一种无人艇的自动布放与回收系统的制作方法

本实用新型涉及无人艇控制领域，具体涉及一种无人艇的自动布放与回收系统。

背景技术：

随着无人艇在海洋研究和军事领域的作用和地位越来越突出，以及在某些领域的无可替代性，无人艇收放系统也逐步为各国所重视。然而在实际应用领域中，如何搭载无人艇收放系统，提高无人艇在回收过程中的效率，保证无人艇的安全性，已成为当前亟待突破的关键技术问题。目前，对于无人艇的布放与回收主要依靠船用起重机来实现。通过这种方式布放及回收无人艇时一般都需要工作人员以人工介入的形式，完成无人艇与起重机吊钩的挂钩或连接操作；然而该作业方式受风浪的影响较大，当海况差时容易出现设备损坏和人员伤害的情况。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型提供一种无人艇的自动布放与回收系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无人艇的自动布放与回收系统，其特征在于：所述系统包括可伸缩引导杆装置、伸缩式对中机构、公共吊架装置、锁紧机构、自动锁扣、锥形起吊装置；其中，所述可伸缩引导杆装置、伸缩式对中机构、锁紧机构均安装在所述公共吊架装置上，所述公共吊架装置通过主吊索挂在母船上的起吊设备上，所述自动锁扣安装在无人艇艏部，所述锥形起吊装置安装在无人艇的吊点位置。

进一步地，所述伸缩式对中机构设置有2个，且2个所述伸缩式对中机构分别与所述无人艇的两侧接触。

进一步地，所述可伸缩引导杆装置包括第一减速电机，所述第一减速电机的输出轴依次穿过法兰、导杆支架的内部与传动轴传动连接，所述第一减速电机的输出轴通过轴承被支承于所述导杆支架的内部，相邻两圈轴承之间通过第一挡圈间隔开，在所述导杆支架的外侧设置有油杯，缸筒通过导引第五螺钉、导引第二垫圈固定设置于所述导杆支架的下方，外壳通过导引第六螺钉、导引第一垫圈固定设置于所述缸筒的下方；管通过其自身上端的凸台与所述外壳的内壁接触，并通过位于管下端、且设置于外壳内壁的第二挡圈的阻挡作用下被限制于外壳的内部，在管的凸台上安装有o型圈；所述传动轴为空心轴且为内花键结构，在所述传动轴的内部安装有传动杆，所述传动杆为外花键结构且在所述传动杆的上端部设置有导引第二螺钉，所述传动轴的内花键结构与所述传动杆的外花键结构相互配合；螺杆的上端部通过导引第一螺钉安装有第三挡圈，所述螺杆的外周设置有外螺纹，内筒设置于所述螺杆的径向外侧且所述内筒的内壁设置有内螺纹，所述螺杆的外螺纹与所述内筒的内螺纹相互配合；所述传动杆的下端板通过导引第三螺钉与螺杆的下底板固定连接，位于管下端的上封板通过导引第四螺钉与下封板固定连接，且所述下底板的径向外缘位于所述上封板的环形凹槽内。

进一步地，所述第一减速电机既能正转又能反转。

进一步地，所述伸缩式对中机构包括对中销轴、橡胶轮、伸缩臂、第一滑板、感应块、第二滑板、摩擦块、齿条、齿轮、挡板、对中第一螺钉、对中第二螺钉、对中第一垫圈、第二减速电机、对中第三螺钉、对中第二垫圈、对中第四螺钉、对中第五螺钉、第一自润滑轴承、止动板、螺栓及基本臂；其中，所述橡胶轮通过对中销轴及第一自润滑轴承安装在l形伸缩臂的下部支架上；在所述伸缩臂的上表面分别设置有感应块和第二滑板，所述感应块通过对中第四螺钉安装于所述伸缩臂的上表面，在所述基本臂的尾部下表面安装有摩擦块，在所述伸缩臂的头部两侧面通过对中第五螺钉安装有第一滑板，所述齿条通过对中第二螺钉、对中第一垫圈固定安装在伸缩臂上，第二减速电机通过对中第三螺钉、对中第二垫圈安装在所述基本臂的一侧，所述第二减速电机的输出轴通过所述对中第一螺钉安装齿轮，在所述齿轮的一端安装有挡板，在所述对中销轴的两端通过螺栓还安装有止动板。

