一种坐落式AUV水下对接平台制造技术

一种坐落式AUV水下对接平台属于水下无人航行器技术领域，目的在于解决现有技术存在的通用性差、易发生偏离及撞击以及对接耗时长的问题。本发明专利技术包括：对接平台底座；设置在对接平台上端面一端的阻拦索装置；设置在AUV主体艉段的捕捉臂装置，捕捉臂装置至少包括相对AUV主体转动配合的捕捉臂，通过捕捉臂和阻拦索装置配合实现捕捉；安装在AUV主体末端的AUV推进装置；安装在AUV主体艏段的水下摄像机；安装在AUV主体顶部的吊环和水声通信装置，通过水声通信装置和水面进行通信；设置在对接平台底座上的夹爪装置，夹爪装置通过电机驱动装置驱动开合实现对AUV主体的夹持或释放；用于AUV主体和对接平台底座通信的USBL装置；以及用于AUV主体充电的水下无线充电装置。

【技术实现步骤摘要】
一种坐落式AUV水下对接平台
本专利技术属于水下无人航行器
，具体涉及一种坐落式AUV水下对接平台。
技术介绍
近年来，水下无人潜航器(UUV)发展迅速，其中AUV由于体积小、重量轻、隐蔽性高且无缆限制，非常适合执行海底资源勘探、地形重构、钻井支援、水下设备维护与维修、援潜和救生等任务。然而AUV的续航能力及作业时间有限，这就需要对接平台为其提供电能补充和数据传送。目前，国内外在AUV的水下对接平台设计上，主要有三种：捕捉式对接装置、导向式对接装置和平台式对接装置。其中，捕捉式对接装置利用舷部安装的捕捉绳索、杆类等装置完成AUV的捕捉对接，装置结构复杂，平台通用性差；导向式对接装置利用圆锥导向罩、喇叭筒实现目标的对接，对AUV的操纵性要求高，易发生偏离及撞击。平台式对接装置，利用AUV自带的捕捉机构，采用航母拦阻系统的原理坐落在对接平台上，但在海流影响下很难完成AUV的锁定，对接耗时。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种坐落式AUV水下对接平台，解决现有技术存在的通用性差、易发生偏离及撞击以及对接耗时长的问题，完成AUV主体高效、简便的水下对接及电能补充。为实现上述目的，本专利技术的一种坐落式AUV水下对接平台包括：对接平台底座；设置在所述对接平台上端面一端的阻拦索装置；设置在AUV主体艉段的捕捉臂装置，所述捕捉臂装置至少包括相对AUV主体转动配合的捕捉臂，通过捕捉臂和阻拦索装置配合实现捕捉；安装在所述AUV主体末端的AUV推进装置；<br>安装在所述AUV主体艏段的水下摄像机；安装在所述AUV主体顶部的吊环和水声通信装置，通过所述水声通信装置和水面进行通信；设置在所述对接平台底座上的夹爪装置，所述夹爪装置通过电机驱动装置驱动开合实现对所述AUV主体的夹持或释放；用于AUV主体和对接平台底座通信的USBL装置；以及用于AUV主体充电的水下无线充电装置。所述阻拦索装置包括：垂直设置在所述对接平台底座上端面的立柱A；垂直设置在所述对接平台底座上端面的立柱B；所述立柱A或立柱B内设置有拉力计，所述拉力计并与阻拦索相连。所述捕捉臂装置包括：设置在所述AUV主体内部的支撑板，所述AUV主体艉段底部设置有开槽；一端固定在所述AUV主体上的捕捉臂基座；一端通过短销和所述捕捉臂基座转动配合的捕捉臂，所述捕捉臂另一端为勾状结构；连接在捕捉臂和支撑板之间的弹簧；固定在所述捕捉臂另一端的铁圈；以及设置在所述支撑板上的电磁铁，所述电磁铁底部为圆形豁口，所述铁圈和所述电磁铁的圆形豁口相切。所述水下对接底座包括平行设置的沟槽A和沟槽B；所述夹爪装置包括结构相同的两组，两组所述夹爪装置分别相对沟槽A和沟槽B滑动配合；第一组包括：和所述沟槽A滑动配合的底部基座A；和所述沟槽A滑动配合的底部基座B；通过所述电机驱动装置带动所述底部基座A和底部基座B相向运动或相背运动；设置在所述底部基座A上的夹爪A，所述夹爪A上设置有沿沟槽A方向的梯形开孔A；以及设置在所述底部基座B上的夹爪B，所述夹爪B上设置有沿沟槽A方向的梯形开孔B，梯形开孔A和所述梯形开孔B相对设置，所述夹爪A和所述夹爪B上部的爪齿在轴向上相互交错设置；第二组包括：和所述沟槽B滑动配合的底部基座C；和所述沟槽B滑动配合的底部基座D；通过所述电机驱动装置带动所述底部基座C和底部基座D相向运动或相背运动；设置在所述底部基座C上的夹爪C，所述夹爪C上设置有沿沟槽B方向的梯形开孔C；以及设置在所述底部基座D上的夹爪D，所述夹爪D上设置有沿沟槽B方向的梯形开孔D，梯形开孔C和所述梯形开孔D相对设置，所述夹爪C和所述夹爪D上部的爪齿在轴向上相互交错设置。所述电机驱动装置包括两套：第一套包括：通过所述基座A设置在所述对接平台底座上的丝杠A，所述丝杠A包括旋向相反的两段；和所述丝杠A一端固定连接的电机A；以及设置在所述丝杠A上分别和所述丝杠A旋向相反的两段配合的梯形螺母A和梯形螺母B，所述梯形螺母A和所述梯形开孔A固定连接，所述梯形螺母B和所述梯形开孔B固定连接；第一套包括：通过所述基座B设置在所述对接平台底座上的丝杠B，所述丝杠B包括旋向相反的两段；和所述丝杠B一端固定连接的电机B；以及设置在所述丝杠B上分别和所述丝杠B旋向相反的两段配合的梯形螺母C和梯形螺母D，所述梯形螺母C和所述梯形开孔C固定连接，所述梯形螺母D和所述梯形开孔D固定连接。