一种用于水下机器人布放回收装置的制作方法

1.本发明属于水下无人检测装备领域，更具体地，涉及一种用于水下机器人布放回收装置。


背景技术：

2.伴随着水下资源大力开发和涉水结构高效检测等需求的产生，一种搭载多样检测设备的水下机器人得到快速发展。
3.对于搭载设备较多，自身重量较大的水下机器人，难以通过人力进行布放和回收。若采用通用的起重装置，必须人工现场干预，并且在布放和回收过程中，因船舶摇晃或者风浪的影响，使得水下机器人摆动，易发生人员受伤或者船尾碰撞损坏的事件。因此需要一种能够远程操控、运行可靠的水下机器人布放回收装置进行水下机器人的布放和回收。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于水下机器人布放回收装置，其目的在于不仅可以实现水下机器人布放和回收过程中的远程控制，还能避免水下机器人摆动碰撞船尾的支撑板的风险。
5.本发明提供了一种用于水下机器人布放回收装置，所述布放回收装置包括支撑组件和传动组件；
6.所述支撑组件包括龙门架和两个间隔布置的底座，且各所述底座的一端用于固定安装在船尾上，各所述底座的另一端用于伸出所述船尾，各所述底座上可转动地插装有转轴，所述龙门架的两个支腿分别铰接布置在两个所述底座的另一端上，所述龙门架的横梁上具有两个平行间隔布置的第一耳板；
7.所述传动组件包括两个油缸、摇篮机构、挂杆和用于自动与水下机器人进行连接或者断开连接的电动快锁，两个所述油缸平行间隔布置，各所述油缸的缸体固定安装在所述转轴上，且各所述油缸的活塞杆和相对应的所述第一耳板铰接，所述摇篮机构包括两个第一支腿和用于支撑水下机器人的支撑板，两个所述第一支腿平行间隔布置，各所述第一支腿的一端与相对应的所述转轴固定连接，各所述第一支腿的另一端与所述支撑板连接，且所述第一支腿和所述油缸的活塞杆之间具有夹角，所述支撑板位于两个所述底座之间，所述挂杆的一端与所述龙门架铰接，且铰接轴平行于所述龙门架的横梁，所述挂杆的另一端与所述电动快锁连接。
8.可选地，所述摇篮机构还包括两个平行间隔的第二支腿，两个所述第二支腿和两个所述第一支腿一一对应且长度相等，各所述第二支腿和相对应的所述第一支腿平行间隔布置，各所述第二支腿的一端铰接在相对应的所述底座上，各所述第二支腿的另一端铰接所述支撑板上。
9.可选地，各所述第一支腿和各所述第二支腿的长度为700-800mm。
10.可选地，所述龙门架上具有第二耳板，所述第二耳板和所述第一耳板位于所述龙
门架的两侧，且所述挂杆的一端与所述第二耳板铰接。
11.可选地，所述布放回收装置还包括导向组件，所述导向组件位于所述龙门架上，以对所述水下机器人供电的电缆导向。
12.可选地，所述导向组件包括挡缆轴和滚轮，所述挡缆轴和所述滚轮均可转动地布置在所述龙门架上，所述滚轮的外周壁上设置有用于容置所述电缆的凹槽，且所述挡缆轴和所述滚轮间隔布置，以夹设所述电缆。
13.可选地，所述挡缆轴为尼龙结构。
14.可选地，所述夹角为110-120
°
。
15.可选地，所述挂杆上具有多个安装孔，多个所述安装孔沿所述挂杆的轴向延伸，所述电动快锁可活动地安装在一个所述安装孔中。
16.可选地，所述龙门架的两个支腿通过连接杆连接，所述连接杆与所述龙门架的横梁平行间隔布置。
17.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
18.对于本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置，在对水下机器人进行布放时(此时水下机器人放置在支撑板上，支撑板位于船尾上，起到支撑水下机器人的作用)，油缸可以通过远程操作，控制油缸的活塞杆伸出，活塞杆在伸出的过程中会带动龙门架转动折倒，一方面，龙门架会带动挂杆、电动快锁以及水下机器人下放；另一方面，油缸则会通过转轴联动来带动第一支腿和支撑板下放。并且，在这个过程中，由于第一支腿和油缸的联动，龙门架和油缸联动，则会使得龙门架、挂杆、电动快锁、水下机器人与第一支腿联动，从而使得水下机器人与支撑板联动。又由于，第一支腿和油缸的活塞杆之间具有一定的夹角，可以使得活塞杆联动下的水下机器人与支撑板在活动的过程中始终保持足够安全的空间距离，即使挂杆摆动也不会存在水下机器人碰撞支撑板的风险。并且，由于底座伸出船尾，水下机器人也不会碰撞船尾，从而保证水下机器人布放过程中的安全性。另外，当油缸的活塞杆伸出到位后，水下机器人也下放到位，此时通过电动快锁自动打开，实现水下机器人的脱离。
19.同理，在对水下机器人进行回收时(此时水下机器人位于水中，远程控制水下机器人游于电动快锁的下方，并通过电动快锁自动闭合，实现其与水下机器人的连接)，油缸可以通过远程操作，控制油缸的活塞杆收缩，活塞杆在伸出的过程中会带动龙门架转动竖起。同样，在这个过程中，活塞杆联动下的水下机器人与支撑板在活动的过程中始终保持足够安全的空间距离，即使挂杆摆动也不会存在水下机器人碰撞支撑板的风险。另外，当油缸的活塞杆收缩到位后，水下机器人也恰好上移落入至支撑板上，形成对水下机器人回收后的支撑。