进一步地，所述锁紧机构(4)包括钟罩本体(4-1)、第二自润滑轴承、第一销轴、第二销轴、连杆、锁紧支架、螺栓、垫圈、螺母、内环、锁紧套、支柱、电动推杆；其中，第二自润滑轴承安装在钟罩本体的外周上，在钟罩本体的外周上且位于第二自润滑轴承的下方分别通过螺栓、垫圈、及螺母安装有锁紧支架，在锁紧支架上安装有支柱，连杆的外端通过第二销轴与支柱的上端铰接，连杆的内端通过第一销轴与锁紧套的一端铰接，在连杆的上侧还设置有电动推杆，在第二自润滑轴承的内圈还设置有内环，所述锁紧套伸入所述内环中从而实现锁紧机构(4)的锁紧操作，锥形起吊装置从下方伸入钟罩本体(4-1)的内部。

进一步地，所述锥形起吊装置的环形槽的设置位置与所述第二自润滑轴承、内环的设置位置位于同一高度。

进一步地，所述自动锁扣包括盖板、锁扣本体、弹簧、弹簧固定螺栓、手动开合板、挡舌、导向杆、安装架、插销、锁扣第一螺钉、锁扣第二螺钉、锁扣第三螺钉、薄螺母、锁扣螺母；其中，盖板通过锁扣第一螺钉固定于锁扣本体的上方，挡舌通过弹簧固定螺栓活动设置于锁扣本体上，弹簧固定螺栓伸出盖板上表面的一端安装有薄螺母，弹簧安装于弹簧固定螺栓上，在挡舌的外侧分别设置有手动开合板，导向杆通过锁扣螺母设置于锁扣本体的前端入口处，锁扣本体通过锁扣第二螺钉固定安装于安装架上，安装架通过锁扣第三螺钉安装在无人艇艏部，在导向杆的一侧还设置有插销，以用于手动打开自动锁扣时，使挡舌由于插始终维持在张开状态。

进一步地，所述弹簧选用扭簧。

本实用新型的有益效果是：

（1）在布放无人艇时，先脱开无人艇艏部的自动锁扣，释放可伸缩引导杆装置，再由母船上的起吊设备将无人艇转运至母船舷外侧，将无人艇下放至接近水面时，再展开伸缩式对中机构，释放锁紧机构，即完成无人艇的布放操作；在回收无人艇时，通过引导-对中-锁紧的三步骤实现无人的自动捕捉与挂钩，从而避免了以人工介入的形式完成无人艇与起重机吊钩的挂钩或连接操作，避免当海况差时容易出现设备损坏和人员伤害的情况，提高无人艇在布放及回收过程中的安全性。

（2）可伸缩引导杆装置的传动部分和外壳部分相对独立，可伸缩引导杆装置由于管上的o型圈的密封作用，可防止海水、盐雾等进入内部，提高了其耐腐蚀的作用；由于本装置的可伸缩作用，可有效避免无人艇在布放及回收时因海浪起伏而非预期地脱开，从而保证无人艇布放及回收过程中的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的结构侧视图；

图2是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的结构俯视图；

图3是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的可伸缩引导杆装置的结构侧视图；

图4是图3中位置i处的结构放大图；

图5是图3中位置ii处的结构放大图；

图6是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的伸缩式对中机构的结构俯视图；

图7是从另一个方向观察图6中橡胶轮位置得到的结构示意图；

图8是从另一个方向观察图6中第二减速电机位置得到的结构示意图；

图9是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的伸缩式对中机构的结构侧视图；

图10是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的锁紧机构的结构侧视图；

图11是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的自动锁扣的结构侧视图；

图12是本实用新型一种无人艇的自动布放与回收系统的自动锁扣的结构俯视图；

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-12所示，一种无人艇的自动布放与回收系统，系统包括可伸缩引导杆装置1、伸缩式对中机构2、公共吊架装置3、锁紧机构4、自动锁扣5、锥形起吊装置6；其中，可伸缩引导杆装置1、伸缩式对中机构2、锁紧机构4均安装在公共吊架装置3上，公共吊架装置3通过主吊索挂在母船上的起吊设备上，自动锁扣5安装在无人艇7艏部，锥形起吊装置6安装在无人艇7的吊点位置。

在布放无人艇时，先脱开无人艇艏部的自动锁扣5，然后释放可伸缩引导杆装置1，再由母船上的起吊设备将无人艇7转运至母船舷外侧，当需要下放无人艇7时，下放主吊索使无人艇7下放至接近水面时，再展开伸缩式对中机构2，再释放锁紧机构4，即可完成无人艇的布放。

当回收无人艇时，先将公共吊架装置3下放至水面上方2-3m处，并将可伸缩引导杆装置1伸长至最大，再操作无人艇7，使无人艇艏部的自动锁扣5碰撞可伸缩引导杆装置1，从而使可伸缩引导杆装置1滑进无人艇艏部的自动锁扣5中，待可伸缩引导杆装置1完全进入自动锁扣5中后，伸缩式对中机构2将从最大位置逐步收缩，使公共吊架装置3与无人艇7的吊点位置对齐；同时下放公共吊架装置3，待锁紧机构4锁紧后，收回可伸缩引导杆装置1，当公共吊架装置3的主吊索与无人艇7上的吊点位置对齐后，使公共吊架装置3上的锁紧机构4扣紧无人艇7上的锥形起吊装置6；此时，系统确认为捕捉无人艇7的动作完成，然后无人艇7可通过主吊索回收至母船中。

