一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构制造技术

本发明专利技术涉及水下机器人回收技术领域，具体地说是一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，包括转接段、回收段、导向驱动机构、捕获驱动机构、导向机构和捕获机构，其中导向驱动机构包括导向推杆和导向驱动装置，捕获驱动机构包括捕获推杆和捕获驱动装置，转接段后端通过密封法兰与AUV主体前端固连，导向驱动装置和捕获驱动装置设于密封法兰上，转接段前端通过端面法兰与回收段固连，且导向推杆和捕获推杆穿过所述端面法兰，导向机构和捕获机构设于回收段中，且导向机构设有通过所述导向推杆驱动张合的导向杆，捕获机构设有通过所述捕获推杆驱动张合的捕获爪，回收段前端设有回收承力组件。本发明专利技术可靠性高且结构简单紧凑，对接成功率高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构
本专利技术涉及水下机器人回收
，具体地说是一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构。
技术介绍
水下机器人AUV自身能源不足以支撑其长时间航行，通常需要定期将AUV进行回收并实现AUV的充电与数据传输。传统的回收AUV的机构主要是罩笼式对接回收机构，如2016年4月20日公开的、公开号为CN105501415A的专利技术专利公开了“一种用于深海AUV入坞的末端自动对接装置及方法”，这种回收方法成本较大，耗时较长，属于静态对接方法，尤其无法适用于USV与AUV的动态对接回收场景。另外还可以采用捕获式机构回收AUV，但传统捕获式回收机构，其机构复杂且受力较大时机构容易损坏，回收可靠性有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，可有效避免因受力较大造成机构损坏，且结构简单紧凑，便于维护，降低了技术成本，并提高了对接的成功率。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，包括转接段、回收段、导向驱动机构、捕获驱动机构、导向机构和捕获机构，其中导向驱动机构包括导向推杆和导向驱动装置，且导向推杆通过所述导向驱动装置驱动移动，捕获驱动机构包括捕获推杆和捕获驱动装置，且捕获推杆通过所述捕获驱动装置驱动移动，转接段后端通过密封法兰与AUV主体前端固连，导向驱动装置和捕获驱动装置设于所述密封法兰上，转接段前端通过端面法兰与回收段固连，且导向推杆和捕获推杆穿过所述端面法兰后进入所述回收段中，导向机构和捕获机构设于所述回收段中，且导向机构设有通过所述导向推杆驱动张合的导向杆，捕获机构设有通过所述捕获推杆驱动张合的捕获爪，所述回收段前端设有容置回收缆绳的回收承力组件，且回收缆绳沿着导向杆移动进入回收承力组件中，并通过捕获爪闭合约束。所述导向驱动机构包括导向驱动装置、导向丝杠丝母机构和导向推杆，导向丝杠丝母机构设于所述转接段中且包括导向丝杠和导向丝母，导向丝杠通过所述导向驱动装置驱动旋转，导向丝母套装于导向丝杠上且与导向推杆固连。所述捕获驱动机构包括捕获驱动装置捕获丝杠丝母机构和捕获推杆，捕获丝杠丝母机构设于所述转接段中且包括捕获丝杠和捕获丝母，捕获丝杠通过所述捕获驱动装置驱动旋转，捕获丝母套装于捕获丝杠上且与捕获推杆固连。所述转接段的舱体外壳包括上蒙皮、下蒙皮、上连接板、下连接板和连接圆环，上连接板对称设于转接段上侧，下连接板对称设于转接段下侧，所述上连接板和下连接板前端与所述端面法兰固连，后端与所述连接圆环固连，且所述连接圆环固定于所述密封法兰上，上蒙皮安装于上连接板上，下蒙皮安装于下连接板上，在上蒙皮内侧固设有一个超短基线换能器基座，所述超短基线换能器基座上安装有超短基线换能器。所述回收段包括导向支撑板、捕获支撑板、回收承力组件和多个浮力材，其中导向支撑板上侧设有上浮力材，捕获支撑板下侧设有下浮力材，导向机构、捕获机构和回收承力组件设于导向支撑板和捕获支撑板之间，且在所述导向支撑板和捕获支撑板之间，在所述回收承力组件两侧分别设有第一侧浮力材和第二侧浮力材，在所述下浮力材中设有灯光导引摄像机，在所述第一侧浮力材和第二侧浮力材中设有对射型传感器，其中传感器发射端设于第一侧浮力材中，传感器接收端设于第二侧浮力材中。所述回收段设有安装于端面法兰上的捕获支撑板，所述回收承力组件包括支撑座和连接座，所述连接座后端固装于所述端面法兰上，所述连接座前端设有嵌合块与所述支撑座嵌合连接，所述支撑座后端两侧均设有限位止口，且每个限位止口内均设有一个限位螺钉，所述限位螺钉固装于所述捕获支撑板上，所述支撑座前端设有容置回收缆绳的开槽，且所述开槽两侧槽壁设有球形通孔。所述回收段设有捕获支撑板，所述捕获机构包括两个捕获爪，且两个捕获爪后端分别通过捕获转轴铰接于所述捕获支撑板上，每个捕获爪的后半部均设有捕获爪滑槽，所述捕获推杆呈凹型且两侧的杆端均设有捕获滑块沿着对应侧捕获爪上的捕获爪滑槽移动。