一种海洋水下滑翔机收放系统及其布放方法与流程

本发明涉及水下机器人领域，特别是涉及一种海洋水下滑翔机收放系统及其布放方法。

背景技术：

近几年，我国海洋资源勘探与开发事业如火如荼地进行着，大批海洋科考船逐渐从近海科考走向远海科考，用于海洋科学调查的水下滑翔机也广泛地装备在这些科考船上。水下滑翔机用于探索水下生物或者水底资源，价格较为昂贵，所获取的数据也非常的珍贵。

目前，国内外对于水下滑翔机的布放和回收主要有两种思路。一种是通过起吊的方式，大多为吊车机械臂夹取的形式，如文献号为cn103183112b的中国发明专利说明书公开的一种水下机器人回收用对接起吊装置，这种形式的装置不仅结构复杂，并且由于水下机器人在水面处于浮动状态，很难进行准确地抓取，因而使用效果不佳。此外，文献号为cn205524896u的中国实用新型专利说明书公开一种用于水下航行器的回收和布放装置，该装置采用耐磨柔软的网兜兜住航行器，借助起吊装置进行布放和回收，但这种形式的装置难以将较重的航行器从网兜中取出。

另外一种是滑坡式布放回收，如文献号为cn206125345u的中国实用新型专利说明书公开了一种箱装式水下机器人收放滑道，这种装置的优点是专用化水平高，滑翔机得到有效保护，并且工作人员很安全，省时省力，缺点是需要的甲板工作面积很大，专用布放回收设备的制造维护成本高，装置笨重不轻便，而且布放回收过程都需要在无风无浪情况下进行。

出于对人员安全、体力、后甲板作业空间以及昂贵的水下滑翔机碰撞损伤风险的综合考量，需要一种操作简便，通用性强，经济性好，性能可靠的科考船水下滑翔机收放装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种海洋水下滑翔机收放系统及其布放方法，以解决现有水下滑翔机布放和回收困难、安全性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种海洋水下滑翔机收放系统，包括：母船、搬运小车、打捞器和延伸导向装置，延伸导向装置固定在母船的船舷上，母船上设有绳索回收装置，搬运小车用于对滑翔机进行搬运；所述的打捞器包括固定绳、定位钩环、手柄、拉力传感器和拉力感应执行装置，定位钩环固定在手柄末端，拉力传感器位于定位钩环底部，拉力感应执行装置安装在手柄上，固定绳一端用胶带固定在定位钩环上以用于初步套取滑翔机，其另一端穿过拉力感应执行装置并经由延伸导向装置导向后固定在绳索回收装置上。

进一步的，所述的拉力感应执行装置包括由电机驱动且互为反向旋转的两个尖齿轮，两个尖齿轮分别位于固定绳两侧以夹紧固定绳，齿轮的尖齿插入固定绳中，齿轮旋转时带动固定绳沿手柄轴向移动。

进一步的，所述的打捞器的手柄为碳素杆，其长度根据需要由多段拼接而成。

进一步的，所述的打捞器的每段手柄的一端设有外螺纹，另一端设有内螺纹，各段手柄通过螺纹旋接在一起。

进一步的，所述的搬运小车包括相对的两个支撑板以及连接两个支撑板的数个可调节长度的连接杆，支撑板上端设为与滑翔机外形相配合的弧形，支撑板底部装设有带自锁功能的万向轮。

进一步的，所述的连接杆包括两个内连接杆和一个外套杆，外套杆两端贯通，其上设有数个沿径向排列的调节通孔，两个内连接杆分别插入外套杆两端，内连接杆对应外套杆的调节通孔设有配合孔，螺栓穿过外套杆的调节通孔和内连接杆的配合孔并用螺母锁紧，配合孔通过与不同的调节通孔配合以实现对连接杆的长度调节。

进一步的，所述的支撑板与滑翔机接触的部分涂有防滑涂料。

本发明还公开一种水下滑翔机布放方法：采用搬运小车将滑翔机运送到指定布放位置，接着，将防滑吊带宽松地套在滑翔机上，母船上安装有通用吊机，通用吊机上设有电子释放器，该电子释放器设有一个由无线遥控器控制其开合的夹爪，夹爪夹紧防滑吊带，通用吊机将滑翔机吊离母船并放入海中，滑翔机受到海水的浮力作用自动漂浮在海面上，通过控制无线遥控器使夹爪张开从而释放防滑吊带，回收防滑吊带即完成滑翔机的布放。

本发明通过在打捞器上安装拉力感应器以及拉力感应执行装置，实现自动收缩固定绳以套紧滑翔机，方便高效；通过在船舷设置延伸导向装置，避免在回收绳索过程中滑翔机受风浪影响与船体磕碰，对滑翔机起到有效保护；使用搬运小车运送滑翔机，提高海上搬运滑翔机的工作效率以及安全性能；搬运小车、打捞器以及延伸导向装置均可以适应不同规格的母船和水下航行器，具有较好的通用性。

