一种无人船的回收装置和无人船的制作方法

本发明涉及船只技术领域，尤其涉及一种无人船的回收装置和无人船。

背景技术：

无人船是一种水面自主机器人，其体量小、吃水浅、机动灵活，作为大型调查船向不易抵达的浅水区的功能延伸，目前无人船在极浅水区域的海洋调查工作得到广泛应用。

在完成无人船的探测任务后，通常需要将无人船回收回母船。现有技术中可以通过吊环或吊带直接起吊，但这种方式都需要有人执行挂吊环等操作，而无人船上没有人来执行这些操作，导致无人船回收成为难题。

因此，需要提出一种更智能的无人船回收方案。

技术实现要素：

本发明提供一种新的无人船的回收装置和无人船，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种无人船的回收装置，包括：至少一个动力装置，分别固定于船身两侧；控制系统，适于控制动力装置的伸出与收缩；至少一个起吊撑杆，分别与船身两侧的动力装置对应连接，适于在动力装置的推动下向上旋转，其顶端设置有锁缆机构；至少一台卷缆器，分别固定于船身两侧；至少一条起吊绳，其绳头都固定于船身上，绳尾都缠绕在同侧船身的卷缆器中，且绳头和绳尾分别位于船体两头；以及将起吊绳连接起来的起吊横缆，其悬挂在所述锁缆机构中，适于被吊钩挂缆后脱离锁缆机构，并在所述吊钩的作用下带动无人船移动。

可选地，在根据本发明的回收装置中，动力装置、起吊撑杆、卷缆器和起吊绳的数目均为2，起吊横缆适于将两条起吊绳的中间部位连接起来。

可选地，在根据本发明的回收装置中，锁缆机构从上到下依次包括固定部件、第一弹性部件、互相啮合的齿条杆和齿轮环、以及第二弹性部件；其中，固定部件适于固定第一弹性部件，第一弹性部件和第二弹性部件适于分别从上下两侧固定齿条杆；齿轮环的内部悬挂所述起吊横缆，其外环具有一段缺口，且初始状态下该缺口方向与起吊撑杆呈一定夹角。

可选地，在根据本发明的回收装置中，起吊横缆在吊钩的作用下向上运动时，带动齿轮环受力转动，当齿轮环的缺口方向朝向吊钩时，起吊横缆从缺口处脱离齿轮环。

可选地，在根据本发明的回收装置中，控制系统还适于当起吊横缆脱离所述锁缆机构后，控制动力装置收缩，从而带动起吊撑杆向下旋转。

可选地，在根据本发明的回收装置中，动力装置为电动杆、气动杆、液压杆、滚珠丝杠或齿轮齿条；起吊绳和起吊横缆为缆绳、绳索或钢丝；第一弹性部件和第二弹性部件为压簧；卷缆器为具有弹性扭矩的装置。

可选地，在根据本发明的回收装置中，动力装置为电动杆，起吊绳和起吊横缆为缆绳，卷缆器为卷尺结构。

根据本发明又一个方面，提供一种无人船，包括如上所述的回收装置。

根据本发明的技术方案，可以在无人船的船体两侧各设置一个动力装置、一个起吊撑杆、一条起吊绳和一台卷缆器，并通过起吊横缆将船体两侧的起吊绳连接起来，且将起吊横缆悬挂于起吊撑杆顶部的锁缆机构中。进一步地，锁缆机构中设置齿轮齿条和压簧结构，齿轮环设置一段缺口，且缺口方向与起吊撑杆呈一定夹角。

当需要回收船体时，动力装置推动起吊撑杆向上立起，起吊撑杆又带动起吊绳和起吊横缆也一并旋转。之后，由吊钩向上勾起起吊横缆向上运动，带动锁缆机构中的齿轮环也受力旋转。当齿轮环的缺口近似朝上时，起吊横缆即可脱离齿轮环，此时吊钩可通过起吊横缆带动无人船的任意移动，从而实现船体回收。另一方面，起吊横缆拖缆后，可由控制系统控制动力装置收缩，从而带动起吊撑杆向平台方向旋转，使得设备自动回到初始状态。根据本发明的技术方案，实现了船体的自动化回收，无需工作人员专门到无人船上去执行回收操作，提高了操作安全性，也解放了人力，降低了机构成本。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一些实施例的无人船100在起吊撑杆120倒下时的立体示意图；

