CN221091199U - 水下航行器对接导向结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水下航行器对接导向结构，包括对接导向平台与对接筒装置；所述对接筒装置套装在对接导向平台内；所述对接导向平台包括外弹性压轮、框架、缓冲垫、挡板；所述框架具有支撑板，外弹性压轮安装在框架的所具有的支撑板上，且沿框架的轴向和周向均匀阵列分布；所述对接筒装置内设置有弹性导向机构。本实用新型所具有的弹性导向机构具有很好的纠偏作用，能够有效解决航行器与对接中轴线有一定偏角或偏移时的对接导向难题；与此同时，本实用新型通过外弹性压轮，当航行器以一定偏角或偏移撞击对接筒装置时，会及时吸收撞击动能损失，降低撞击对整个平台的侧向冲击力，结构可靠。

Description

水下航行器对接导向结构

技术领域

本实用新型涉及航行器水下对接的技术领域，具体涉及一种水下航行器对接导向结构，尤其涉及一种柔性水下航行器对接导向系统。

背景技术

随着海洋开发的不断发展，越来越多的水下航行器被应用在各个海域，日益增多的航行器和任务需求要求航行器能够高效的进行水下对接，因此围绕水下航行器的对接技术引起了相关领域的高度重视，在对接过程中，航行器对接导向技术是对接过程中重要的核心技术。

如中国专利申请CN201811088623.3公开的一种水下航行器对接回收装置及方法，该专利中锥形导向罩一端设有第一导槽，另一端设有第二导槽，与航行器设有两个凸起插槽、一个金属片和天线进行配合对接，然后通过多个电动缸将航行器逐步固定，导向过程对航行器要求较高，同时摩擦力较大，难以胜任航行器偏角较大情况的导向对接。中国专利申请CN201710378775.6公开的一种动基座条件下的UUV水下对接装置，该专利中当UUV进入对接装置，UUV吊耳触碰吊耳卡槽推动向前运动，触发控制中心开关，移动吊耳卡槽上升，固定UUV的前进方向，再利用液压系统推动并固定UUV，该装置没有进行纠偏设计，当航行器偏角较大时，导向工作将难以进行，不利于航行器的精准对接。

因此需要一款全新的水下航行器对接导向技术，能够对航行器偏离对接中心线时进行自动纠偏，保证航行器能够正常对接，同时能较好地保护航行器头部和对接导向罩，避免撞击力过大带来结构上的破坏性影响。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种水下航行器对接导向结构。

根据本实用新型提供的一种水下航行器对接导向结构，包括对接导向平台与对接筒装置；所述对接筒装置套装在对接导向平台内；

所述对接导向平台包括外弹性压轮、框架、缓冲垫、挡板；

所述框架具有支撑板，外弹性压轮安装在框架的所具有的支撑板上，且沿框架的轴向和周向均匀阵列分布；挡板安装在框架所具有的支撑板上，挡板位于所述支撑板的后侧，且挡板绕框架周向均匀布置；

所述对接筒装置内设置有弹性导向机构。

优选的，所述支撑板的数量为4个，4个支撑板沿所述框架的周向布置，所述支撑板的长度方向与所述框架的长度方向一致。

优选的，所述外弹性压轮包括第一滚轮、第一轴承、第一挡圈、第一卡簧、第一滚轮轴、第一运动支架、外弹性压轮底座、第一弹簧以及第一弹簧挡块；

第一滚轮通过第一轴承、第一挡圈、第一卡簧和第一滚轮轴安装在第一运动支架上，第一运动支架插在外弹性压轮底座所具有的滑槽中；

第一弹簧挡块安装在外弹性压轮底座的内部端面；

第一弹簧安装在外弹性压轮底座内部，第一弹簧的一端与第一运动支架内槽端面紧贴，另一端与第一弹簧挡块紧贴。

优选的，所述对接筒装置包括锥形导向罩、第一对接筒筒体、对接筒加固件、第二对接筒筒体、导轨组件、弧形支架以及支架安装板；

锥形导向罩安装在第一对接筒筒体头部，且与所述第一对接筒筒体固定连接，第二对接筒筒体与第一对接筒筒体通过对接筒加固件连接固定。

优选的，对接筒装置的四周安装导轨组件，所述导轨组件包括导轨支撑板和导轨，所述导轨支撑板的一端与所述第一对接筒筒体、第二对接筒筒体相接触，所述导轨支撑板的另一端支撑所述导轨；

