一种水下可控伸缩式捕获对接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下可控伸缩式捕获对接装置,由壳体组件、驱动控制机构、传动机构、捕获机构组成；壳体组件安装在水下航行器上面，并保护驱动控制机构和传动机构，在水下实现静密封和动密封，捕获机构安装在驱动控制机构的端部。驱动控制机构和传动机构及捕获机构配合,通用性强，可将对接部分安装于任意装置上完成捕获对接，对接控制系统容易实现。对接套及对接柄配合使得捕获过程中对接柄灵活可调，具有较强的容错性，并能实现在一定误差内的各种状态对接。捕获对接装置用于打捞或搜索水下目标,并实现与目标体的捕获对接和分离，结构简单；整个捕获过程人为可控，在水下环境完成对接后与目标体形成刚性连接进行六自由度运动。

【技术实现步骤摘要】
一种水下可控伸缩式捕获对接装置
本专利技术涉及机械工程应用
，具体地说，涉及一种水下可控伸缩式捕获对接装置。
技术介绍
随着海洋众多资源的发现，开发和利用资源日益成为大多数国家工作研究的重点，各种不同的水下作业装置也倍受关注。为了检测以及采集海洋水下数据，实验装置需要放置在水下，在回收捕获实验装置和取回检测数据或者进行物资的传输和运送时，存在一定的困难，需要有相应的回收捕获的对接机构。而现有的对接机构由于水下工作环境的影响，存在着对接系统复杂、对接精度低以及稳定性差的缺陷。专利技术专利201510028555.1公开了”一种机械式灵巧对接锁死机构”，该对接锁死机构由机械臂和对接头组成对接杆，目标体由圆锥套筒、拉爪、触发杆和销块组成，在无源的环境下完成对接头的导入、对接和锁死任务；但机构对接的稳定性和容错性不高，对接锁死完成后无法进行自动解锁以及再次对接操作。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足，本专利技术提出一种水下可控伸缩式捕获对接装置。该捕获对接装置用于打捞或搜索水下目标,并实现与目标体的捕获对接和分离；且能在完成对接后与目标体形成刚性连接进行六自由度运动。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括壳体组件、驱动控制机构、传动机构、捕获机构，壳体组件安装在水下航行器上面，驱动控制机构位于壳体下表面，传动机构安装在壳体内，捕获机构位于传动机构的端部；所述壳体组件包括壳体、支架、控制盒底板、控制盒、凸台、外壳盖、法兰、支撑板、第一密封槽、第二密封槽，所述壳体为一端敞口、中空的长方体结构，壳体的敞口端固定有法兰，支撑板位于壳体端部法兰上,支撑板与法兰接触面上开有双层密封沟槽，密封沟槽外侧均布有螺孔，壳体端部法兰与支撑板通过螺栓固连，支架位于壳体一侧壁面上部，并与壳体侧面的控制盒底板固连，控制盒底板中间部位加工有长方形孔和外壳接线孔，长方形孔周围有第二密封槽、定位销，控制盒底板上开有第一密封槽,沿第一密封槽外侧有螺孔，控制盒与控制盒底板固连，壳体另一侧壁面加工有长方形孔，凸台焊接在壳体侧壁面长方形孔周围，在凸台接触面上开有密封槽，外壳盖与凸台通过螺栓连接；所述驱动控制机构包括安装板、齿轮盒、第一电机、第二电机、第一电机驱动器、第二电机驱动器、控制系统安装板、第二齿轮、第三齿轮、电机固定板，驱动控制机构安装在控制盒内，齿轮盒与控制盒底板固连，第一电机与第二电机输出端分别与齿轮盒固连，第二齿轮和第三齿轮位于齿轮盒内,且分别与第一电机和第二电机