一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站制造技术

本发明专利技术涉及一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站，该多功能AUV水下中继站由水下舱室、浮船、母船、水下脐带缆和水下缆绳组成；其中，所述水下舱室包括外框架、补给模块和微调式回收夹紧机构。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术装置采用流水线式的设计思路，各模块之间相互配合，使从业人员能够直接在母船上实行对AUV的回收与状态监控，流水线式的作业方式极大的提高了多条AUV的补给或回收效率，特制的微调连杆机构可应对不同型号的AUV，解决了现阶段大部分回收机构不具备的通用性问题，水下舱室内的补给模块也为AUV的续航、新的任务使命的加载提供了可靠的保障。

A retractable cabin type multi-function AUV underwater relay station

The invention relates to a retractable multifunctional AUV underwater relay station, which is composed of an underwater cabin, a floating ship, a mother ship, an underwater umbilical cord cable and an underwater cable, wherein the underwater cabin comprises an external frame, a recharge module and a fine-tuning recovery clamping mechanism. The advantages of the invention are that the device adopts a pipelined design idea and the modules cooperate with each other so that the practitioners can directly implement the recovery and status monitoring of AUV on the mother ship. The pipelined operation mode greatly improves the replenishment or recovery efficiency of multiple AUVs, and the special fine-tuning connecting rod mechanism can be used. In response to different types of AUV, the problem of universality that most of the recycling agencies do not have at this stage is solved. The supply module in the underwater cabin also provides a reliable guarantee for the continuation of AUV and the loading of new mission.

