一种杆导引式AUV对接机构

一种杆导引式auv对接机构
技术领域
1.本实用新型属于海洋装备与水下机器人领域，尤其涉及一种杆导引式auv对接机构。

背景技术：

2.随着科技水平的提高，水下机器人(auv)已成为海洋开发的重要工具之一。自主水下机器人由于具有良好的机动性和大范围巡航能力，在水下观测、绘图、定位以及深海取样等方面发挥了重要作用。
3.由于auv本身携带的能量有限，能量耗尽前必须打捞回母舰补充能量，这极大的限制了auv的水下作业范围，同时增加使用成本。水下对接技术能为auv提供能量补充、数据上传和任务下载，是建立三维海洋观测系统的关键技术，可以提高auv的作业效率和作业范围。国内外研究人员针对不同对接主体和对接环境，设计开发了多种auv水下对接系统，主要包括水下箱笼对接、机械手或载体辅助对接、杆式引导对接、平台阻拦索对接、喇叭口引导对接。但是，由于auv存在众多机型，外观结构各不相同，水下箱笼对接和机械手或载体辅助对接的通用性不强；平台阻拦索对接和喇叭口引导对接对auv的运动控制能力和操纵性要求较高，同时喇叭口引导对接结构由于是逐渐缩紧的对接口，不容易对auv进行释放，不易进行二次作业派遣。因此，亟需一种结构通用性强、占用空间小，安装和使用方便且回收和释放auv的过程简单快捷的杆导引式auv对接机构。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种杆导引式auv对接机构，以解决上述问题，达到结构通用性强、占用空间小，安装和使用方便且回收和释放auv的过程简单快捷的目的。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：一种杆导引式auv对接机构，包括固定板，所述固定板的一端与水下机器人头部固定连接，所述固定板的另一端固定连接有v型叉头，所述v型叉头的开口方向与所述水下机器人的前进方向相同，所述v型叉头的顶部滑动连接有夹紧钩片，所述夹紧钩片与所述v型叉头的顶部之间设置有导向组件，所述夹紧钩片与所述v型叉头之间设置有卡固组件，所述卡固组件对应设置有回收导引组件，所述固定板上设置有驱动组件，所述导向组件位于所述驱动组件和所述卡固组件之间，所述驱动组件与所述夹紧钩片靠近所述固定板的边部传动连接，所述驱动组件与所述水下机器人电性连接。
6.优选的，所述卡固组件包括第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，所述第一弧形凹槽开设在所述夹紧钩片靠近所述v型叉头的侧壁上，所述第二弧形凹槽开设在所述v型叉头的内侧底部，所述第一弧形凹槽和所述第二弧形凹槽分别与所述回收导引组件对应设置。
7.优选的，所述导向组件包括弧形通槽和限位柱，所述弧形通槽竖向开设在所述夹紧钩片的顶部，所述限位柱的底部固定连接在所述v型叉头的顶部，所述限位柱滑动连接在所述弧形通槽内。
8.优选的，所述驱动组件包括舵机和舵臂，所述舵机固定连接在所述固定板的顶部，所述舵臂的一端固定套设在所述舵机的输出轴上，所述舵臂的另一端与所述夹紧钩片靠近所述固定板的边部铰接。
9.优选的，所述回收导引组件包括导引杆，所述导引杆的一端固定连接在储存舱舱口内，所述第一弧形凹槽、所述第二弧形凹槽分别与所述导引杆的周向侧壁对应设置。
10.优选的，所述舵机与所述水下机器人电性连接。
11.本实用新型具有如下技术效果：v型叉头的主要作用是在auv回收的过程中对auv起导向作用，降低对接操作难度，同时实现与回收导引组件的初步对接；夹紧钩片的主要作用是带动卡固组件进行动作，进而夹紧或释放导向组件，从而实现对auv的回收和释放；驱动组件的主要作用是在夹紧或释放导向组件时，带动夹紧钩片在v型叉头上进行滑动；导向组件的主要作用是配合驱动组件共同限制夹紧钩片的运动轨迹，实现卡固组件的夹紧作用；回收导引组件的主要作用是为卡固组件提供可夹持的结构。整体上，本实用新型的结构通用性强、占用空间小，安装和使用方便且回收和释放auv的过程简单快捷。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。