所述USBL装置包括包括声头和应答器，所述声头安装在对接平台底座上，应答器安装在AUV主体艏段的底部。所述水下无线充电装置包括：安装在AUV主体底部的充电次级模组；安装在对接平台底座上的充电基座；以及安装在充电基座内的充电初级模组；充电初级模组与充电次级模组配套。所述水下摄像机包括摄像头和补光灯。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的夹爪装置在合拢时呈水滴构型，合拢过程中利用夹爪对吊环和水声通信装置的限位作用降低AUV横滚的可能，提高对水底洋流的抗干扰性，保证平台对接成功率。夹爪合拢后将AUV固定在充电基座上，使AUV与充电基座内的充电模组平行，保证充电效率。2、本专利技术的阻拦索装置利用拉力计检测阻拦索上的张力状态，进而判断捕捉臂与阻拦索是否挂接成功，并将信号传递给对接平台，通过电机驱动夹爪装置完成AUV的锁紧固定。3、本专利技术的捕捉臂装置采用电磁装置完成捕捉臂的释放与回收，并利用弹簧实现捕捉臂的快速释放和避碰限位，提高捕捉臂装置的稳定性和寿命。4、本专利技术的对接平台主体前后通透，与导向罩装置不同，当AUV充电完成后，可直接驶离平台进行作业，不需要反转螺旋桨使AUV倒退，提高了作业效率，降低了捕捉臂没有挂索成功时碰撞的可能，提高了安全性。附图说明图1为本专利技术中坐落式对接平台对AUV充电的整体结构示意图；图2为本专利技术中夹爪装置的结构示意图；图3为本专利技术中坐落式对接平台对AUV充电的整体结构侧视图；图4为本专利技术中对接平台基座及其上装置结构示意图；图5为本专利技术中AUV主体上的捕捉臂装置结构示意图；图6为本专利技术中对接准备过程的AUV状态结构剖视图；图7为本专利技术中AUV充电及数据交换过程的整体结构剖视图；其中：1、AUV主体，2、AUV推进装置，3、夹爪装置，301、夹爪A，302、夹爪B，303、夹爪C，304、夹爪D，305、梯形开孔A，306、梯形开孔B，307、梯形开孔C，308、梯形开孔D，309、底部基座A，310、底部基座B，311、底部基座C，312、底部基座D，4、阻拦索装置，401、立柱A，402、立柱B，403、阻拦索，5、捕捉臂装置，501、捕捉臂，502、电磁铁，503、铁圈，504、弹簧，505、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种坐落式AUV水下对接平台，其特征在于，包括：/n对接平台底座(10)；/n设置在所述对接平台上端面一端的阻拦索(403)装置(4)；/n设置在AUV主体(1)艉段的捕捉臂(501)装置(5)，所述捕捉臂(501)装置(5)至少包括相对AUV主体(1)转动配合的捕捉臂(501)，通过捕捉臂(501)和阻拦索(403)装置(4)配合实现捕捉；/n安装在所述AUV主体(1)末端的AUV推进装置(2)；/n安装在所述AUV主体(1)艏段的水下摄像机(6)；/n安装在所述AUV主体(1)顶部的吊环(11)和水声通信装置(12)，通过所述水声通信装置(12)和水面进行通信；/n设置在所述对接平台底座(10)上的夹爪装置(3)，所述夹爪装置(3)通过电机驱动装置(9)驱动开合实现对所述AUV主体(1)的夹持或释放；/n用于AUV主体(1)和对接平台底座(10)通信的USBL装置(7)；/n以及用于AUV主体(1)充电的水下无线充电装置(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种坐落式AUV水下对接平台，其特征在于，包括：
对接平台底座(10)；
设置在所述对接平台上端面一端的阻拦索(403)装置(4)；
设置在AUV主体(1)艉段的捕捉臂(501)装置(5)，所述捕捉臂(501)装置(5)至少包括相对AUV主体(1)转动配合的捕捉臂(501)，通过捕捉臂(501)和阻拦索(403)装置(4)配合实现捕捉；
安装在所述AUV主体(1)末端的AUV推进装置(2)；
安装在所述AUV主体(1)艏段的水下摄像机(6)；
安装在所述AUV主体(1)顶部的吊环(11)和水声通信装置(12)，通过所述水声通信装置(12)和水面进行通信；
设置在所述对接平台底座(10)上的夹爪装置(3)，所述夹爪装置(3)通过电机驱动装置(9)驱动开合实现对所述AUV主体(1)的夹持或释放；
用于AUV主体(1)和对接平台底座(10)通信的USBL装置(7)；
以及用于AUV主体(1)充电的水下无线充电装置(8)。