输出轴固连，第一电机和第二电机通过电机固定板和长螺栓配合固定，安装板通过螺杆与螺母配合固定在控制盒底板的上，第一电机驱动器、第二电机驱动器、控制系统安装板分别固定在安装板上，控制系统安装板上的传感器信号线及电源线通过接线孔安装的防水电连接器与外部通信；所述传动机构包括滑台端块、滑台杆、滑块、滑台中间块、第一齿轮、第一限位块、丝杠、伸缩杆、触发器支架、第一传感器触发器、第二限位块、伸缩辅助杆、捕获杆、固定支架、第二传感器触发器、丝杠螺母、丝杠支架、伸缩辅助杆固定架；四个伸缩辅助杆固定架和两个丝杠支架分别固定在壳体底部的安装基准面上，丝杠支架分别位于安装基准面的两边，丝杠支架内安装有轴承，丝杠两端与轴承过盈配合；第一齿轮与丝杠固连，并与第三齿轮配合传动，丝杠螺母分别位于第一齿轮两侧与丝杠螺纹配合，第二电机驱动第三齿轮，通过第一齿轮带动丝杠转动，从而形成丝杠螺母的左右同步移动；捕获杆与丝杠螺母通过直线轴承连接，捕获杆与滑块连接，滑块上安装有直线轴承沿滑台杆上滑动，滑块底部安装有陶瓷轴承，在导轨上进行同步滑动；四个伸缩辅助杆固定架与伸缩辅助杆通过直线轴承配合，伸缩辅助杆前端有螺纹，通过螺母与滑台端块固连，滑台杆与滑台端块通过螺纹固连；两个固定架固定在安装基准面上，固定架与伸缩杆通过直线轴承配合，伸缩杆底部开有齿条与第二齿轮配合，第一电机驱动第二齿轮运动并带动伸缩杆前后移动；伸缩杆前端开有螺纹，通过螺母配合与滑台中间块固连，滑台中间块与滑台杆和导轨固连；伸缩辅助杆一端有第一限位块，另一端安装有触发器支架和第一传感器触发器，丝杠螺母下端有第二传感器触发器,第二限位块固定在对称的伸缩辅助杆后端部；所述捕获机构包括对接套、对接柄、第一捕获杆沟槽、第二捕获杆沟槽、传感器固定支架、第三传感器触发器，两组对接套分别固定在捕获杆端部，两组捕获杆分别连接在第一捕获杆沟槽和第二捕获杆沟槽上，对接套上开有排水孔和减重槽，传感器固定支架安装在对接套上；对接柄安装在目标体上，对接柄侧边有螺纹孔，对接柄上有的减重孔和排水槽用于排水和减轻重量，第三传感器触发器固定在对接柄上。所述对接套为对接引导直斜面与引导弧面组合结构，对接套与对接柄配合并引导入对接套内；对接柄两侧有倾角，用于增加对接时的容错性。有益效果本专利技术提出的一种水下可控伸缩式捕获对接装置,用于打捞或搜索水下目标,并实现与目标体的捕获对接和分离；并能实现在一定误差内的各种状态对接，在完成对接成功后与目标体形成刚性连接进行六自由度运动。本专利技术水下可控伸缩式捕获对接装置,结构简单，使用寿命长，不涉及特殊元器件，可在水下实现静密封和动密封，满足在水中环境下使用；驱动控制机构和传动机构及捕获机构组成配合，具有通用性强，可将对接部分安装于任意装置上完成捕获对接,对接控制系统容易实现。对接套及对接柄的设计使得捕获过程中对接柄的位置灵活,在存在一定的位置偏移和旋转误差情况下仍能完成捕获对接，且具有很强的容错性。本专利技术水下可控伸缩式捕获对接装置,驱动控制机构及控制程序的设计，使得整个捕获过程人为可控，对接控制系统可记录捕获进行的状态，捕获杆和对接套完成张开、前进、合拢和后退的动作流程；对接套能准确对接捕获到对接柄，并可执行对接、暂停、紧急停止、复位和继续对接的命令，从而完成水下作业的对接和打捞。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术一种水下可控伸缩式捕获对接装置作进一步详细说明。