导轨之间安装有弧形支架，所述多个弧形支架通过所述支架安装板与导轨支撑板连接。

优选的，还包括导向滑槽与弧形保护块，

弧形保护块均匀分布于第一对接筒筒体入口处；

对接筒装置的内壁两侧对称安装有两套导向滑槽，且所述导向滑槽位于所述弧形保护块的后方。

优选的，所述导向滑槽包括第一导向斜块、第二导向斜块、导向滑轨和导向限位块；所述导向滑轨的数量为2条，且相互平行布置，所述第一导向斜块、第二导向斜块分别位于不同导向滑轨的一端，所述导向限位块位于两条导向滑轨的另一端。

优选的，所述弹性导向机构为内弹性压轮；

所述第一对接筒筒体筒壁头部和尾部均安装有多个内弹性压轮，在第一对接筒筒体中间安装有多个导向滚轮；

所述内弹性压轮包括第二滚轮、第二轴承、第二挡圈、第二滚轮轴、第二卡簧、第二运动支架、内弹性压轮底座、第二弹簧以及第二弹簧挡块；

第二滚轮通过第二轴承、第二挡圈、第二卡簧和第二滚轮轴安装在第二运动支架上，第二运动支架插在内弹性压轮底座中的滑槽中；

第二弹簧挡块安装在内弹性压轮底座的内部端面；

第二弹簧安装在内弹性压轮底座内部，第二弹簧一端与第二运动支架内槽端面紧贴，另一端与第二弹簧挡块紧贴。

优选的，所述导向滚轮包括第三滚轮、第三轴承、第三挡圈、第三滚轮轴、第三卡簧以及导向滚轮底座；

第三滚轮通过第三轴承、第三挡圈、第三卡簧和第三滚轮轴安装在导向滚轮底座上。

优选的，对接导向平台为圆柱形焊接框架，所述缓冲垫为橡胶垫。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型在对接筒装置内设置有弹性导向机构，弹性导向机构具有很好的纠偏作用，能够有效解决航行器与对接中轴线有一定偏角或偏移时的对接导向难题；与此同时，本实用新型在对接导向平台内侧采用独特的外弹性压轮设计，当航行器以一定偏角或偏移撞击对接筒装置时，会及时吸收撞击动能损失，降低撞击对整个平台的侧向冲击力，结构可靠。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型对接导向平台的立体结构示意图。

图3是本实用新型外弹性压轮的结构截面示意图。

图4是本实用新型对接筒装置的结构示意图。

图5是本实用新型对接筒装置中导向滑槽的结构示意图。

图6是本实用新型对接筒装置的结构截面示意图。

图7是图6中C-C剖面的结构示意图。

图8是图6中D-D剖面的结构示意图。

图9是本实用新型内弹性压轮的结构截面示意图。

图10是本实用新型导向滚轮的结构截面示意图。

图11是本实用新型航行器偏移一定角度对接过程的结构截面示意图。

图12是图11的立体图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提供了一种水下航行器对接导向结构，包括：对接导向平台1与对接筒装置2；所述对接筒装置2套装在对接导向平台1内。