图2示出了图1中无人船100的俯视图；

图3示出了图1中无人船100的侧视图；

图4示出了根据本发明一些实施例的无人船100在起吊撑杆120立起时的立体示意图；

图5示出了图4中无人船100的前视图；

图6示出了根据本发明一个实施例的锁缆机构130在起吊横缆160拖缆过程中的结构示意图；

图7示出了根据本发明一个实施例的锁缆机构130在起吊横缆160拖缆后的结构示意图；

图8示出了根据本发明一些实施例的无人船100在起吊横缆160拖缆后的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一些实施例的无人船100在起吊撑杆120倒下时的立体示意图；图2示出了图1中无人船100的俯视图；图3示出了图1中无人船100的侧视图。图4示出了根据本发明一些实施例的无人船100在起吊撑杆立起时的立体示意图；图5示出了图4中无人船100的前视图。

如图1-图5中所示，无人船100中设置有回收装置，用于船体的单点起吊回收，该回收装置包括至少一个动力装置110、至少一个起吊撑杆120、至少一台卷缆器140、至少一条起吊绳150，起吊横缆160和控制系统(图中未示出)。

根据一个实施例，动力装置110、起吊撑杆120、卷缆器140和起吊绳150的数目可以均为2，此时起吊横缆160适于将两条起吊绳150的中间部位连接起来。

其中，至少一个动力装置110分别固定于船身两侧，如可以设置两个动力装置110，这两个动力装置可以在船身的船头两侧或船尾两侧对称设置。动力装置110不特指某种动力原理，其可以为电动杆、气动杆、液压杆、滚珠丝杠或齿轮齿条，本发明对其具体形式不作限制，只要能实现动力驱动即可。根据一个实施例，本发明中以电动杆为例。

控制系统适于控制动力装置110的伸出与收缩，当有多个动力装置110时，如有两个时，控制系统可以控制多个动力装置110同时伸出或收缩，当然也可以控制其先后伸出或收缩，本发明对其控制方式不作具体限定。控制系统不特指某种架构、操作系统或语言，其可以是物理独立的嵌入式设备，也可以集成在无人船100的主控系统中，本发明对此不做限制。

至少一个起吊撑杆120分别与船身两侧的动力装置110对应连接，其顶端设置有锁缆机构130。根据一个实施例，可以设置两个起吊撑杆120，这两个起吊撑杆120分别与船身两侧的两个动力装置110对应连接。当控制系统控制动力装置110伸出时，起吊撑杆120适于在动力装置110的推动下向上旋转(此时撑杆立起)。当然，当动力装置110收缩时，起吊撑杆120也可以在动力装置110的拉动下向下旋转(此时撑杆倒向平台)。另外，本发明对起吊撑杆120和动力装置110的连接方式不作限制，只要能够实现动力驱动即可。

至少一台卷缆器140分别固定于船身两侧，根据一个实施例，可以设置两台卷缆器140，如可以在船身的船头两侧或船尾两侧对称设置。卷缆器140可以是一种具有弹性扭矩的装置，具体为卷尺结构。

至少一条起吊绳150的绳头都固定于船身上，绳尾都缠绕在同侧船身的卷缆器140中，且绳头和绳尾分别位于船体两头。这里，绳头和绳尾分别位于船体两头实际是指绳头和船身同侧的卷缆器140分立于船体两头，其实际代表的是船体的几个起吊支点，将这几个支点分别设置能够保证多个起吊支点的平衡。在起吊撑杆120竖起的同时，卷缆器140同步释放起吊绳150，使得起吊绳150处于绷紧状态。根据一个实施例，可以设置两条起吊绳150，这两条绳的绳头可以固定在同一端点，从而实现整个船体的三点起吊(即本申请附图中所采用的方式)；或者固定在不同端点，从而实现船体的四点起吊，当然也可以设置为其他位置，本发明对起吊绳150的绳头位置和绳尾所在的卷缆器140位置不作具体限定。