图1为水下可控伸缩式捕获对接装置示意图。图2为水下可控伸缩式捕获对接装置的壳体左视图。图3为水下可控伸缩式捕获对接装置的壳体下表面示意图。图4为水下可控伸缩式捕获对接装置的壳体上表面示意图。图5为水下可控伸缩式捕获对接装置的壳体及驱动控制装置示意图。图6为水下可控伸缩式捕获对接装置的传动装置示意图。图7为水下可控伸缩式捕获对接装置的电机盒及电机组示意图。图8为水下可控伸缩式捕获对接装置的对接套及对接柄配合示意图。图9为水下可控伸缩式捕获对接装置的对接柄示意图。图中:1.对接柄2.对接套3.传动机构4.壳体5.支架6.控制盒底板7.控制盒8.接线孔9.凸台10.外壳盖11.法兰12.支撑板13.第一密封槽14.外壳接线孔15.第二密封槽16.定位销17.安装基准面18.第三密封槽19.安装板20.第一电机21.齿轮盒22.第一电机驱动器23.控制系统安装板24.第二电机25.第二电机驱动器26.滑台端块27.滑台杆28.滑块29.滑台中间块30.第一齿轮31.陶瓷轴承32.第一限位块33.丝杠34.伸缩杆35.触发器支架36.第一传感器触发器37.第二限位块38.伸缩辅助杆39.捕获杆40.固定支架41.第二传感器触发器42.丝杠螺母43.丝杠支架44.伸缩辅助杆固定架45.导轨46本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下可控伸缩式捕获对接装置，其特征在于:包括壳体组件、驱动控制机构、传动机构、捕获机构，壳体组件安装在水下航行器上面，驱动控制机构位于壳体下表面，传动机构安装在壳体内，捕获机构位于传动机构的端部；所述壳体组件包括壳体、支架、控制盒底板、控制盒、凸台、外壳盖、法兰、支撑板、第一密封槽、第二密封槽，所述壳体为一端敞口、中空的长方体结构，壳体的敞口端固定有法兰，支撑板位于壳体端部法兰上,支撑板与法兰接触面上开有双层密封沟槽，密封沟槽外侧均布有螺孔，壳体端部法兰与支撑板通过螺栓固连，支架位于壳体一侧壁面上部，并与壳体侧面的控制盒底板固连，控制盒底板中间部位加工有长方形孔和外壳接线孔，长方形孔周围有第二密封槽、定位销，控制盒底板上开有第一密封槽,沿第一密封槽外侧有螺孔，控制盒与控制盒底板固连，壳体另一侧壁面加工有长方形孔，凸台焊接在壳体侧壁面长方形孔周围，在凸台接触面上开有密封槽，外壳盖与凸台通过螺栓连接；所述驱动控制机构包括安装板、齿轮盒、第一电机、第二电机、第一电机驱动器、第二电机驱动器、控制系统安装板、第二齿轮、第三齿轮、电机固定板，驱动控制机构安装在控制盒内，齿轮盒与控制盒底板固连，第一电机与第二电机输出端分别与齿轮盒固连，第二齿轮和第三齿轮位于齿轮盒内,且分别与第一电机和第二电机输出轴固连，第一电机和第二电机通过电机固定板和长螺栓配合固定，安装板通过螺杆与螺母配合固定在控制盒底板的上，第一电机驱动器、第二电机驱动器、控制系统安装板分别固定在安装板上，控制系统安装板上的传感器信号线及电源线通过接线孔安装的防水电连接器与外部通信；所述传动机构包括滑台端块、滑台杆、滑块、滑台中间块、第一齿轮、第一限位块、丝杠、伸缩杆、触发器支架、第一传感器触发器、第二限位块、伸缩辅助杆、捕获杆、固定支架、第二传感器触发器、丝杠螺母、丝杠支架、伸缩辅助杆固定架；四个伸缩辅助杆固定架和两个丝杠支架分别固定在壳体底部的安装基准面上，丝杠支架分别位于安装基准面的两边，丝杠支架内安装有轴承，丝杠两端与轴承过盈配合；第一齿轮与丝杠固连，并与第三齿轮配