2.根据权利要求1所述的一种坐落式AUV水下对接平台，其特征在于，所述阻拦索(403)装置(4)包括：
垂直设置在所述对接平台底座(10)上端面的立柱A(401)；
垂直设置在所述对接平台底座(10)上端面的立柱B(402)；所述立柱A(401)或立柱B(402)内设置有拉力计，所述拉力计并与阻拦索(403)相连。


3.根据权利要求1所述的一种坐落式AUV水下对接平台，其特征在于，所述捕捉臂(501)装置(5)包括：
设置在所述AUV主体(1)内部的支撑板(508)，所述AUV主体(1)艉段底部设置有开槽(507)；
一端固定在所述AUV主体(1)上的捕捉臂基座(506)；
一端通过短销(505)和所述捕捉臂基座(506)转动配合的捕捉臂(501)，所述捕捉臂(501)另一端为勾状结构；
连接在捕捉臂(501)和支撑板(508)之间的弹簧(504)；
固定在所述捕捉臂(501)另一端的铁圈(503)；
以及设置在所述支撑板(508)上的电磁铁(502)，所述电磁铁(502)底部为圆形豁口，所述铁圈(503)和所述电磁铁(502)的圆形豁口相切。


4.根据权利要求1所述的一种坐落式AUV水下对接平台，其特征在于，所述水下对接底座包括平行设置的沟槽A(13)和沟槽B(14)；所述夹爪装置(3)包括结构相同的两组，两组所述夹爪装置(3)分别相对沟槽A(13)和沟槽B(14)滑动配合；
第一组包括：
和所述沟槽A(13)滑动配合的底部基座A(903)(309)；
和所述沟槽A(13)滑动配合的底部基座B(904)(310)；通过所述电机驱动装置(9)带动所述底部基座A(903)(309)和底部基座B(904)(310)相向运动或相背运动；
设置在所述底部基座A(903)(309)上的夹爪A(301)，所述夹爪A(301)上设置有沿沟槽A(13)方向的梯形开孔A(305)；
以及设置在所述底部基座B(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈延礼，胡鑫玉，张国庆，卫军，白桂强，马习文，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22