一种随洋流自动调向的AUV接驳站制造技术

本发明专利技术公开了一种随洋流自动调向的AUV接驳站，属于水下航行器技术领域，包括接驳主体、调向装置和旋转装置，接驳主体包括喇叭口和与喇叭口相连的无线充电信号交换腔；调向装置包括通过锁紧机构与无线充电信号交换腔相连接的连接筒以及安装在连接筒端部的尾翼板；旋转装置包括安装在无线充电信号交换腔侧壁上的支撑轴、固定在水下的支撑平台以及连接在支撑轴与支撑平台之间的旋转组件，支撑平台上设有用于对旋转组件进行制动的制动组件。接驳主体承担了接驳AUV，调向装置可以使得喇叭口和接驳腔体随着洋流方向的变化而自动调整喇叭口朝向，旋转装置为接驳主体和调向装置提供基础支撑和旋转，可以随时对接驳主体和调向装置进行锁紧，保证接驳成功。

An AUV Junction Station with Automatic Direction of Ocean Current

【技术实现步骤摘要】
一种随洋流自动调向的AUV接驳站
本专利技术涉及水下航行器
，具体地说，涉及一种随洋流自动调向的AUV接驳站。
技术介绍
水下机器人主要分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜器(RemoteOperatedVehicle，简称ROV)；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自主式水下潜器(AutonomousUnderwaterVehicle，简称AUV)。自主式水下机器人是新一代水下机器人，具有活动范围大、机动性好、安全、智能化等优点，成为完成各种水下任务的重要工具。例如，在民用领域，可用于铺设管线、海底考察、数据收集、钻井支援、海底施工，水下设备维护与维修等；在军用领域则可用于侦察、布雷、扫雷、援潜和救生等。由于无缆水下机器人具有活动范围不受电缆限制，隐蔽性好等优点，所以从60年代中期起，工业界和军方开始对无缆水下机器人发生兴趣。海洋资源是我们国家不容忽视的战略资源。为了更好，更完美地开发利用各类海洋资源，我国开发了海底观测网络。水下自主航行器AUV是海底观测网络中的重要成员。它可以完全自主地航行深海之中，搜集各类观测数据，实现海洋剖面动态监测。然而AUV依靠电池供电，且其大量数据需要通过通讯基站向地面平台传输，故其续航能力有限，存储容量有限，需要平台为其提供电能补充和数据传送。现有的AUV接驳站承担了这些功能，能够可靠地为AUV充电和传输数据指令，提高AUV的续航能力。AUV成功续航的关键在于顺利进入AUV接驳站的内部。现有的AUV接驳站多数采用了喇叭口的入口形式，可以大大提高AUV入坞的成功率。然而深海中的洋流速度较大，强度较强，对AUV自由航行形成很大的阻力。若接驳站能够将喇叭口调向洋流方向，即可方便AUV随洋流进入喇叭口中，提高入坞成功率。现有大部分接驳站其喇叭口无法转动，致使AUV需花费大量能量和时间进入喇叭口中。极少数的AUV接驳站可以使得喇叭口转动，但都采用了驱动电机和各类复杂的传感器，其结构复杂，需要极其精准的控制系统和高精度的传感器，故制造成本高，使用不便而且精度变化很大。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种随洋流自动调向的AUV接驳站，可以自由地随洋流力的作用自动调向，方便AUV入坞操作，同时还可以在接驳时电动锁紧，保证接驳过程的顺利进行。为了实现上述目的，本专利技术提供的随洋流自动调向的AUV接驳站包括接驳主体、调向装置和旋转装置，接驳主体包括喇叭口和与喇叭口相连的无线充电信号交换腔；调向装置包括通过锁紧机构与无线充电信号交换腔相连接的连接筒以及安装在连接筒端部的尾翼板；旋转装置包括安装在无线充电信号交换腔侧壁上的支撑轴、固定在水下的支撑平台以及连接在支撑轴与支撑平台之间的旋转组件，支撑平台上设有用于对旋转组件进行制动的制动组件。上述技术方案中，接驳主体承担了接驳AUV，为AUV提供电能的任务。调向装置可以使得喇叭口和接驳腔体随着洋流方向的变化而自动调整喇叭口朝向，始终使得喇叭口朝向洋流的相反方向，便于接驳AUV。旋转装置为接驳主体和调向装置提供基础支撑和旋转结构，并且可以随时对接驳主体和调向装置进行锁紧，保证接驳成功。作为优选，锁紧机构为电磁锁紧机构，包括沿连接筒周向均匀设置的电磁铁至少三个。电磁锁紧机构可由螺钉连接在无线充电信号交换腔上，并与连接筒固连。作为优选，支撑轴接有一外壳，外壳与支撑平台密封固定，外壳的顶部设有与支撑轴水密连接的端盖。作为优选，旋转组件包括固定在外壳内壁且与支撑轴过盈配合的滚子轴承。作为优选，制动组件包括固定在支撑轴底端的双向棘轮、安装在双向棘轮一侧的棘爪以及控制棘爪开合的制动器。作为优选，棘爪包括中心轴以及与中心轴铰接的左棘爪和右棘爪，右棘爪上设有限制棘爪最大开口角度的限位套，且左棘爪和所述右棘爪之间设有使棘爪恢复张开状态的弹簧。作为优选，左棘爪和右棘爪各连接有一连杆，两个连杆通过一长轴销铰接于一电磁连接件上。作为优选，制动器为电磁制动器。作为优选，连接筒通过12根长管搭建成支架型结构。可以大大减小转动时海水对它的阻力，同时可以减小转动惯量，便于整个喇叭口转动。