本发明涉及无人艇布放回收技术领域，特别涉及一种在4级海况下3吨级(7.5m长)无人艇的布放回收装置。
背景技术：
进入21世纪以来，随着科技和军事能力的大幅度提高，海洋成为各个国家和集团加紧争夺的战略安全空间，无人艇作为未来海上侦查、作战和作业的新宠，受到各国越来越多的重视。其中自主布放回收技术是无人艇能否安全高效投放并成功列装的关键。当前使用的无人水面艇大多是以搭载在大型舰艇上的有人小艇为基础发展而来，其布放与回收利用了母舰上现成的吊艇架或坡道进行。该方法需要操作人员登上无人艇，参与挂接无人艇等操作，效率低、危险性大，且此方法仅仅适用于低航速、低海况、试验航次情形。
技术实现要素：
本发明的目的是提供了一种在4级海况下3吨级(7.5m长)无人艇的布放回收装置，能够实现无人艇安全可靠的布放回收，且无需操作人员登上无人艇，参与挂接无人艇等操作，效率高，危险性小。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种无人艇布放回收装置，所述无人艇布放回收装置包括固定框架、导向机构、锁定机构；所述锁定机构包括旋转块、限位块、步进电机以及联轴器；
所述固定框架包括一个固定架和两个相同的侧向固定部；所述固定架和所述侧向固定部均为双层结构；所述侧向固定部的一端与所述固定架连接，使所述侧向固定部的一端为闭合端，所述侧向固定部的另一端为开口端；
在每个所述侧向固定部的开口端均设置一个呈八字形开口结构的所述导向机构；
在每个所述侧向固定部的下层架的外侧面均固定有所述旋转块、所述步进电机以及所述联轴器；在每个所述侧向固定部的上层架的外侧面均固定有所述限位块；所述步进电机通过所述联轴器与所述旋转块连接，所述步进电机驱动所述联轴器带动所述旋转块进行旋转；
当无人艇回收，所述无人艇两侧的起吊臂通过所述导向机构进入所述侧向固定部内，所述步进电机驱动所述联轴器带动所述旋转块向上旋转，并卡进所述限位块后停止旋转，使所述侧向固定部的下层架与所述侧向固定部的上层架连接，固定所述无人艇，防止所述无人艇在布放前滑出；
当所述无人艇布放时，所述步进电机驱动所述联轴器带动所述旋转块向下旋转，所述旋转块从所述限位块脱出，所述无人艇从所述侧向固定部滑出。
可选的，所述固定框架由铝型材组成；所述侧向固定部由两根互相平行的铝型材组成；所述固定架为长方形结构的框架。
可选的，所述无人艇布放回收装置还包括姿态调整机构；所述姿态调整机构包括摄像头、控制器、水下推进器、连接环、水下支撑座；
在每个所述侧向固定部与所述固定架的连接端上均固定有所述摄像头和所述控制器，且所述摄像头与所述控制器连接；
在每个所述侧向固定部的下层架的下底面上均固定有所述水下支撑座；所述水下支撑座的一端与所述侧向固定部的下层架的下底面连接；所述水下支撑座的另一端与所述连接环连接；所述连接环的一侧设置所述水下推进器；
所述控制器，还与所述水下推进器连接，用于根据所述摄像头实时采集的无人艇位置图像，调整所述水下推进器的前进方向，使所述固定框架与所述无人艇对准。
可选的，所述无人艇布放回收装置还包括两个相同的浮体机构，分别固定在所述侧向固定部的下层架的下底面上；所述浮体机构用于保持所述固定框架与所述无人艇位于同一水平面上。
可选的，所述浮体机构包括浮体和两个相同的浮体支撑架；所有所述浮体支撑架均设置在所述侧向固定部的下层架的下底面上；所述浮体固定在两个所述浮体支撑架上。
可选的，所有所述浮体支撑架均为l型，且朝上设置；所述水下支撑座设置在两个所述浮体支撑架之间。
可选的，所述导向机构包括两个相同的一体成型的折线形状的导向片，分别为第一导向片和第二导向片；所述第一导向片和所述第二导向片均包括平行段和开口段；所述第一导向片的平行段固定在所述侧向固定部的上层架的下底面上，所述第二导向片的平行段固定在所述侧向固定部的下层架的上底面上，形成八字形上下开口状的导向机构。
可选的，所述导向机构还包括导向轮；所述导向轮设置在所述开口段。
可选的，所述锁定机构还包括减速器和旋转支座；
在每个所述侧向固定部的下层架的外侧面上均固定有所述旋转支座，所述旋转块固定在所述旋转支座上；
所述减速器设置在所述步进电机和所述联轴器之间；所述步进电机驱动所述减速器带动所述联轴器上的所述旋转块进行旋转。