附图说明

图1示出了本发明打捞器示意图；

图2示出了本发明搬运小车示意图；

图3示出了本发明搬运小车运送滑翔机示意图；

图4示出了本发明延伸导向装置示意图；

图5示出了海上布放滑翔机示意图；

图6示出了打捞器套取滑翔机示意图；

图7示出了延伸导向装置对固定绳的导向示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种海洋水下滑翔机收放系统，包括母船1、搬运小车2、打捞器3和延伸导向装置4。延伸导向装置4固定在母船1的船舷上，母船1上设有绳索回收装置5，搬运小车2用于对滑翔机进行搬运。母船1上还安装有通用吊机8，通用吊机8的吊钩上吊有一电子释放器，该电子释放器设有一个由无线遥控器控制其开合的夹爪。

如图1所示，打捞器3包括固定绳301、定位钩环302、手柄303、拉力传感器304和拉力感应执行装置305，定位钩环302通过连接块306固定在手柄303末端，拉力传感器304安装在定位钩环302底部，拉力感应执行装置305安装在手柄303上。

固定绳301一端系成一环状(未示出)，另一端穿过该环，形成末端带有套圈的拉绳。固定绳的套圈用胶带固定在定位钩环302上以用于初步套取滑翔机6，其另一端穿过拉力感应执行装置305并如图6所示经由延伸导向装置4导向后固定在绳索回收装置5上。

拉力感应执行装置305包括由电机驱动且互为反向旋转的两个小型尖齿轮，两个尖齿轮分别位于固定绳301两侧以夹紧固定绳301，齿轮的尖齿插入固定绳301中，齿轮旋转时带动固定绳301沿手柄303轴向移动。拉力感应执行装置305设有侧开门，方便把固定绳取出，以实现固定绳和拉力感应执行装置的分离。

作为一种优选，固定绳301采用防滑、高韧性的尼龙绳索，其直径不小于8mm。手柄303采用长度可拼接的碳素杆，其具有轻便及高强度性能，且每段手柄的一端设有外螺纹，另一端设有内螺纹，各段手柄通过螺纹旋接在一起。拼接式的手柄303既节省存储空间又方便运输，还能根据所需的长度灵活拼接使用。

如图2和图3所示，搬运小车2包括相对的两个支撑板201以及连接两个支撑板201的数根可调节长度的连接杆。每根连接杆包括两个内连接杆202和一个外套杆203，外套杆203两端贯通，其上设有数个沿径向排列的调节通孔204，两个内连接杆202分别插入外套杆203两端，内连接杆202对应外套杆203的调节通孔204设有配合孔，螺栓205穿过外套杆203的调节通孔204和内连接杆202的配合孔并用螺母锁紧，配合孔通过与不同的调节通孔配合以实现对连接杆的长度调节。支撑板201上端设置为与滑翔机6外形相配合的弧形，支撑板201与滑翔机6接触的部分涂有防滑涂料，支撑板201底部装设有带自锁刹车功能的万向轮206。搬运小车2最好采用优质铝合金制造，这样使搬运小车2自身轻便的同时又保证小车的可靠性。通过采用搬运小车2代替人工运送，提高了海上搬运滑翔机6的工作效率以及安全性能。

如图4所示，延伸导向装置4包括h型滑轮401、伸缩杆402和支撑架403。伸缩杆402包括轴杆和轴套，h型滑轮401固定在轴杆一端，轴杆另一端通过螺纹与轴套配合，轴套连接一电机的旋转轴，该电机驱动轴套正反转从而实现轴杆在轴套中伸缩。支撑架403上安装有伸缩杆控制器404，该控制器404通过控制电机进而控制伸缩杆402延伸出船舷的长度。支撑架403尾部设有卡槽405，如图7所示，支撑架403通过卡槽405连接在船舷上并采用螺栓锁紧。

绳索回收装置5为卷扬机，根据水下滑翔机6的实际重量，可灵活地选择手摇卷扬机或电动卷扬机。由于提升距离较短，而准确性要求较高，本发明优选采用电动卷扬机，进一步优选采用慢速电动卷扬机，并通过与延伸导向装置4配合实现自动回收水下滑翔机6。

水下滑翔机布放过程：采用搬运小车2将滑翔机6运送到指定布放位置，接着，如图5所示，将防滑吊带7宽松地套在滑翔机6上，防滑吊带至少为套在滑翔机首尾位置的两条，通用吊机上的电子释放器夹紧防滑吊带7，通用电机将滑翔机6吊离母船1放入海中，滑翔机6受到海水的浮力作用自动漂浮在海面上，通过控制无线遥控器使夹爪张开从而释放防滑吊带，回收防滑吊带即完成滑翔机的布放。

水下滑翔机回收过程：回收人员控制母船1靠近浮在海面上的滑翔机6，如图6所示，两名回收人员手握打捞器3，将两个打捞器3分别套在滑翔机6的头尾处，略微用力拉动打捞器3，打捞器底部的拉力感应器304受滑翔机作用感应到压力。当拉力感应器304达到预设值后，该感应器304传输执行信号给拉力感应执行装置305，拉力感应执行装置305收到信号，其电机驱动尖齿轮旋转并带动固定绳沿回收方向移动，从而套紧滑翔机。当固定绳收紧到一定拉力后，电机停止转动。接着将固定绳从打捞器上分离，定位钩环从滑翔机两端取出，延伸导向装置4的h型滑轮401延伸至船舷外，固定绳301经h型滑轮401导向后由绳索回收装置5卷起回收。滑翔机6随固定绳301回收至母船1上并放置在搬运小车2上，通过搬运小车2将滑翔机6运送至指定存放位置。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。