AUV回收平台的侧面，用于获取回收平台的深度信息。

进一步的，舱体5的底部固定连接有用于判定AUV在舱体的位置信息的行程机构10，舱体5的内部固定连接有用于抓紧AUV的夹紧机构12。当AUV进入舱体5内推动行程机构10运动至设置的目标位置，所述夹紧机构12将AUV固定。行程机构10用于判定AUV在舱内的位置，当AUV开始进舱时，会推动行程机构10前进，当行程机构10在推动下到达目标位置时，代表AUV已经完成进舱，此时便可触发加紧机构12将AUV固定。

进一步的，所述夹紧机构12的形状与AUV的形状相对应，当AUV为圆弧形状时则抱夹121设置成弧形结构，所述夹紧机构12包括抱夹121，所述抱夹121上固定连接有连杆122，连杆122由舵机驱动，可使抱夹121自由完成对AUV的锁定与解锁动作。

所述控制舱1至少包括树莓派、电力猫、交换机和飞控板，均为现有技术中通用的电气装置、负责AUV回收平台的自主巡航、水下定位等功能，控制舱通过脐带缆与中控系统进行通信。

本实用新型公开的一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统，首先回收AUV、再采用导轨收缩方式将装载有AUV的回收结构收取并运输至母船内，整个过程基于电磁感应原理保证对AUV进行精准的回收。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型AUV集群水下回收装置用吊装系统，其特征在于包括：位于顶端的伸缩结构和用于对AUV进行收纳的回收结构，当AUV进入回收结构内该伸缩结构将回收结构锁紧传送至母船内；

所述伸缩结构包括位于上端的伸缩导轨(100)，所述伸缩导轨(100)的下端固定连接有导轨连接器(102)，所述导轨连接器(102)包括液压锁定结构(103)，所述液压锁定结构(103)的端部固定连接有抓手(104)，所述导轨连接器(102)的四周端部固定连接有四个电磁感应单元(105)；

所述回收结构包括位于其上部的ROV动力结构，所述ROV动力结构的底端固定连接有回收舱结构；

所述ROV动力结构的顶端固定连接有锁紧机构(3)，所述ROV动力结构的内部设置有控制该吊装系统对AUV进行回收工作的控制舱(1)，所述控制舱(1)与为该装置提供电能的电源舱(2)电连接，所述控制舱(1)至少包括树莓派、电力猫、交换机和飞控板；

所述回收舱结构包括用于收纳AUV的舱体(5)，所述舱体(5)的周围呈竖直方向设置有四个垂直推进器(51)，所述舱体(5)的水平方向设置有四个水平推进器(52)；

所述舱体(5)为一开口结构，所述舱体(5)的开口侧的框体上设置有四个信号灯(59)，所述舱体(5)的内部后壁上设置有三角形信号灯(53)，所述舱体(5)的开口侧顶端固定连接有测量水下场景与该回收装置距离信息的双目摄像头(6)，所述舱体(5)的顶部固定连接有四个电磁感应传感器(9)，电磁感应传感器(9)与电磁感应单元(105)的位置一一对应并配合工作，所述舱体(5)内部的侧面固定连接有地磁传感器(7)和深度传感器(8)，所述舱体(5)的底部固定连接有用于判定AUV在舱体的位置信息的行程机构(10)，所述舱体(5)的内部固定连接有用于抓紧AUV的夹紧机构(12)，当AUV进入舱体(5)内推动行程机构(10)运动至设置的目标位置处、所述夹紧机构(12)将AUV固定。

2.根据权利要求1所述的吊装系统，其特征还在于：所述液压锁定结构(103)包括一对液压杆(106)和带有弧形凹槽的防锈钢块(107)，所述防锈钢块(107)上设置有用于对该液压锁定结构(103)进行复位的弹簧(108)，所述液压锁定结构(103)与锁紧机构(3)对接后，其中设置在母船上的终端控制液压杆(106)推动防锈钢块(107)运动将锁紧机构(3)固定，当需要释放回收结构时撤销对液压杆(106)的控制，则防锈钢块(107)在弹簧(108)的拉力下解锁。

3.根据权利要求2所述的吊装系统，其特征还在于：所述抓手(104)设置有四个、并由舵机驱动控制，当导轨连接器(102)与回收结构对接完毕后所述抓手(104)卡紧回收结构。

4.根据权利要求3所述的吊装系统，其特征还在于：所述夹紧机构(12)的形状与AUV的形状相对应，所述夹紧机构(12)包括抱夹(121)，所述抱夹(121)上固定连接有连杆(122)。

5.根据权利要求4所述的吊装系统，其特征还在于：所述锁紧机构(3)为中空结构，所述锁紧机构(3)的中空结构内固定连接有脐带缆(31)，所述脐带缆(31)的另一端与控制舱(1)固定连接。

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