参见图1和图2，所述对接导向平台1包括外弹性压轮3、框架5、缓冲垫6与挡板7；在一个优选例中，所述对接导向平台1为柔性对接导向平台，所述框架5为圆柱形焊接框架，所述缓冲垫6为橡胶垫。所述框架5具有支撑板56，所述支撑板56的数量为4个，4个支撑板56沿所述框架5的周向布置，所述支撑板56的长度方向与所述框架5的长度方向一致。外弹性压轮3安装在框架5的所具有的支撑板56上，且沿框架5的轴向和周向均匀阵列分布；具体的，外弹性压轮3是通过第一螺钉组件4安装在框架5的支撑板上。挡板7安装在框架5所具有的支撑板56上，挡板7位于所述支撑板56的后侧，且挡板7绕框架5周向均匀布置。具体的，挡板7是通过第二螺钉组件8安装在焊接框架5的支撑板56上。所述缓冲垫6安装在挡板7上。

所述对接筒装置2内设置有弹性导向机构。

参见图3，所述外弹性压轮3包括第一滚轮11、第一轴承12、第一挡圈13、第一卡簧14、第一滚轮轴15、第一运动支架16、外弹性压轮底座17、第一弹簧18、第一螺钉销19以及第一弹簧挡块20；所述第一轴承12为不锈钢轴承。第一滚轮11通过第一轴承12、第一挡圈13、第一卡簧14和第一滚轮轴15安装在第一运动支架16上，第一运动支架16插在外弹性压轮底座17所具有的滑槽中，在一个优选例中，所述第一运动支架16通过两侧的第一螺钉销19进行运动极限的限位，具体的，外弹性压轮底座17的侧面开设有槽结构57，所述第一螺钉销19的一端位于所述槽结构57内，且能够沿所述槽结构57的长度方向运动，所述第一螺钉销19的另一端插入所述第一运动支架16内。第一弹簧挡块20安装在外弹性压轮底座17的内部端面，第一螺钉21安装在外弹性压轮底座17的安装孔内，以固定所述第一弹簧挡块20与外弹性压轮底座17。第一弹簧18安装在外弹性压轮底座17内部，第一弹簧18的一端与第一运动支架16内槽端面紧贴，另一端与第一弹簧挡块20紧贴。

参见图4，所述对接筒装置2包括锥形导向罩22、第一对接筒筒体30、对接筒加固件31、第二对接筒筒体32、导轨组件、弧形支架28以及支架安装板27；

锥形导向罩22安装在第一对接筒筒体30头部，且与所述第一对接筒筒体30固定连接，第二对接筒筒体32与第一对接筒筒体30通过对接筒加固件31连接固定；在一个优选例中，所述对接筒加固件31为弧形连接板结构，所述弧形连接板结构的一端连接所述第一对接筒筒体30，另一端与所述第二对接筒筒体32连接，所述弧形连接板结构的数量为4个，4个弧形连接板结构沿所述对接筒装置2的周向布置。

对接筒装置2的四周安装四套导轨组件，所述导轨组件包括导轨支撑板29和导轨26，所述导轨支撑板29的一端与所述第一对接筒筒体30、第二对接筒筒体32相接触，所述导轨支撑板29的另一端支撑所述导轨26；四组导轨之间安装有多个弧形支架28，所述多个弧形支架28通过所述支架安装板27与导轨支撑板29连接。

在对接筒装置2的内壁两侧对称安装两套导向滑槽36，同时内壁安装4个弧形保护块25，具体的，是在第一对接筒筒体30内壁上对称安装导向滑槽36，4弧形保护块25均匀分布于第一对接筒筒体30入口处。

所述弹性导向机构为内弹性压轮33，所述第一对接筒筒体30筒壁头部和尾部均安装有多个内弹性压轮33，在第一对接筒筒体30中间安装有多个导向滚轮34。

参见图5，所述导向滑槽36包括第一导向斜块23、第二导向斜块24、导向滑轨35和导向限位块37；所述导向滑轨35的数量为2条，且相互平行布置，所述第一导向斜块23、第二导向斜块24分别位于不同导向滑轨35的一端，所述导向限位块37位于两条导向滑轨35的另一端。