所述回收段设有导向支撑板，所述导向机构包括两个导向杆，且所述导向杆包括后部的滑槽段、中间的连接段和前部的导向段，所述滑槽段和连接段交汇处设有导向转轴与所述导向支撑板铰接，且所述滑槽段上设有导向杆滑槽，所述导向推杆呈凹型且两侧的杆端均设有导向滑块沿着对应侧导向杆上的导向杆滑槽移动。所述回收段包括导向支撑板和捕获支撑板，所述捕获爪通过捕获转轴铰接于所述捕获支撑板上，所述导向杆通过导向转轴铰接于所述导向支撑板上，所述捕获转轴和导向转轴结构相同，均包括转轴、限位块、限位固定件和固定螺母，所述转轴中部设有限位凸起，所述转轴一端设有限位块和限位固定件，且所述限位固定件中部设有螺柱与转轴螺纹连接，所述限位固定件通过螺钉与所述限位块相连，所述转轴另一端设有固定螺母。所述密封法兰靠近AUV主体一侧设有安装基板，导向驱动装置和捕获驱动装置均安装于所述安装基板上，所述密封法兰中部设有密封支撑法兰，导向驱动装置前端的导向驱动轴以及捕获驱动装置前端的捕获驱动轴均穿过所述密封支撑法兰后伸入至所述转接段内，在导向驱动轴与密封支撑法兰之间以及捕获驱动轴与密封支撑法兰之间均设有密封圈，所述密封法兰上设有多个水密接插件。本专利技术的优点与积极效果为：1、本专利技术在AUV回收时，先利用导向机构中的导向杆引导回收缆绳进入回收承力组件的开槽中，再利用捕获机构中的捕获爪闭合约束回收缆绳，并且回收承力组件前端与回收缆绳上的回收球低副配合，优化AUV回收过程受力，避免因受力较大造成机构损坏，且整体结构简单紧凑，便于维护。2、本专利技术在远距离时通过声学导引AUV移动，近距离时通过光学导引AUV移动，回收时通过导向机构中的导向杆导引回收缆绳移动，保证对接准确，提高了对接成功率。3、本专利技术在回收缆绳进入回收承力组件前端开槽后通过对射型传感器发出信号自动控制捕获爪闭合约束，进一步保证对接精度。4、本专利技术降低了技术成本，尤其适用于AUV的动态回收。附图说明图1为本专利技术的外观示意图，图2为图1中本专利技术的内部结构示意图，图3为图2中的导向驱动装置和捕获驱动装置安装示意图，图4为图3中的A处放大图，图5为图3中的密封法兰立体示意图，图6为图2中的导向丝杠丝母机构和捕获丝杠丝母机构示意图，图7为图2中转接段的舱体外壳爆炸示意图，图8为图2中转接段的舱体外壳剖视图，图9为图2中的回收段主视图，图10为图9中的B-B视图，图11为图9中的各个浮力块爆炸视图，图12为图10中捕获支撑板上的回收承力组件俯视图，图13为图12中捕获支撑板上的回收承力组件左视图，图14为图12中的回收承力组件回收缆绳时的示意图，图15为图10中捕获支撑板上的捕获机构示意图，图16为图15中捕获支撑板上的捕获机构主视图，图17为图15中捕获支撑板上的捕获机构剖视图，图18为图17中的捕获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，其特征在于：包括转接段(2)、回收段(3)、导向驱动机构、捕获驱动机构、导向机构(9)和捕获机构(8)，其中导向驱动机构包括导向推杆(703)和导向驱动装置(4)，且导向推杆(703)通过所述导向驱动装置(4)驱动移动，捕获驱动机构包括捕获推杆(603)和捕获驱动装置(5)，且捕获推杆(603)通过所述捕获驱动装置(5)驱动移动，转接段(2)后端通过密封法兰(10)与AUV主体(1)前端固连，导向驱动装置(4)和捕获驱动装置(5)设于所述密封法兰(10)上，转接段(2)前端通过端面法兰(11)与回收段(3)固连，且导向推杆(703)和捕获推杆(603)穿过所述端面法兰(11)后进入所述回收段(3)中，导向机构(9)和捕获机构(8)设于所述回收段(3)中，且导向机构(9)设有通过所述导向推杆(703)驱动张合的导向杆(901)，捕获机构(8)设有通过所述捕获推杆(603)驱动张合的捕获爪(801)，所述回收段(3)前端设有容置回收缆绳(16)的回收承力组件，且回收缆绳(16)沿着导向杆(901)移动进入回收承力组件中，并通过捕获爪(801)闭合约束。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，其特征在于：包括转接段(2)、回收段(3)、导向驱动机构、捕获驱动机构、导向机构(9)和捕获机构(8)，其中导向驱动机构包括导向推杆(703)和导向驱动装置(4)，且导向推杆(703)通过所述导向驱动装置(4)驱动移动，捕获驱动机构包括捕获推杆(603)和捕获驱动装置(5)，且捕获推杆(603)通过所述捕获驱动装置(5)驱动移动，转接段(2)后端通过密封法兰(10)与AUV主体(1)前端固连，导向驱动装置(4)和捕获驱动装置(5)设于所述密封法兰(10)上，转接段(2)前端通过端面法兰(11)与回收段(3)固连，且导向推杆(703)和捕获推杆(603)穿过所述端面法兰(11)后进入所述回收段(3)中，导向机构(9)和捕获机构(8)设于所述回收段(3)中，且导向机构(9)设有通过所述导向推杆(703)驱动张合的导向杆(901)，捕获机构(8)设有通过所述捕获推杆(603)驱动张合的捕获爪(801)，所述回收段(3)前端设有容置回收缆绳(16)的回收承力组件，且回收缆绳(16)沿着导向杆(901)移动进入回收承力组件中，并通过捕获爪(801)闭合约束。