【技术实现步骤摘要】
一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站
本专利技术涉及AUV的水下补给以及回收领域，特别涉及一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站。
技术介绍
作为水下运载器之一的无缆自治式水下机器人，AUV是一种重要的水下作业载体，被广泛地应用在海洋科学技术考察、海底勘探、油田勘探等众多工作领域，是一种自治式水下机器人，在水下工作时依靠自带的可充电电池、燃料电池、闭式柴油机等提供能源，而这些方式储能有限，因此，需要及时回收以补充能量、读取信息和维护保养。AUV回收方式一般可分为两种：第一种是在水面上采用母船起吊回收，此种方式受风浪影响较大，回收时需要人参与完成挂钩任务，主要应用于大型AUV回收；第二种是采用升降平台、潜艇驮带等方式进行水下对接回收，AUV通过与水下回收系统连接可实现充电、数据交换等任务。现阶段AUV的水下回收可使用传统的起吊设备与中继器相结合的方式，如专利CN106956760A所述的装置，但是此类方式回收时需要回收母船跟随AUV大范围活动，回收过程繁琐，安全性低，效率低，而且一般无法进行水下充电、数据传输等工作，回收完成后又需要释放AUV进入工作区域，打断了AUV工作的连续性,而采用水下对接平台对AUV进行水下回收，如专利CN107697247A中描述的装置，回收装置体积小、质量轻，很容易受到复杂海洋环境的影响，且在对接的过程中还会增加AUV受损的风险，从而大大降低了水下AUV的工作效率，造成不必要的财力浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够对多条AUV持续自动化补给或回收的可收放舱式的多功能AUV水下中继站。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站，其创新点在于：所述多功能AUV水下中继站由水下舱室、浮船、母船、水下脐带缆和水下缆绳组成；所述水下舱室包括外框架、补给模块和微调式回收夹紧机构，所述补给模块固定在外框架下平面内侧，且所述补给模块内置充电模块、数据传输模块和故障检测模块；所述微调式回收夹紧机构置于外框架正上方，所述微调式回收夹紧机构包括支撑板，所述支撑板的上端面两端对称设置有固定桩，支撑板的下端面两端对称设有与固定桩对应的密封箱体A，且密封箱体A内部设置挡板固定安装伺服电机A和自动化控制单元，在密封箱体A的外端支撑板上还设置有卡扣机构；所述密封箱体A的下端设置有移动平台，且各移动平台的两侧对称铰接有连杆机构，所述微调式回收夹紧机构还包括放置于连杆机构内部的微调机构；所述浮船内部放置有电池组及电源管理模块和通讯设备，所述浮船上还设有无线传输设备A，所述浮船受浮力作用浮在水面且底端留有通孔；所述母船甲板上安装有无线传输设备B、绞车以及回收机械手，所述母船船艏底部安装有水声通讯仪以及声呐系统；所述水下脐带缆一端通过浮船底端通孔与电源管理模块以及无线传输设备A相连，所述水下脐带缆另一端敷设在水下舱室内侧并与水下舱室的补给模块相连；所述水下缆绳由细软绳和粗缆绳组成，细软绳一端通过浮船底端通孔与浮船相连，细软绳另一端与粗缆绳一端打成活结，且粗缆绳另一端栓在微调式回收夹紧机构的固定桩上，所述细软绳的长度大于浮船吃水线到母船甲板3-5米，所述粗缆绳的长度大于微调式回收夹紧机构的固定桩中心到母船甲板的距离5-10米。进一步地，所述卡扣机构包括一圆柱套筒，所述圆柱套筒的下端两侧设有镶嵌在圆柱套筒内的楔形块，所述圆柱套筒的内部中心设有一沿圆柱套筒长度方向延伸的支撑板；所述圆柱套筒内还设有两个平行且与支撑板垂直的支撑立柱，且所述支撑立柱的端部穿过楔形块；所述支撑立柱上还套接有弹簧A，所述弹簧A的一端与支撑板固定连接，弹簧A的另一端与楔形块的端面固定连接；在两支撑立柱之间的支撑板上设置有电磁铁铁芯固定在支撑板上的电磁铁，所述电磁铁的铁芯外部缠绕通电线圈，电磁铁的衔铁部分镶嵌在楔形块中。进一步地，所述微调机构包括一U型支座以及相互平行设置于U型支座上部的支撑杆，在所述U型支座上设有若干个穿过U型腔且与U型支座两侧板固定连接的光杆；所述光杆中间部分为阶梯轴，所述阶梯轴上固定安装压力传感器，阶梯轴通过弹簧B的预紧力作用与U型支座接触；所述光杆与连杆机构接触部分设置有密封轴套；所述各支撑杆上套有弹簧C，所述支撑杆两端带有阶梯轴并与两根垂直于支撑杆的光杆相连，且支撑杆两端带有圆形挡圈，所述光杆的另一端通过推力球轴承与U型支座相连；所述U型支座下端面设有由U型支座弧线方向分开的两个分型面，所述U型支座上端面内侧设有伺服电机B，所述U型支座下端面的其中一个端面上自下而上依次设置有螺母底座、丝杆A和联轴器A，且所述联轴器A与伺服电机B固定连接；所述U型支座上端面与连杆机构内侧焊接固连，且以连杆机构圆弧为中心相隔4.3度的间隔放置3个微调机构。进一步地，所述水下舱室还包括水下导轨、夹持机构、自动化控制单元、导航定位单元和监控模块；所述水下导轨对称设置在外框架的两侧，所述水下导轨呈H型分布，其中两根竖直导轨固定在外框架一侧，一根垂直于竖直导轨的水平导轨上固定安装与之配合的夹持机构，所述水下导轨用螺栓进行连接，且对称固定在外框架内壁上；所述水下导轨之间通过导轨底座进行固定焊接，且所述导轨底座端面固定焊接安装有密封箱体B；所述密封箱体B内部设置挡板固定安装有伺服电机C、自动化控制单元和联轴器B，所述联轴器B固定连接连接轴，所述连接轴的另一端通过键与齿轮固定连接，且所述水下导轨凹槽内部两侧还固定有与齿轮配合的齿条；在外框架内靠近左平面处设置有AUV工位A，工位A中心距离外框架左平面内侧4300mm，距离外框架下平面内侧5000mm；在靠近补给模块上方设置有AUV工位B，工位B中心距离外框架左平面内侧8700mm，距离外框架下平面内侧2200mm；在靠近两对连杆机构内设置有AUV工位C，工位C中心距离外框架左平面内侧8700mm，距离外框架下平面内侧7473mm，且三个工位都位于外框架前后平面的对称中心面上；所述导航定位单元包括安装在各AUV工位上的姿态传感器、超短基线水声定位换能器和单目摄像头，所述导航定位单元还包括安装在外框架左平面外侧的导向罩上的引导灯以及安装在外框架右平面内侧的应答器基阵；所述监控模块由水下探照灯、水下摄像头、电源适配器和信号线组成，且水下摄像头分别布置于外框架上平面与四个侧面的四个角落。进一步地，所述夹持机构包括密封箱体C、伺服电机D、丝杆B、螺母支架、联接轴器和夹紧U型块，密封箱体C内部设置挡板固定安装伺服电机D和自动化控制单元，所述丝杆B通过联接轴器与伺服电机D进行连接，所述螺母支架由螺母、支撑座、四根支撑杆件构成，螺母与支撑座进行固连，四根支撑杆件穿过密封箱体C与夹紧U型块进行固连。本专利技术的优点在于：（1）本专利技术装置采用流水线式的设计思路，各模块之间相互配合，使从业人员能够直接在母船上实行对AUV的回收与状态监控，流水线式的作业方式极大的提高了多条AUV的补给或回收效率，特制的微调连杆机构可应对不同型号的AUV，解决了现阶段大部分回收机构不具备的通用性问题，水下舱室内的补给模块也为AUV的续航、新的任务使命的加载提供了可靠的保障；（2）本专利技术可收放舱式的多功能AUV水下中继站，微调式回收夹紧机构可在电磁铁通电后与外框架进行分离，操作简单方便，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站，其特征在于：所述多功能AUV水下中继站由水下舱室、浮船、母船、水下脐带缆和水下缆绳组成；所述水下舱室包括外框架、补给模块和微调式回收夹紧机构，所述补给模块固定在外框架下平面内侧，且所述补给模块内置充电模块、数据传输模块和故障检测模块；所述微调式回收夹紧机构置于外框架正上方，所述微调式回收夹紧机构包括支撑板，所述支撑板的上端面两端对称设置有固定桩，支撑板的下端面两端对称设有与固定桩对应的密封箱体A，且密封箱体A内部设置挡板固定安装伺服电机A和自动化控制单元，在密封箱体A的外端支撑板上还设置有卡扣机构；所述密封箱体A的下端设置有移动平台，且各移动平台的两侧对称铰接有连杆机构，所述微调式回收夹紧机构还包括放置于连杆机构内部的微调机构；所述浮船内部放置有电池组及电源管理模块和通讯设备，所述浮船上还设有无线传输设备A，所述浮船受浮力作用浮在水面且底端留有通孔；所述母船甲板上安装有无线传输设备B、绞车以及回收机械手，所述母船船艏底部安装有水声通讯仪以及声呐系统；所述水下脐带缆一端通过浮船底端通孔与电源管理模块以及无线传输设备A相连，所述水下脐带缆另一端敷设在水下舱室内侧并与水下舱室的补给模块相连；所述水下缆绳由细软绳和粗缆绳组成，细软绳一端通过浮船底端通孔与浮船相连，细软绳另一端与粗缆绳一端打成活结，且粗缆绳另一端栓在微调式回收夹紧机构的固定桩上，所述细软绳的长度大于浮船吃水线到母船甲板3‑5米，所述粗缆绳的长度大于微调式回收夹紧机构的固定桩中心到母船甲板的距离5‑10米。...