参见图6，所述第一对接筒筒体30头部布置有多个内弹性压轮33，在一个优选例中，如图6所示，第一对接筒筒体30头部第一排和第二排，分别布置5个内弹性压轮33，在第六排均匀布置3个内弹性压轮33。

参见图9，所述内弹性压轮33包括第二滚轮38、第二轴承39、第二挡圈40、第二滚轮轴41、第二卡簧42、第二运动支架43、内弹性压轮底座44、第二弹簧45、第二螺钉销46、第二弹簧挡块47以及第二螺钉48；所述第二轴承39为不锈钢轴承。内弹性压轮33中，第二滚轮38通过第二轴承39、第二挡圈40、第二卡簧42和第二滚轮轴41安装在第二运动支架43上，第二运动支架43插在内弹性压轮底座44中的滑槽中，在一个优选例中，第二运动支架43通过两侧的第二螺钉销46进行运动极限的限位。第二弹簧挡块47安装在内弹性压轮底座44的内部端面，第二螺钉48安装在内弹性压轮底座44的安装孔内，以固定所述第二弹簧挡块47与内弹性压轮底座44。第二弹簧45安装在内弹性压轮底座44内部，一端与第二运动支架43内槽端面紧贴，另一端与第二弹簧挡块47紧贴。

参见图8，所述导向滚轮34包括第三滚轮50、第三轴承51、第三挡圈52、第三滚轮轴53、第三卡簧54以及导向滚轮底座55。所述第三轴承51为不锈钢轴承。导向滚轮34中，第三滚轮50通过不锈钢第三轴承51、第三挡圈52、第三卡簧54和第三滚轮轴53安装在导向滚轮底座55上。

主要工作原理如下：

在水下对接过程中，当外界的航行器61行驶到锥形导向罩22前刚好与对接筒装置2同轴时，航行器61头部会穿过锥形导向罩22，直接钻进对接筒装置2里，并依次挤压第一组内弹性压轮33和第二组内弹性压轮33，随后，航行器61两侧的定位销62会逐渐钻进对接筒内侧的导向滑槽36，并沿着第一导向斜块23和/或第二导向斜块24表面往里滑动，具体的，沿着第一导向斜块23和/或第二导向斜块24表面滑动后，继续在两条导向滑轨35之间的区域滑动。当航行器61穿过前面两排内弹性压轮33后，航行器61的姿态会被紧紧固定，且与对接筒装置2同轴，紧接着航行器61继续行进，经过多组导向滚轮34后，最终到达最后一排内弹性压轮33，通过内弹性压轮33与导向滚轮34的配合，使得航行器61完成精准对接导向，与此同时，航行器61两侧的定位销62也会依次经过第一导向斜块23和第二导向斜块24滑入两条导向滑轨35之间的区域，此时航行器61的横滚被精确控制，直至航行器定位销62到达导向限位块37。整个对接导向过程主要以滚动摩擦为主，滑动摩擦为辅，涉及滑动摩擦的地方均采用低摩擦系数材料设计，整体阻力很小，对接导向过程冲击力小，稳定性高。

在水下对接过程中，当航行器61行驶到锥形导向罩22前与对接筒装置2不同轴时，存在一定偏角、偏移或者两者都有的情况下，如图11-12所示，航行器61头部会率先撞到锥形导向罩22的一侧表面，并随着航行器61的前进，头部沿着锥形导向罩22表面滑向内侧的弧形保护块25，并撞在内弹性压轮33上，此时，内弹性压轮33所具有的第二滚轮38被压缩的同时，吸收航行器61冲击动能，随着航行器61继续前进，第二滚轮38受到的压力越来越大，航行器头部受到两侧第二滚轮38的反作用力逐渐增大，两侧的反作用力产生扭矩，这个扭矩逐渐增大，会缓慢改变航行器的前进方向，缩小航行器与对接筒装置2的偏角，直至航行器61与第一对接筒筒体30同轴。此时航行器61完成方向纠偏，继续前行，完成精准对接导向。