20.也就是说，本发明提供的一种用于水下机器人布放回收装置，不仅可以实现水下机器人布放和回收过程中的远程控制，还能避免水下机器人摆动碰撞船尾的支撑板的风险。
附图说明
21.图1是本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置的结构示意图；
22.图2是本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置的俯视图；
23.图3是本发明实施例提供的摇篮机构的结构示意图；
24.图4是本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置的回收到位的状态示意图；
25.图5是本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置的布放到位的状态示意图；
26.图6是本发明实施例提供的导向组件的结构示意图。
27.图中各符号表示含义如下：
28.1、支撑组件；11、龙门架；111、第一耳板；112、第二耳板；113、连接杆；12、底座；121、转轴；2、传动组件；21、油缸；22、摇篮机构；221、第一支腿；222、支撑板；223、第二支腿；23、挂杆；24、电动快锁；3、导向组件；31、挡缆轴；32、滚轮；100、水下机器人。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明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。
30.图1是本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置的俯视图，结合图1和图2所示，布放回收装置包括支撑组件1和传动组件2。
31.支撑组件1包括龙门架11和两个间隔布置的底座12，且各底座12的一端用于固定安装在船尾上，各底座12的另一端用于伸出船尾，各底座12上可转动地插装有转轴121，龙门架11的两个支腿分别铰接布置在两个底座12的另一端上，龙门架11的横梁上具有两个平行间隔布置的第一耳板111。
32.传动组件2包括两个油缸21、摇篮机构22、挂杆23和用于自动与水下机器人100进行连接或者断开连接的电动快锁24，两个油缸21平行间隔布置，各油缸21的缸体固定安装在转轴121上，且各油缸21的活塞杆和相对应的第一耳板111铰接。
33.图3是本发明实施例提供的摇篮机构的结构示意图，如图3所示，摇篮机构22包括两个第一支腿221和用于支撑水下机器人100的支撑板222，两个第一支腿221平行间隔布置，各第一支腿221的一端与相对应的转轴121固定连接，且第一支腿221和油缸21的活塞杆之间具有夹角α，各第一支腿221的另一端与支撑板222连接，支撑板222位于两个底座12之间，挂杆23的一端与龙门架11铰接，且铰接轴平行于龙门架11的横梁，挂杆23的另一端与电动快锁24连接。
34.对于本发明实施例提供的一种用于水下机器人布放回收装置，在对水下机器人100进行布放时(此时水下机器人100放置在支撑板222上，支撑板222位于船尾上，起到支撑水下机器人100的作用，见图4)，油缸21可以通过远程操作，控制油缸21的活塞杆伸出，活塞杆在伸出的过程中会带动龙门架11转动折倒，一方面，龙门架11会带动挂杆23、电动快锁24以及水下机器人100下放；另一方面，油缸21则会通过转轴121联动来带动第一支腿221和支撑板222下放。并且，在这个过程中，由于第一支腿221和油缸21的联动，龙门架11和油缸21联动，则会使得龙门架11、挂杆23、电动快锁24、水下机器人100与第一支腿221联动，从而使
得水下机器人100与支撑板222联动。又由于，第一支腿221和油缸21的活塞杆之间具有一定的夹角α，可以使得活塞杆联动下的水下机器人100与支撑板222在活动的过程中始终保持足够安全的空间距离，即使挂杆23摆动也不会存在水下机器人100碰撞支撑板222的风险。并且，由于底座12伸出船尾，水下机器人100也不会碰撞船尾，从而保证水下机器人100布放过程中的安全性。另外，当油缸21的活塞杆伸出到位后，水下机器人100也下放到位(见图5)，此时通过电动快锁24自动打开，实现水下机器人100的脱离。