【技术特征摘要】
1.一种可收放舱式的多功能AUV水下中继站，其特征在于：所述多功能AUV水下中继站由水下舱室、浮船、母船、水下脐带缆和水下缆绳组成；所述水下舱室包括外框架、补给模块和微调式回收夹紧机构，所述补给模块固定在外框架下平面内侧，且所述补给模块内置充电模块、数据传输模块和故障检测模块；所述微调式回收夹紧机构置于外框架正上方，所述微调式回收夹紧机构包括支撑板，所述支撑板的上端面两端对称设置有固定桩，支撑板的下端面两端对称设有与固定桩对应的密封箱体A，且密封箱体A内部设置挡板固定安装伺服电机A和自动化控制单元，在密封箱体A的外端支撑板上还设置有卡扣机构；所述密封箱体A的下端设置有移动平台，且各移动平台的两侧对称铰接有连杆机构，所述微调式回收夹紧机构还包括放置于连杆机构内部的微调机构；所述浮船内部放置有电池组及电源管理模块和通讯设备，所述浮船上还设有无线传输设备A，所述浮船受浮力作用浮在水面且底端留有通孔；所述母船甲板上安装有无线传输设备B、绞车以及回收机械手，所述母船船艏底部安装有水声通讯仪以及声呐系统；所述水下脐带缆一端通过浮船底端通孔与电源管理模块以及无线传输设备A相连，所述水下脐带缆另一端敷设在水下舱室内侧并与水下舱室的补给模块相连；所述水下缆绳由细软绳和粗缆绳组成，细软绳一端通过浮船底端通孔与浮船相连，细软绳另一端与粗缆绳一端打成活结，且粗缆绳另一端栓在微调式回收夹紧机构的固定桩上，所述细软绳的长度大于浮船吃水线到母船甲板3-5米，所述粗缆绳的长度大于微调式回收夹紧机构的固定桩中心到母船甲板的距离5-10米。2.根据权利要求1所述的可收放舱式的多功能AUV水下中继站，其特征在于：所述卡扣机构包括一圆柱套筒，所述圆柱套筒的下端两侧设有镶嵌在圆柱套筒内的楔形块，所述圆柱套筒的内部中心设有一沿圆柱套筒长度方向延伸的支撑板；所述圆柱套筒内还设有两个平行且与支撑板垂直的支撑立柱，且所述支撑立柱的端部穿过楔形块；所述支撑立柱上还套接有弹簧A，所述弹簧A的一端与支撑板固定连接，弹簧A的另一端与楔形块的端面固定连接；在两支撑立柱之间的支撑板上设置有电磁铁铁芯固定在支撑板上的电磁铁，所述电磁铁的铁芯外部缠绕通电线圈，电磁铁的衔铁部分镶嵌在楔形块中。3.根据权利要求1所述的收放舱式的多功能AUV水下中继站，其特征在于：所述微调机构包括一U型支座以及相互平行设置于U型支座上部的支撑杆，在所述U型支座上设有若干个穿过U型腔且与U型支座两侧板固定连接的光杆；所述光杆中间部分为阶梯轴，所述阶梯轴上固定安装压力传感器，阶梯轴通过弹簧B的预紧力作用与U型支座接触；所述光杆与连杆机构接触部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢道华，谢智慧，王佳，阚亚雄，姜磊，
申请(专利权)人：江苏科技大学，江苏科技大学海洋装备研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32