起吊横缆160适于连接起吊绳150，如可以将两条起吊绳150的中间部位连接起来，其悬挂在锁缆机构130中，适于被吊钩170挂缆后脱离锁缆机构130，并在吊钩170的作用下带动无人船100移动。这里，起吊绳150的中间部位可以是绳头和绳尾中间的任意部位，如接近绳头处、接近绳尾处或接近中点处，本发明对此不作限制。根据一个实施例，起吊绳150和起吊横缆160可以为缆绳、绳索或钢丝等任意能够吊起船体的线状物质，本发明对此不作具体限制。

需要说明的是，对于“至少一个”的限定，虽然在一些实施例和附图中设定为两个，但本领域技术人员可以根据灵活设置各装置的数目及位置，如可以设置三个或四个等，本发明对此不作具体限定。

图6和图7分别示出了根据本发明一个实施例的锁缆机构130在起吊横缆160拖缆过程中和拖缆后的结构示意图，图8示出了根据本发明一些实施例的无人船100在起吊横缆160拖缆后的结构示意图。如图6-图8所示，锁缆机构130从上到下依次包括固定部件131、第一弹性部件132、互相啮合的齿条杆133和齿轮环134、以及第二弹性部件135。固定部件131适于固定第一弹性部件132，其可以为堵头。第一弹性部件132和第二弹性部件135适于分别从上下两侧固定齿条杆133，其可以为压簧。进一步地，固定部件131、第一弹性部件132、齿条杆133和第二弹性部件135设置于起吊撑杆120内部。齿轮环134的大部分位于起吊撑杆120外部，其内部(如环心部分)用于悬挂起吊横缆160，其外环具有一段缺口，且初始状态下该缺口方向与起吊撑杆120呈一定夹角，这样就能将起吊横缆160封锁在齿轮环134的内部。

根据一种实现方式，起吊横缆160在吊钩170的作用下向上运动时，带动齿轮环受力转动，当齿轮环134的缺口方向朝向吊钩170时，起吊横缆160从缺口处脱离齿轮环134。这里，吊钩可以设置为多爪式，以便从任一方向都能挂住起吊横缆160；当然也可以根据需要设置为其他形式，本发明对此不作限制。

图6中虚线箭头代表齿轮环134的缺口朝向为右上方向，实线箭头代表起吊横缆160在吊钩170的吊动下正在向上运动。此时，齿轮环134受力逆时针转动，使得齿条杆133向下运动，进而带动第一弹性部件132和第二弹性部件135也向下运动。当齿轮环134的缺口在吊钩170和起吊横缆160的带动下转到图7中所示位置时，即朝向吊钩170的位置或者可认为是近似竖直向上方向，起吊横缆160不再受齿轮环134的约束作用，从而从该缺口处脱离齿轮环134，这时可认为吊钩170已完全吊住无人船100，可吊动船体随意移动。而起吊横缆160拖缆后，齿轮环134不再受力的压迫，重新回到初始位置，即与起吊撑杆120呈一定夹角的位置，并进一步带动齿条杆133和两个弹性部件回归原位。

根据一个实施例，当起吊横缆160脱离锁缆机构130后，控制系统还可以控制两个动力装置110收缩，进而带动两个起吊撑杆120向下旋转，这样就使动力装置110和起吊撑杆120自动回到了平台的初始位置，既节省空间又保护船体结构。

另外，根据本发明的无人船并不限于图1-图8中所示的单体船，也可以是双体船、三体船或多体船等。取决于船只的具体结构设计，根据本发明的回收装置可以被设置在船只的适当位置，本发明对此不作具体限制。

根据本发明的技术方案，通过在无人船的船体上设置回收装置，如可以设置两个动力装置110、两个起吊撑杆120、两台卷缆器140、两条起吊绳150，以及起吊横缆160和锁缆机构130。当需要回收船体时，动力装置110推动起吊撑杆120向上立起，带动起吊绳150和起吊横缆160一并旋转。之后，吊钩170向上勾起起吊横缆160向上运动，带动锁缆机构130中的齿轮环134也受力旋转。当齿轮环134的缺口近似朝上时，起吊横缆160脱离齿轮环134，此时吊钩170可通过起吊横缆160带动无人船100的任意移动，从而实现船体回收。另一方面，起吊横缆160拖缆后，可由控制系统控制动力装置110收缩，从而带动起吊撑杆120倒回平台方向，使得设备自动回到初始状态。这样，实现了船体的自动化回收，无需工作人员专门到无人船上去执行回收操作，提高了操作安全性，也解放了人力和降低了机构成本。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。