2.根据权利要求1所述的用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，其特征在于：所述导向驱动机构包括导向驱动装置(4)、导向丝杠丝母机构(7)和导向推杆(703)，导向丝杠丝母机构(7)设于所述转接段(2)中且包括导向丝杠(701)和导向丝母(702)，导向丝杠(701)通过所述导向驱动装置(4)驱动旋转，导向丝母(702)套装于导向丝杠(701)上且与导向推杆(703)固连。


3.根据权利要求1所述的用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，其特征在于：所述捕获驱动机构包括捕获驱动装置(5)、捕获丝杠丝母机构(6)和捕获推杆(603)，捕获丝杠丝母机构(6)设于所述转接段(2)中且包括捕获丝杠(601)和捕获丝母(602)，捕获丝杠(601)通过所述捕获驱动装置(5)驱动旋转，捕获丝母(602)套装于捕获丝杠(601)上且与捕获推杆(603)固连。


4.根据权利要求1所述的用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，其特征在于：所述转接段(2)的舱体外壳包括上蒙皮(201)、下蒙皮(204)、上连接板(202)、下连接板(203)和连接圆环(206)，上连接板(202)对称设于转接段(2)上侧，下连接板(203)对称设于转接段(2)下侧，所述上连接板(202)和下连接板(203)前端与所述端面法兰(11)固连，后端与所述连接圆环(206)固连，且所述连接圆环(206)固定于所述密封法兰(10)上，上蒙皮(201)安装于上连接板(202)上，下蒙皮(204)安装于下连接板(203)上，在上蒙皮(201)内侧固设有一个超短基线换能器基座(205)，所述超短基线换能器基座(205)上安装有超短基线换能器(207)。


5.根据权利要求1所述的用于自主回收水下机器人的绳缆捕获式机构，其特征在于：所述回收段(3)包括导向支撑板(305)、捕获支撑板(306)、回收承力组件和多个浮力材，其中导向支撑板(305)上侧设有上浮力材(301)，捕获支撑板(306)下侧设有下浮力材(302)，导向机构(9)、捕获机构(8)和回收承力组件设于导向支撑板(305)和捕获支撑板(306)之间，且在所述导向支撑板(305)和捕获支撑板(306)之间，在所述回收承力组件两侧分别设有第一侧浮力材(303)和第二侧浮力材(304)，在所述下浮力材(302)中设有灯光导引摄像机(309)，在所述第一侧浮力材(303)和第二侧浮力材(304)中设...

【专利技术属性】
技术研发人员：白桂强，谷海涛，林扬，王子庆，李宁，杜俊，孟令帅，张海洋，唐东生，
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