13.图1为本实用新型对接机构的示意图；
14.图2为本实用新型对接机构锁紧装置的示意图；
15.图3为安装本实用新型对接机构的auv对接回收过程；
16.其中，1、v型叉头；2、舵机；3、舵臂；4、夹紧钩片；5、固定板；6、第一弧形凹槽；7、第二弧形凹槽；8、弧形通槽；9、限位柱；10、导引杆；11、水下机器人。
具体实施方式
17.下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
19.参照图1-3所示，本实用新型提供了一种杆导引式auv对接机构，包括固定板5，固定板5的一端与水下机器人11头部固定连接，固定板5的另一端固定连接有v型叉头1，v型叉头1的开口方向与水下机器人11的前进方向相同，v型叉头1的顶部滑动连接有夹紧钩片4，夹紧钩片4与v型叉头1的顶部之间设置有导向组件，夹紧钩片4与v型叉头1之间设置有卡固组件，卡固组件对应设置有回收导引组件，固定板5上设置有驱动组件，导向组件位于驱动组件和卡固组件之间，驱动组件与夹紧钩片4靠近固定板5的边部传动连接，驱动组件与水下机器人11电性连接。
20.v型叉头1的主要作用是在auv回收的过程中对auv起导向作用，降低对接操作难度，同时实现与回收导引组件的初步对接；夹紧钩片4的主要作用是带动卡固组件进行动作，进而夹紧或释放导向组件，从而实现对auv的回收和释放；驱动组件的主要作用是带动夹紧钩片4在v型叉头1上进行滑动，实现夹紧或释放回收导引组件；导向组件的主要作用是配合驱动组件共同限制夹紧钩片4的运动轨迹，实现卡固组件的夹紧作用；回收导引组件的主要作用是为卡固组件提供可夹紧的结构。整体上，本实用新型的结构通用性强、占用空间小，安装和使用方便且回收和释放auv的过程简单快捷。
21.进一步优化方案，卡固组件包括第一弧形凹槽6和第二弧形凹槽7，第一弧形凹槽6开设在夹紧钩片4靠近v型叉头1的侧壁上，第二弧形凹槽7开设在v型叉头1的内侧底部，第一弧形凹槽6和第二弧形凹槽7分别与回收导引组件对应设置。
22.回收导引组件与第二弧形凹槽7接触后，第一弧形凹槽6在夹紧钩片4的带动下向第二弧形凹槽7移动，共同夹紧住回收导引组件。
23.进一步优化方案，导向组件包括弧形通槽8和限位柱9，弧形通槽8竖向开设在夹紧钩片4的顶部，限位柱9的底部固定连接在v型叉头1的顶部，限位柱9滑动连接在弧形通槽8内。
24.进一步优化方案，驱动组件包括舵机2和舵臂3，舵机2固定连接在固定板5的顶部，舵臂3的一端固定套设在舵机2的输出轴上，舵臂3的另一端与夹紧钩片4靠近固定板5的边部铰接。
25.当第二弧形凹槽7与回收导引组件接触完成初步对接后，舵机2正向转过一定角度带动舵臂3进行转动，舵臂3转动推动夹紧钩片4移动，由于舵臂3与夹紧钩片4之间为转动副连接，限位柱9又通过限制弧形通槽8的运动范围从而限制了夹紧钩片4的运动，从而将夹紧钩片4的直线移动变更为曲线移动，使夹紧钩片4能够旋转改变位置，最终使第一弧形凹槽6向第二弧形凹槽7移动，对回收导引组件的周围形成大于3/4的封闭圆来限制回收导引组件相对于auv的径向位移，实现对auv的回收。
26.进一步优化方案，回收导引组件包括导引杆10，导引杆10的一端固定连接在储存舱舱口内，第一弧形凹槽6、第二弧形凹槽7分别与导引杆10的周向侧壁对应设置。
27.导引杆10的外径小于第一弧形凹槽6和第二弧形凹槽7的内径，使第一弧形凹槽6在夹紧钩片4的带动下向第二弧形凹槽7移动时，能顺利将导引杆10合围起来，并可以在夹紧钩片4完成夹紧动作后，使auv能沿导引杆轴线方向移动，保证auv顺利下落到存储舱内实现回收。
28.进一步优化方案，舵机2与水下机器人11电性连接。
29.操作人员通过控制水下机器人11即可实现对舵机2的操控。