在航行器61对接过程中，对接筒装置2受到航行器61带来的撞击后，会发生偏移，此时，对接筒装置的导轨26会压缩外弹性压轮3的第一滚轮11，外弹性压轮3内的第一弹簧18发生形变，吸收导轨对第一滚轮11撞击的动能，同时对接筒装置2的另一端面会撞击橡胶垫，通过径向和轴向的双重缓冲能量吸收，使得对接导向平台1受到的冲击力大大降低，平台稳定性大大提高。

综上所述，针对目前水下航行器对接过程航行器偏离对接中心轴线时难以顺利对接的难题，本实用新型设计了一种结构简易，操作性强，可胜任航行器偏离对接装置一定位移或一定角度时的对接导向结构。具体的，本实用新型提供了一种柔性水下航行器对接导向结构，对接导向平台内侧四周设计有外弹性压轮，对接筒装置外部设计四套导轨，对接筒装置通过导轨放置在外弹性压轮上，对接筒装置头部设计锥形导向罩，内部布置多组内弹性压轮和内导向滚轮，同时在内部镜像设计两组导向滑槽。通过以上结构，使得本实用新型操作简单，当航行器进入对接装置锥形导向罩开口范围并撞到锥形导向罩内壁时，冲击的动能瞬时会通过对接筒装置传到对接导向平台的外弹性压轮上，压轮内部弹簧受压，吸收冲击动能，后慢慢自主纠正过来，同时航行器头部会沿着锥形导向罩内壁滑向中间位置，并挤压对接筒内侧的内弹性压轮，随后航行器在内弹性压轮的作用下自动纠偏，逐渐进入对接筒内部，完成精准导向目标。整个过程纯机械动作，可靠性高，适用于航行器偏离轴线一定距离或一定角度范围内的水下对接场景。

本实用新型在对接导向平台内侧采用独特的外弹性压轮设计，当航行器以一定偏角或偏移撞击对接筒装置时，会及时吸收撞击动能损失，降低撞击对整个平台的侧向冲击力，结构可靠；本实用新型在对接筒装置内侧采用内弹性压轮与非弹性滚轮相结合的方式，内弹性压轮具有很好的纠偏作用，能够有效解决航行器与对接中轴线有一定偏角或偏移时的对接导向难题，同时导向精度高，可靠性高，安装便捷；本实用新型在对接筒装置头部采用锥形导向罩与两套导向滑槽结合的设计，使得航行器可以精准滑向对接筒装置内部，结构稳定性高，应用场景广泛。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种水下航行器对接导向结构，其特征在于，包括对接导向平台(1)与对接筒装置(2)；所述对接筒装置(2)套装在对接导向平台(1)内；

所述对接导向平台(1)包括外弹性压轮(3)、框架(5)、缓冲垫(6)、挡板(7)；

所述框架(5)具有支撑板(56)，外弹性压轮(3)安装在框架(5)所具有的支撑板(56)上，且沿框架(5)的轴向和周向均匀阵列分布；挡板(7)安装在框架(5)所具有的支撑板(56)上，挡板(7)位于所述支撑板(56)的后侧，且挡板(7)绕框架(5)周向均匀布置；

所述对接筒装置(2)内设置有弹性导向机构。

2.根据权利要求1所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，所述支撑板(56)的数量为4个，4个支撑板(56)沿所述框架(5)的周向布置，所述支撑板(56)的长度方向与所述框架(5)的长度方向一致。

3.根据权利要求1所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，所述外弹性压轮(3)包括第一滚轮(11)、第一轴承(12)、第一挡圈(13)、第一卡簧(14)、第一滚轮轴(15)、第一运动支架(16)、外弹性压轮底座(17)、第一弹簧(18)以及第一弹簧挡块(20)；