可选的，所述无人艇布放回收装置还包括锂电池箱；所述锂电池箱设置在所述固定架的外侧面。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种无人艇布放回收装置，所述无人艇布放回收装置包括固定框架、导向机构、锁定机构；所述锁定机构包括旋转块、限位块、步进电机以及联轴器；所述固定框架包括一个固定架和两个相同的侧向固定部；所述固定架和所述侧向固定部均为双层结构；所述侧向固定部的一端与所述固定架连接，使所述侧向固定部的一端为闭合端，所述侧向固定部的另一端为开口端；在每个所述侧向固定部的开口端均设置一个呈八字形开口结构的所述导向机构；在每个所述侧向固定部的下层架的外侧面均固定有所述旋转块、所述步进电机以及所述联轴器；在每个所述侧向固定部的上层架的外侧面均固定有所述限位块；所述步进电机通过所述联轴器与所述旋转块连接，所述步进电机驱动所述联轴器带动所述旋转块进行旋转；当无人艇回收，所述无人艇两侧的起吊臂通过所述导向机构进入所述侧向固定部内，所述步进电机驱动所述联轴器带动所述旋转块向上旋转，并卡进所述限位块后停止旋转，使所述侧向固定部的下层架与所述侧向固定部的上层架连接，固定所述无人艇，防止所述无人艇在布放前滑出；当所述无人艇布放时，所述步进电机驱动所述联轴器带动所述旋转块向下旋转，所述旋转块从所述限位块脱出，所述无人艇从所述侧向固定部滑出。本发明提供的无人艇布放回收装置不仅能够在复杂的海域环境下自动实现无人艇安全可靠的布放回收，提高无人工作艇效率、简化无人艇布放回收程序，而且还可以防止在起吊过程中无人艇滑出，提高母船及无人艇空间利用效率，具有运行可靠、结构简单、自主性高等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例无人艇布放回收装置的结构示意图；
图2为本发明实施例无人艇布放回收装置中导向机构示意图；
图3为本发明实施例无人艇布放回收装置中锁定机构示意图；
图4为本发明实施例无人艇布放回收装置中姿态调整机构示意图；
图5为本发明无人艇驶出无人艇布放回收装置的示意图；
图6为本发明无人艇驶入无人艇布放回收装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供了一种在4级海况下3吨级(7.5m长)无人艇的布放回收装置，能够实现无人艇安全可靠的布放回收，且无需操作人员登上无人艇，参与挂接无人艇等操作，效率高，危险性小。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例无人艇布放回收装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的无人艇布放回收装置包括无人艇1、导向机构2、锁定机构3、姿态调整机构4、浮体机构5、锂电池箱6以及固定框架7。固定框架7包括一个固定架和两个相同的侧向固定部；固定架和侧向固定部均为双层结构；只有侧向固定部的一端与述固定架连接，使侧向固定部的一端为闭合端，侧向固定部的另一端为开口端；固定框架由铝型材组成；侧向固定部由两根互相平行的铝型材组成；固定架为长方形结构的框架。
导向机构2为两个，分别固定安装在侧向固定部的开口端，用于使无人艇1准确快速进入固定框架7。
锁定机构3为两个，分别固定安装在侧向固定部的侧面，用于连接固定框架7的上、下铝型材(即连接侧向固定部的上层架和下层架，其中上层架为上铝型材，下层架为下铝型材)，防止无人艇1在回收、起吊过程中滑落。
姿态调整机构4为两个，分别固定安装在侧向固定部与固定架的连接端，用于微调固定框架7，使固定框架7与无人艇1精确对接，便于迅速回收。
浮体机构5为两个，分别固定在侧向固定部的下层架的下底面上；浮体机构5用于保持固定框架与无人艇1位于同一水平面上，即让整个装置浮在水面并与无人艇1保持同一水平面。
浮体机构5包括浮体和两个相同的浮体支撑架；所有浮体支撑架均为l型，且均朝上设置在侧向固定部的下层架的下底面上；浮体固定在两个浮体支撑架上；
锂电池箱6，设置在固定架的外侧面，用于为整个装置供电。
图2为本发明实施例无人艇布放回收装置中导向机构示意图，如图2所示，在每个侧向固定部的开口端均设置一个呈八字形开口结构的导向机构2。导向机构2包括两个相同的一体成型的折线形状的导向片，分别为第一导向片和第二导向片；所述第一导向片和所述第二导向片均包括平行段201和开口段202；所述第一导向片的平行段201固定在侧向固定部的上层架203的下底面上，第二导向片的平行段201固定在侧向固定部的下层架204的上底面上，形成八字形上下开口状的导向机构2。导向机构2用于固连侧向固定部的上、下层架，导向片的开口段202上安装有导向轮205，用于减少无人艇1与所述侧向固定部的上、下层架之间的摩擦。