30.本实施例的工作过程如下：当需要对auv进行回收时，操作人员通过控制auv接近导引杆10，并使auv头部的v型叉头1朝向导引杆10，继续控制auv前进，导引杆10在v型槽的导向下滑入v型叉头1底部的第二弧形凹槽7中。控制舵机2正向转动一定角度，舵机2带动舵臂3转动，舵臂3在弧形通槽8和限位柱9的共同运动限制下，带动夹紧钩片4移动，使夹紧钩片4上的第一弧形凹槽6向第二弧形凹槽7转动，将导引杆10锁紧实现回收，auv可利用自身的驱动和导引杆的限制与存储舱的舱口对齐并下落到存储舱内。当需要释放auv时，控制auv驶出存储舱，控制舵机2反转一定角度，即可与导引杆10脱开，完成对auv的释放。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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实用新型，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实用新型的限制。
32.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种杆导引式auv对接机构，其特征在于：包括固定板(5)，所述固定板(5)的一端与水下机器人(11)头部固定连接，所述固定板(5)的另一端固定连接有v型叉头(1)，所述v型叉头(1)的开口方向与所述水下机器人(11)的前进方向相同，所述v型叉头(1)的顶部滑动连接有夹紧钩片(4)，所述夹紧钩片(4)与所述v型叉头(1)的顶部之间设置有导向组件，所述夹紧钩片(4)与所述v型叉头(1)之间设置有卡固组件，所述卡固组件对应设置有回收导引组件，所述固定板(5)上设置有驱动组件，所述导向组件位于所述驱动组件和所述卡固组件之间，所述驱动组件与所述夹紧钩片(4)靠近所述固定板(5)的边部传动连接，所述驱动组件与所述水下机器人(11)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种杆导引式auv对接机构，其特征在于：所述卡固组件包括第一弧形凹槽(6)和第二弧形凹槽(7)，所述第一弧形凹槽(6)开设在所述夹紧钩片(4)靠近所述v型叉头(1)的侧壁上，所述第二弧形凹槽(7)开设在所述v型叉头(1)的内侧底部，所述第一弧形凹槽(6)和所述第二弧形凹槽(7)分别与所述回收导引组件对应设置。3.根据权利要求1所述的一种杆导引式auv对接机构，其特征在于：所述导向组件包括弧形通槽(8)和限位柱(9)，所述弧形通槽(8)竖向开设在所述夹紧钩片(4)的顶部，所述限位柱(9)的底部固定连接在所述v型叉头(1)的顶部，所述限位柱(9)滑动连接在所述弧形通槽(8)内。4.根据权利要求1所述的一种杆导引式auv对接机构，其特征在于：所述驱动组件包括舵机(2)和舵臂(3)，所述舵机(2)固定连接在所述固定板(5)的顶部，所述舵臂(3)的一端固定套设在所述舵机(2)的输出轴上，所述舵臂(3)的另一端与所述夹紧钩片(4)靠近所述固定板(5)的边部铰接。5.根据权利要求2所述的一种杆导引式auv对接机构，其特征在于：所述回收导引组件包括导引杆(10)，所述导引杆(10)的一端固定连接在储存舱舱口内，所述第一弧形凹槽(6)、所述第二弧形凹槽(7)分别与所述导引杆(10)的周向侧壁对应设置。6.根据权利要求4所述的一种杆导引式auv对接机构，其特征在于：所述舵机(2)与所述水下机器人(11)电性连接。

技术总结

本实用新型属于海洋装备与水下机器人领域，提供一种杆导引式AUV对接机构,包括固定板，固定板的一端与水下机器人头部固定连接，固定板的另一端固定连接有V型叉头，V型叉头的开口方向与水下机器人的前进方向相同，V型叉头的顶部滑动连接有夹紧钩片，夹紧钩片与V型叉头的顶部之间设置有导向组件，夹紧钩片与V型叉头之间设置有卡固组件，卡固组件对应设置有回收导引组件，固定板上设置有驱动组件，导向组件位于驱动组件和卡固组件之间，驱动组件与夹紧钩片靠近固定板的边部传动连接，驱动组件与水下机器人电性连接。本实用新型的结构通用性强、占用空间小，安装和使用方便且回收和释放AUV的过程简单快捷。释放AUV的过程简单快捷。释放AUV的过程简单快捷。