【技术实现步骤摘要】
水下机器人的机械臂式布放回收系统及其布放回收方法
本专利技术属于水下机器人领域，具体地说是一种水下机器人的机械臂式布放回收系统及其布放回收方法。
技术介绍
随着国家海洋战略的高度部署，海洋领域各种形式的水下机器人装备结构形式多样化、系统应用实用化、科学探测系列化。各种水下机器人在整个海洋应用领域蓬勃发展的态势下，如何在海洋作业少人化操作要求的前提下，更加高效的将水下机器人安全布放和回收，一直是一个国内外普遍存在的共性难题。目前，水下机器人的布放和回收主要有四种方式：第一种是采用浮船坞型和升降平台进行水下布放和对接回收作业，虽然能减小风浪的影响，但是需要专用支持母船，且专用母船造价和使用费用昂贵，不适合国内现状。第二种是船舯月池回收，能够避免海浪对于布放和回收操作的影响；但是由于月池的尺寸有限，导致可支持收放的水下机器人尺寸仅限于小尺度和外形规则的形式。第三种是在水面上用母船起吊回收，一般都需要工作人员乘坐机动艇靠近水下机器人完成与回收机构的对接；该作业方式受风浪影响较大，当海况差时容易出现设备损坏和人员伤害的情况；布放流程与回收流程互逆。第四种是通过遥控命令将完成工作使命的水下机器人的抛绳器抛射出牵引绳，工作人员使用捞绳器将牵引绳回收后，从A型架中导入，并有工作人员逐渐牵引至母船艉部A型架的下方；由母船上工作人员使用长杆挂钩对接，再由多人组成的保障队伍在母船带速行进的工况下，进行止荡回收，该回收方法解决了有人下艇挂钩带来的危险性问题，使用成本较低。但是存在恶劣海况难以实现，通用...
【技术保护点】
1.一种水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：包括母船(1)、机械臂(2)、卷扬止荡机构(3)、抛绳机构(5)及阻尼液压缸(7)，其中机械臂(2)的一端可拆卸地安装在母船(1)上，所述卷扬止荡机构(3)的上端通过连接板A(6)铰接于机械臂(2)的另一端；所述阻尼液压缸(7)的一端安装于机械臂(2)的另一端，该阻尼液压缸(7)的另一端与所述连接板A(6)相连，所述卷扬止荡机构(3)通过该阻尼液压缸(7)实现横摆和纵倾止荡，并在止荡后通过所述阻尼液压缸(7)限位、锁紧；所述水下机器人(4)的艏部安装有实现水下机器人(4)在海平面上抛绳的抛绳机构(5)，该抛绳机构(5)具有可释放抛出的艏部抛出浮力块(501)，该艏部抛出浮力块(501)在释放抛出后带动连接至水下机器人(4)上的抛绳缆绳(503)展开，所述卷扬止荡机构(3)的下端通过缆绳(30201)与抛出的抛绳缆绳连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：包括母船(1)、机械臂(2)、卷扬止荡机构(3)、抛绳机构(5)及阻尼液压缸(7)，其中机械臂(2)的一端可拆卸地安装在母船(1)上，所述卷扬止荡机构(3)的上端通过连接板A(6)铰接于机械臂(2)的另一端；所述阻尼液压缸(7)的一端安装于机械臂(2)的另一端，该阻尼液压缸(7)的另一端与所述连接板A(6)相连，所述卷扬止荡机构(3)通过该阻尼液压缸(7)实现横摆和纵倾止荡，并在止荡后通过所述阻尼液压缸(7)限位、锁紧；所述水下机器人(4)的艏部安装有实现水下机器人(4)在海平面上抛绳的抛绳机构(5)，该抛绳机构(5)具有可释放抛出的艏部抛出浮力块(501)，该艏部抛出浮力块(501)在释放抛出后带动连接至水下机器人(4)上的抛绳缆绳(503)展开，所述卷扬止荡机构(3)的下端通过缆绳(30201)与抛出的抛绳缆绳连接。
2.根据权利要求1所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述卷扬止荡机构(3)包括周向回转调向机构(301)、卷扬机构(302)、捕捉支架(307)及导向缓冲固定架(310)，该周向回转调向机构(301)包括吊环铰接连杆(30101)、连接块A(30102)、安装架、旋转马达(30107)及旋转轴(30111)，所述旋转马达(30107)通过安装架安装在所述导向缓冲固定架(310)上，输出轴与所述旋转轴(30111)的下端相连，该旋转轴(30111)的上端与所述连接块A(30102)固定连接，所述连接块A(30102)上安装有吊环铰接连杆(30101)，所述连接板A(6)的一端与机械臂(2)的另一端铰接，该连接板A(6)的另一端与所述吊环铰接连杆(30101)相连；所述卷扬机构(302)包括缆绳(30201)、卷扬滚筒(30203)、动力源、支架A(30207)及旋转筒支转轴(30209)，该支架A(30207)安装在所述导向缓冲固定架(310)上，所述卷扬滚筒(30203)通过旋转筒支转轴(30209)转动安装在该支架A(30207)上，所述动力源安装在支架A(30207)上，输出端与卷扬滚筒(30203)的一端相连、驱动卷扬滚筒(30203)旋转，所述缆绳(30201)的一端缠绕在卷扬滚筒(30203)上，另一端与所述抛绳机构(5)抛出的抛绳缆绳(503)连接。