合传动，丝杠螺母分别位于第一齿轮两侧与丝杠螺纹配合，第二电机驱动第三齿轮，通过第一齿轮带动丝杠转动，从而形成丝杠螺母的左右同步移动；捕获杆与丝杠螺母通过直线轴承连接，捕获杆与滑块连接，滑块上安装有直线轴承沿滑台杆上滑动，滑块底部安装有陶瓷轴承，在导轨上进行同步滑动；四个伸缩辅助杆固定架与伸缩辅助杆通过直线轴承配合，伸缩辅助杆前端有螺纹，通过螺母与滑台端块固连，滑台杆与滑台端块通过螺纹固连；两个固定架固定在安装基准面上，固定架与伸缩杆通过直线轴承配合，伸缩杆底部开有齿条与第二齿轮配合，第一电机驱动第二齿轮运动并带动伸缩杆前后移动；伸缩杆前端开有螺纹，通过螺母配合与滑台中间块固连，滑台中间块与滑台杆和导轨固连；伸缩辅助杆一端有第一限位块，另一端安装有触发器支架和第一传感器触发器，丝杠螺母下端有第二传感器触发器,第二限位块固定在对称的伸缩辅助杆后端部；所述捕获机构包括对接套、对接柄、第一捕获杆沟槽、第二捕获杆沟槽、传感器固定支架、第三传感器触发器，两组对接套分别固定在捕获杆端部，两组捕获杆分别连接在第一捕获杆沟槽和第二捕获杆沟槽上，对接套上开有排水孔和减重槽，传感器固定支架安装在对接套上；对接柄安装在目标体上，对接柄侧边有螺纹孔，对接柄上有的减重孔和排水槽用于排水和减轻重量，第三传感器触发器固定在对接柄上。...

【技术特征摘要】
1.一种水下可控伸缩式捕获对接装置，其特征在于:包括壳体组件、驱动控制机构、传动机构、捕获机构，壳体组件安装在水下航行器上面，驱动控制机构位于壳体下表面，传动机构安装在壳体内，捕获机构位于传动机构的端部；所述壳体组件包括壳体、支架、控制盒底板、控制盒、凸台、外壳盖、法兰、支撑板、第一密封槽、第二密封槽，所述壳体为一端敞口、中空的长方体结构，壳体的敞口端固定有法兰，支撑板位于壳体端部法兰上,支撑板与法兰接触面上开有双层密封沟槽，密封沟槽外侧均布有螺孔，壳体端部法兰与支撑板通过螺栓固连，支架位于壳体一侧壁面上部，并与壳体侧面的控制盒底板固连，控制盒底板中间部位加工有长方形孔和外壳接线孔，长方形孔周围有第二密封槽、定位销，控制盒底板上开有第一密封槽,沿第一密封槽外侧有螺孔，控制盒与控制盒底板固连，壳体另一侧壁面加工有长方形孔，凸台焊接在壳体侧壁面长方形孔周围，在凸台接触面上开有密封槽，外壳盖与凸台通过螺栓连接；所述驱动控制机构包括安装板、齿轮盒、第一电机、第二电机、第一电机驱动器、第二电机驱动器、控制系统安装板、第二齿轮、第三齿轮、电机固定板，驱动控制机构安装在控制盒内，齿轮盒与控制盒底板固连，第一电机与第二电机输出端分别与齿轮盒固连，第二齿轮和第三齿轮位于齿轮盒内,且分别与第一电机和第二电机输出轴固连，第一电机和第二电机通过电机固定板和长螺栓配合固定，安装板通过螺杆与螺母配合固定在控制盒底板的上，第一电机驱动器、第二电机驱动器、控制系统安装板分别固定在安装板上，控制系统安装板上的传感器信号线及电源线通过接线孔安装的防水电连接器与外部通信；所述传动机构包括滑台端块、滑台杆、滑块、滑台中间块、第一齿轮、第一限位块、丝杠、伸缩杆、触发器支架、第一传感器触发器、第二限位块、伸缩辅助杆、捕获杆、固定支架、第二传感器触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁小庆，吴建胜，郝凌霄，庞明，张党，陈洋洋，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61