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术可以自由地随洋流力的作用自动调向，方便AUV入坞操作，同时还可以在接驳时电动锁紧，保证接驳过程的顺利进行。本专利技术的整体装置结构简单，制造成本低，使用方便且精度变化小，附图说明图1为本专利技术实施例的AUV接驳站的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例的旋转装置的俯视图；图3为本专利技术实施例的旋转装置的剖视图；图4为本专利技术实施例的制动组件的爆炸图；图5为本专利技术实施例的制动组件在未制动时的状态图；图6为本专利技术实施例的制动组件在制动时的状态图。具体实施方式以下结合实施例及其附图对本专利技术作进一步说明。实施例参见图1至图4，本实施例随洋流自动调向的AUV接驳站包括接驳主体、调向装置和旋转装置。其中，接驳主体包括喇叭口1、无线充电信号交换腔2和电磁锁紧机构3，该部分承担了接驳AUV，为AUV提供电能等主要任务。调向装置包括连接筒4、尾翼板连接件5和尾翼板6，该部分可以使得喇叭口和接驳腔体可以随着洋流方向的变化而自动调整喇叭口朝向，始终使得喇叭口朝向洋流的相反方向，便于接驳AUV。旋转装置包括支撑轴7、旋转主体8和支撑平台9，该部分为上述两个部分提供基础支撑和旋转结构，并且可以随时对上述两个部分进行锁紧，保证接驳成功。喇叭口1与无线充电信号交换腔2固连，电磁锁紧机构3有三个，由螺钉连接在无线充电信号交换腔2上，其又与连接筒4固连。连接筒4设计为12根长管搭建的支架型结构，该结构可以减轻整个部分的重量，可以耐受深海水压。同时，支架型结构是空心的，在转动时基本不会受到海水阻力，故大大减少了旋转部分的转动惯量，使得整个部分在受到洋流作用后可以迅速旋转到预期位置。尾翼板6设计为类似鱼类尾鳍的形状，可以在迎向洋流时减轻阻力，同时避免了喇叭口反向对准洋流的情况。尾翼板6面积较大，可以在受到洋流阻力作用时产生很大的转动力，同时，其位置距离转动轴较远，力臂比喇叭口长很多，可以产生巨大的转矩，故受洋流阻力作用会迅速回转而不会被定死。旋转装置由支撑轴7、密封圈10、端盖11、推力滚子轴承12、外壳13、轴端挡圈15、六角头螺栓16和制动组件17组成。支撑轴7上端与接驳主体连接，对其进行支撑，其轴径较大，能够保证必要的强度和刚度。该轴分为三段，第一段轴径最大，密封圈10可以紧密套在其上，第二段轴径中等，与推力滚子轴承12内圈为过盈连接，前两段之间的轴肩既可以提供支撑，又可以保证推力滚子轴承12的轴向位置。第三段轴径较小，其上开有普通平键键槽，为双向棘轮14提供周向固定，传递转矩，同时轴肩为双向棘轮14提供周向固定。密封圈10放置在端盖11的密封槽中，用于将外壳内部与海水隔离。端盖11开有8个六角头螺栓孔，可以固接在外壳13上面。推力滚子轴承12内圈与支撑轴段紧密贴合，外圈与外壳13为过盈配合，为支撑轴7提供支撑。外壳13为铸造件，其最上面开有8个螺纹孔，用于连接端盖11，其底面开有12个螺栓孔，用于外壳13和支撑平台9的固定。外壳提供了旋转结构的腔体，保证内部与海水隔绝，提供了制动的空间。双向棘轮14紧挨轴肩，内连普通平键用于传递转矩，是制动组件的一部分，用于制动整个支撑轴，使喇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随洋流自动调向的AUV接驳站，包括接驳主体、调向装置和旋转装置，其特征在于：所述接驳主体包括喇叭口和与所述喇叭口相连的无线充电信号交换腔；所述调向装置包括通过锁紧机构与所述无线充电信号交换腔相连接的连接筒以及安装在所述连接筒端部的尾翼板；所述旋转装置包括安装在所述无线充电信号交换腔侧壁上的支撑轴、固定在水下的支撑平台以及连接在所述支撑轴与所述支撑平台之间的旋转组件，所述支撑平台上设有用于对所述旋转组件进行制动的制动组件。

【技术特征摘要】
1.一种随洋流自动调向的AUV接驳站，包括接驳主体、调向装置和旋转装置，其特征在于：所述接驳主体包括喇叭口和与所述喇叭口相连的无线充电信号交换腔；所述调向装置包括通过锁紧机构与所述无线充电信号交换腔相连接的连接筒以及安装在所述连接筒端部的尾翼板；所述旋转装置包括安装在所述无线充电信号交换腔侧壁上的支撑轴、固定在水下的支撑平台以及连接在所述支撑轴与所述支撑平台之间的旋转组件，所述支撑平台上设有用于对所述旋转组件进行制动的制动组件。2.根据权利要求1所述的随洋流自动调向的AUV接驳站，其特征在于，所述的锁紧机构为电磁锁紧机构，包括沿所述的连接筒周向均匀设置的至少三个。3.根据权利要求1所述的随洋流自动调向的AUV接驳站，其特征在于，所述的支撑轴接有一外壳，所述外壳与所述支撑平台密封固定，所述外壳的顶部设有与所述支撑轴水密连接的端盖。4.根据权利要求3所述的随洋流自动调向的AUV接驳站，其特征在于，所述的旋转组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德骏，张力，杨灿军，林鸣威，林日，周耿力，汪焰涛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33