3.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述导向缓冲固定架(310)上安装有油液阻尼隔振器(303)，该油液阻尼隔振器(303)包括油液阻尼控制器(30301)及外部固定筒(30303)，所述外部固定筒(30303)安装在导向缓冲固定架(310)上，所述油液阻尼控制器(30301)容置于该外部固定筒(30303)中，上端与外部固定筒(30303)的顶部连接，下端与所述捕捉支架(307)相连。
4.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述导向缓冲固定架(310)上安装有导向缸筒(304)，该导向缸筒(304)包括外部固定支撑套筒(30401)、内部固定耐磨套(30402)及内部随动缸杆(30404)，该外部固定支撑套筒(30401)安装于所述导向缓冲固定架(310)上，所述内部固定耐磨套(30402)容置于外部固定支撑套筒(30401)内、并与该外部固定支撑套筒(30401)相连，所述内部随动缸杆(30404)可相对升降地容置于内部固定耐磨套(30402)内，下端与所述捕捉支架(307)连接。
5.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述卷扬滚筒(30203)的一侧或两侧设有被动缆绳分散滚筒机构(305)，该被动缆绳分散滚筒机构(305)包括被动滚筒(30501)及支架B(30502)，所述支架B(30502)安装在支架A(30207)上，所述被动滚筒(30501)转动安装于该支架B(30502)上，所述卷扬滚筒(30203)与被动滚筒(30501)之间的间距小于缆绳(30201)直径的2倍。
6.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述导向缓冲固定架(310)上安装有缆绳压紧机构(306)，该缆绳压紧机构(306)包括扭转弹簧(30601)、扭簧支撑杆(30602)、连接块B(30603)及缆绳压紧板(30604)，所述扭簧支撑杆(30602)通过连接块B(30603)安装在导向缓冲固定架(310)上，所述缆绳压紧板(30604)的一端转动连接于扭簧支撑杆(30602)上，另一端为自由端，所述扭转弹簧(30601)套设在扭簧支撑杆(30602)上，两端分别与所述导向缓冲固定架(3010)及缆绳压紧板(30604)相抵接，该缆绳压紧板(30604)的自由端通过所述扭转弹簧(30601)的弹力抵接于缆绳(30201)上。
7.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述缆绳(30201)由导向缓冲固定架(310)的底部穿出、与所述抛绳机构(5)抛出的抛绳缆绳(503)连接，在所述缆绳(30201)的外侧设有安装在导向缓冲固定架(310)上的缆绳限位板(30202)；所述捕捉支架(307)上安装有一级缓冲隔振垫(308)，所述导向缓冲固定架(310)下表面安装有二级缓冲隔振垫(309)。
8.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述旋转轴(30111)与安装架之间设有对旋转轴(30111)进行轴向限位的耐磨铜环(30114)及对旋转轴(30111)进行径向限位的耐磨铜套A(30110)，该旋转轴(30111)的下端设有三角形连接型面(30109)、与所述旋转马达(30107)的输出轴末端(30108)相连；所述旋转轴(30111)的上端通过锁紧螺母A(30112)与连接块A(30102)的底部固定连接。
9.根据权利要求2所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述连接块A(30102)呈“U”型，所述吊环铰接连杆(30101)安装于“U”型的开口端，该吊环铰接连杆(30101)的一端为吊环，另一端开设有定位锁紧孔(30113)。
10.根据权利要求1所述水下机器人的机械臂式布放回收系统，其特征在于：所述抛绳机构(5)包括艏部抛出浮力块(501)、本体(502)及分别安装在该本体(502)内的抛绳缆绳(503)、固定支架(504)、弹簧顶紧外推支撑机构(505)、连杆锁紧机构(506)和直流电机驱动器(507)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐会希，张洪彬，尹远，刘健，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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