35.同理，在对水下机器人100进行回收时(此时水下机器人100位于水中，远程控制水下机器人100游于电动快锁24的下方，并通过电动快锁24自动闭合，实现其与水下机器人100的连接，见图5)，油缸21可以通过远程操作，控制油缸21的活塞杆收缩，活塞杆在伸出的过程中会带动龙门架11转动竖起。同样，在这个过程中，活塞杆联动下的水下机器人100与支撑板222在活动的过程中始终保持足够安全的空间距离，即使挂杆23摆动也不会存在水下机器人100碰撞支撑板222的风险。另外，当油缸21的活塞杆收缩到位后，水下机器人100也恰好上移落入至支撑板222上，形成对水下机器人100回收后的支撑(见图4)。
36.也就是说，本发明提供的一种用于水下机器人布放回收装置，不仅可以实现水下机器人100布放和回收过程中的远程控制，还能避免水下机器人100摆动碰撞船尾的支撑板222的风险。
37.容易理解的是，支撑板222位于两个底座12之间，且起到支撑水下机器人100的作用，水下机器人100在摆动(在铰接轴的限位下只能左右摆动)的过程中只可能与支撑板222碰撞，因此，本发明通过保证水下机器人100与支撑板222之间的安全性，即可避免水下机器人100在摆动过程中产生碰撞的问题。
38.需要说明的是，本装置结构简单、质量较小，满足在船体尾部的设置。
39.另外，对于已建船体，通过底座12实现本装置的布置；而对于待建船体，可以在船体的尾部设置缺口，该缺口的两侧可以起到底座12的作用，这样就可以避免另外设置底座12了。
40.示例性地，油缸21、底座12、龙门架11的支腿和第一耳板111形成一个四边形结构，便于龙门架11的转动。
41.在本实施例中，经过模拟仿真设计，第一支腿221和油缸21的活塞杆之间的夹角为110-120
°
，从而保证在圆周方向(见图1，a虚线即为水下机器人100的最大摆动轮廓)上，水下机器人100与支撑板222之间始终存在一定的间距。
42.容易理解的是，当夹角α过小时，水下机器人100依然存在碰撞支撑板222的风险；当夹角α过大时，无法保证机器人回收后恰好落在支撑板222上，也就无法形成支撑。
43.再次参见图3，摇篮机构22还包括两个平行间隔的第二支腿223，两个第二支腿223和两个第一支腿221一一对应且长度相等，各第二支腿223和相对应的第一支腿221平行间隔布置，各第二支腿223的一端铰接在相对应的底座12上，各第二支腿223的另一端铰接支撑板222上。
44.在上述实施方式中，第二支腿223和第一支腿221可以进一步保证支撑板222的支撑稳定性。
45.示例性地，第一支腿221的顶端通过平键与转轴121固定连接，第一支腿221的底端通过销轴与底座12铰接。
46.另外，在整个布放回收过程中，挂杆23由于重力的原因始终处于竖直状态，支撑板222始终处于水平状态，水下机器人100的最大摇摆轮廓不会与任何结构碰撞。
47.示例性地，各第一支腿221和各第二支腿223的长度可以为700-800mm。
48.再次参见图1，龙门架11上具有第二耳板112，第二耳板112和第一耳板111位于龙门架11的两侧，且挂杆23的一端与第二耳板112铰接，从而通过第二耳板112实现挂杆23的布置。
49.图6是本发明实施例提供的导向组件的结构示意图，结合图1和图6所示，布放回收装置还包括导向组件3，导向组件3位于龙门架11上，从而可以对水下机器人100供电的电缆导向。
50.在本实施例中，导向组件3包括挡缆轴31和滚轮32，挡缆轴31和滚轮32均可转动地布置在龙门架11上，滚轮32的外周壁上设置有用于容置电缆的凹槽，且挡缆轴31和滚轮32间隔布置，以夹设电缆，从而通过挡缆轴31和滚轮32在对水下机器人100收放时对电缆起到导向的作用。
51.示例性地，挡缆轴31为尼龙结构，从而避免刮伤电缆。
52.需要说明的是，在本发明的其它实施例中，导向组件3还可以为两个间隔布置的滚轮32，本发明对此不作限制。
53.示例性地，挂杆23上具有多个安装孔，多个安装孔沿挂杆23的轴向延伸，电动快锁24可活动地安装在一个安装孔中，通过电动快锁24安装在不同安装孔中，可以上下调整其位置，从而可适应多种不同高度的水下机器人100进行布放回收作业。
54.在本实施例中，龙门架11的两个支腿通过连接杆113连接，连接杆113与龙门架11的横梁平行间隔布置，连接杆113起到增大龙门架11结构强度的作用。