第一滚轮(11)通过第一轴承(12)、第一挡圈(13)、第一卡簧(14)和第一滚轮轴(15)安装在第一运动支架(16)上，第一运动支架(16)插在外弹性压轮底座(17)所具有的滑槽中；

第一弹簧挡块(20)安装在外弹性压轮底座(17)的内部端面；

第一弹簧(18)安装在外弹性压轮底座(17)内部，第一弹簧(18)的一端与第一运动支架(16)内槽端面紧贴，另一端与第一弹簧挡块(20)紧贴。

4.根据权利要求1所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，所述对接筒装置(2)包括锥形导向罩(22)、第一对接筒筒体(30)、对接筒加固件(31)、第二对接筒筒体(32)、导轨组件、弧形支架(28)以及支架安装板(27)；

锥形导向罩(22)安装在第一对接筒筒体(30)头部，且与所述第一对接筒筒体(30)固定连接，第二对接筒筒体(32)与第一对接筒筒体(30)通过对接筒加固件(31)连接固定。

5.根据权利要求4所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，对接筒装置(2)的四周安装导轨组件，所述导轨组件包括导轨支撑板(29)和导轨(26)，所述导轨支撑板(29)的一端与所述第一对接筒筒体(30)、第二对接筒筒体(32)相接触，所述导轨支撑板(29)的另一端支撑所述导轨(26)；

导轨之间安装有弧形支架(28)，所述多个弧形支架(28)通过所述支架安装板(27)与导轨支撑板(29)连接。

6.根据权利要求4所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，还包括导向滑槽(36)与弧形保护块(25)，

弧形保护块(25)均匀分布于第一对接筒筒体(30)入口处；

对接筒装置(2)的内壁两侧对称安装有两套导向滑槽(36)，且所述导向滑槽(36)位于所述弧形保护块(25)的后方。

7.根据权利要求6所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，所述导向滑槽(36)包括第一导向斜块(23)、第二导向斜块(24)、导向滑轨(35)和导向限位块(37)；所述导向滑轨(35)的数量为2条，且相互平行布置，所述第一导向斜块(23)、第二导向斜块(24)分别位于不同导向滑轨(35)的一端，所述导向限位块(37)位于两条导向滑轨(35)的另一端。

8.根据权利要求4所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，所述弹性导向机构为内弹性压轮(33)；

所述第一对接筒筒体(30)筒壁头部和尾部均安装有多个内弹性压轮(33)，在第一对接筒筒体(30)中间安装有多个导向滚轮(34)；

所述内弹性压轮(33)包括第二滚轮(38)、第二轴承(39)、第二挡圈(40)、第二滚轮轴(41)、第二卡簧(42)、第二运动支架(43)、内弹性压轮底座(44)、第二弹簧(45)以及第二弹簧挡块(47)；

第二滚轮(38)通过第二轴承(39)、第二挡圈(40)、第二卡簧(42)和第二滚轮轴(41)安装在第二运动支架(43)上，第二运动支架(43)插在内弹性压轮底座(44)中的滑槽中；

第二弹簧挡块(47)安装在内弹性压轮底座(44)的内部端面；

第二弹簧(45)安装在内弹性压轮底座(44)内部，第二弹簧(45)一端与第二运动支架(43)内槽端面紧贴，另一端与第二弹簧挡块(47)紧贴。

9.根据权利要求8所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，所述导向滚轮(34)包括第三滚轮(50)、第三轴承(51)、第三挡圈(52)、第三滚轮轴(53)、第三卡簧(54)以及导向滚轮底座(55)；

第三滚轮(50)通过第三轴承(51)、第三挡圈(52)、第三卡簧(54)和第三滚轮轴(53)安装在导向滚轮底座(55)上。

10.根据权利要求1所述的水下航行器对接导向结构，其特征在于，对接导向平台(1)为圆柱形焊接框架，所述缓冲垫(6)为橡胶垫。