具体的工作流程如下：无人艇1开近后，两侧伸出翼(即起吊臂)通过导向机构2的限位，通过碰撞纠正位置就开进固定框架(也可以称为吊笼)内。
图3为本发明实施例无人艇布放回收装置中锁定机构示意图，如图3所示，所述锁定机构3还包括旋转块301、旋转支座302、限位块303、联轴器304、减速器305以及步进电机306。
在每个侧向固定部的下层架204的外侧面均固定有旋转支座302、联轴器304、减速器305以及步进电机306；旋转块301固定在旋转支座302上；在每个侧向固定部的上层架203的外侧面均固定有限位块303；所述步进电机306依次通过所述联轴器304、所述减速器305与所述旋转块301连接，所述步进电机306驱动所述减速器305带动所述联轴器304上的所述旋转块301进行旋转。
具体的工作流程如下：通过步进电机306驱动带动减速器306，从而带动旋转块301旋转，将侧向固定部的上层架203和下层架204连接锁定，在起吊过程中更稳定，防止起吊过程下层架204因单点受力脱离上层架203断裂，同时限制无人艇1的滑出。
图4为本发明实施例无人艇布放回收装置中姿态调整机构示意图，如图4所示，姿态调整机构4包括水下推进器401、连接环402、水下支撑座403、摄像头404以及控制器；该摄像头404为瞄准摄像机。
在每个侧向固定部与固定架的连接端上均固定摄像头404和控制器，且摄像头404与控制器连接。
在每个侧向固定部的下层架204的下底面上均固定水下支撑座403；水下支撑座403的一端与侧向固定部的下层架204的下底面连接；水下支撑座403的另一端与连接环402连接；连接环403的一侧设置水下推进器401。
控制器，还与水下推进器401连接，用于根据摄像头404实时采集的无人艇位置图像，调整水下推进器401的前进方向，使固定框架7与无人艇1精确对准，便于无人艇1迅速驶入固定框架7内。
具体操作流程如下：无人艇1靠近吊笼(固定框架7)后，当吊笼与无人艇之间有一定的偏差，操作员通过吊笼上搭载一台瞄准摄像机反馈的实时图像控制水下推进器401的正反转，使吊笼旋转与无人艇1精确对准。
图5为本发明无人艇驶出无人艇布放回收装置的示意图，如图5所示，当所述无人艇1布放时，所述步进电机306驱动所述减速器305带动所述联轴器304上的所述旋转块301向下旋转，所述旋转块301从所述限位块303脱出，所述无人艇1从所述侧向固定部滑出，无人艇1顺利开出。
图6为本发明无人艇驶入无人艇布放回收装置的示意图，如图6所示，当无人艇回收时，无人艇1航驶到布放回收作业区域，姿态调整机构4调整吊笼与无人艇1精确对准，所述无人艇1两侧的起吊臂通过所述导向机构2进入吊笼内，步进电机306工作，所述步进电机306驱动所述减速器305带动所述联轴器304上的所述旋转块301向上旋转，并卡进所述限位块303后停止旋转，使所述侧向固定部的下层架204与所述侧向固定部的上层架203连接，固定所述无人艇1，防止所述无人艇1在起吊、布放前滑出。
在无人艇1回收后，通过母船上的吊动装置将无人艇1吊起，提高母船及无人艇空间利用效率。
本发明公开了一种无人艇布放回收装置，主要包括导向机构、锁定机构、姿态调整机构，可实现3吨级(7.5m长)无人艇在4级海况下安全、可靠地布放回收。本发明的工作原理：(1)布放无人艇，母船航驶至布放区域以后，通过无人艇布放回收装置将无人艇吊放到海里，然后锁定机构工作，将旋转块放下，无人艇顺利驶出。(2)回收无人艇，无人艇航驶回布放回收工作作业区域内，姿态调整机构工作实现吊笼与无人艇精确对准，无人艇在导向机构的引导下顺利驶入吊笼中，锁定机构工作，将吊笼的上下铝型材连接锁定到一起，同时限位，防止回收、起吊过程中无人艇滑出，最后吊起无人艇。
与现有技术相比，本发明提供的无人艇布放回收装置，不仅能够在复杂的海域环境下自动实现无人艇安全可靠的布放回收，提高无人工作艇效率、简化无人艇布放回收程序，而且还可以防止在起吊过程中无人艇滑出，提高母船及无人艇空间利用效率。因此，本发明提供的无人艇布放回收装置具有运行可靠、结构简单、自主性高等优点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。