55.本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述布放回收装置包括支撑组件(1)和传动组件(2)；所述支撑组件(1)包括龙门架(11)和两个间隔布置的底座(12)，且各所述底座(12)的一端用于固定安装在船尾上，各所述底座(12)的另一端用于伸出所述船尾，各所述底座(12)上可转动地插装有转轴(121)，所述龙门架(11)的两个支腿分别铰接布置在两个所述底座(12)的另一端上，所述龙门架(11)的横梁上具有两个平行间隔布置的第一耳板(111)；所述传动组件(2)包括两个油缸(21)、摇篮机构(22)、挂杆(23)和用于自动与水下机器人(100)进行连接或者断开连接的电动快锁(24)，两个所述油缸(21)平行间隔布置，各所述油缸(21)的缸体固定安装在所述转轴(121)上，且各所述油缸(21)的活塞杆和相对应的所述第一耳板(111)铰接，所述摇篮机构(22)包括两个第一支腿(221)和用于支撑水下机器人(100)的支撑板(222)，两个所述第一支腿(221)平行间隔布置，各所述第一支腿(221)的一端与相对应的所述转轴(121)固定连接，且所述第一支腿(221)和所述油缸(21)的活塞杆之间具有夹角，各所述第一支腿(221)的另一端与所述支撑板(222)连接，所述支撑板(222)位于两个所述底座(12)之间，所述挂杆(23)的一端与所述龙门架(11)铰接，且铰接轴平行于所述龙门架(11)的横梁，所述挂杆(23)的另一端与所述电动快锁(24)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述摇篮机构(22)还包括两个平行间隔的第二支腿(223)，两个所述第二支腿(223)和两个所述第一支腿(221)一一对应且长度相等，各所述第二支腿(223)和相对应的所述第一支腿(221)平行间隔布置，各所述第二支腿(223)的一端铰接在相对应的所述底座(12)上，各所述第二支腿(223)的另一端铰接所述支撑板(222)上。3.根据权利要求2所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，各所述第一支腿(221)和各所述第二支腿(223)的长度为700-800mm。4.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述龙门架(11)上具有第二耳板(112)，所述第二耳板(112)和所述第一耳板(111)位于所述龙门架(11)的两侧，且所述挂杆(23)的一端与所述第二耳板(112)铰接。5.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述布放回收装置还包括导向组件(3)，所述导向组件(3)位于所述龙门架(11)上，以对所述水下机器人(100)供电的电缆导向。6.根据权利要求5所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述导向组件(3)包括挡缆轴(31)和滚轮(32)，所述挡缆轴(31)和所述滚轮(32)均可转动地布置在所述龙门架(11)上，所述滚轮(32)的外周壁上设置有用于容置所述电缆的凹槽，且所述挡缆轴(31)和所述滚轮(32)间隔布置，以夹设所述电缆。7.根据权利要求6所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述挡缆轴(31)为尼龙结构。8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述夹角为110-120
°
。9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述挂杆(23)上具有多个安装孔，多个所述安装孔沿所述挂杆(23)的轴向延伸，所述电动快锁(24)可活动地安装在一个所述安装孔中。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于水下机器人布放回收装置，其特征在于，所述龙门架(11)的两个支腿通过连接杆(113)连接，所述连接杆(113)与所述龙门架(11)的横梁平行间隔布置。

技术总结
本发明公开了一种用于水下机器人布放回收装置，属于水下无人检测装备领域。所述布放回收装置包括支撑组件和传动组件。支撑组件包括龙门架和两个间隔布置的底座，龙门架的两个支腿分别铰接布置在两个底座的另一端上，龙门架的横梁上具有两个第一耳板。传动组件包括两个油缸、摇篮机构、挂杆和电动快锁，两个油缸平行间隔布置，各油缸的缸体固定安装在转轴上，且各油缸的活塞杆和相对应的第一耳板铰接，摇篮机构包括两个第一支腿和支撑板，挂杆的一端与龙门架铰接，挂杆的另一端与电动快锁连接。本发明提供的一种用于水下机器人布放回收装置，不仅可以实现水下机器人布放和回收过程中的远程控制，还能避免水下机器人摆动碰撞。还能避免水下机器人摆动碰撞。还能避免水下机器人摆动碰撞。


技术研发人员：罗曼 魏巍 王亚猛 姬增起 李朋飞 朱海容 廖腾勇 王贤明 程晗 夏波平 罗双华 郑成 黄永杰
受保护的技术使用者：武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所）
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2023/5/23