具体地，伸缩式对中机构2设置有2个，且2个伸缩式对中机构2分别与无人艇的两侧接触，从而保证在无人艇7的艏部至吊点位置之间的两侧都能够通过伸缩式对中机构2实现公共吊架装置3的主吊索与无人艇7上的吊点位置对齐，进而保证公共吊架装置3上的锁紧机构4扣紧无人艇7上的锥形起吊装置6，从两侧保证对中定位位置准确。

具体地，可伸缩引导杆装置1包括第一减速电机1-20，第一减速电机1-20的输出轴依次穿过法兰1-6、导杆支架1-5的内部与传动轴1-11传动连接，第一减速电机1-20的输出轴通过轴承1-14被支承于导杆支架1-5的内部，相邻两圈轴承1-14之间通过第一挡圈1-7间隔开，在导杆支架1-5的外侧设置有油杯1-16，缸筒1-9通过导引第五螺钉1-23、导引第二垫圈1-24固定设置于导杆支架1-5的下方，外壳1-8通过导引第六螺钉1-28、导引第一垫圈1-29固定设置于缸筒1-9的下方；管1-1通过其自身上端的凸台1-21与外壳1-8的内壁接触，并通过位于管1-1下端、且设置于外壳1-8内壁的第二挡圈1-10的阻挡作用下被限制于外壳1-8的内部，在管1-1的凸台上安装有o型圈1-17；传动轴1-11为空心轴且为内花键结构，在传动轴1-11的内部安装有传动杆1-3，传动杆1-3为外花键结构且在传动杆1-3的上端部设置有导引第二螺钉1-15，述传动轴1-11的内花键结构与传动杆1-3的外花键结构相互配合；螺杆1-2的上端部通过导引第一螺钉1-13安装有第三挡圈1-12，螺杆1-2的外周设置有外螺纹，内筒1-22设置于螺杆1-2的径向外侧且内筒1-22的内壁设置有内螺纹，螺杆1-2的外螺纹与内筒1-22的内螺纹相互配合；传动杆1-3的下端板1-25通过导引第三螺钉1-18与螺杆1-2的下底板1-26固定连接，位于管1-1下端的上封板1-27通过导引第四螺钉1-19与下封板1-4固定连接，且下底板1-26的径向外缘位于上封板1-27的环形凹槽内。

可伸缩引导杆装置1的第一减速电机1-20驱动传动轴1-11低速旋转，传动杆1-3的外花键与传动轴1-11的内花键相互配合，从而带动传动杆1-3同步转动，而由于传动杆1-3的下端板1-25通过导引第三螺钉1-18与螺杆1-2的下底板1-26固定连接，螺杆1-2亦跟随同步旋转，在螺杆1-2通过螺杆1-2的外螺纹与内筒1-22的内螺纹相互配合上下运动的同时，由于螺杆1-2的下底板1-26的径向外缘位于上封板1-27的梯形凹槽内，带动管1-1实现上下伸缩运动。

具体地，第一减速电机1-20既能正转又能反转，从而通过第一减速电机驱动传动轴1-11正转及反转，进而最终带动管1-1实现上下伸缩运动。

具体地，伸缩式对中机构2包括对中销轴2-1、橡胶轮2-2、伸缩臂2-3、第一滑板2-4、感应块2-5、第二滑板2-6、摩擦块2-7、齿条2-8、齿轮2-9、挡板2-10、对中第一螺钉2-11、对中第二螺钉2-12、对中第一垫圈2-13、第二减速电机2-14、对中第三螺钉2-15、对中第二垫圈2-16、对中第四螺钉2-17、对中第五螺钉2-18、第一自润滑轴承2-19、止动板2-20、螺栓2-21及基本臂2-22；其中，橡胶轮2-2通过对中销轴2-1及第一自润滑轴承2-19安装在l形伸缩臂2-3的下部支架上；在伸缩臂2-3的上表面分别设置有感应块2-5和第二滑板2-6，感应块2-5通过对中第四螺钉2-17安装于伸缩臂2-3的上表面，在基本臂2-22的尾部下表面安装有摩擦块2-7，在伸缩臂2-3的头部两侧面通过对中第五螺钉2-18安装有第一滑板2-4，齿条2-8通过对中第二螺钉2-12、对中第一垫圈2-13固定安装在伸缩臂2-3上，第二减速电机2-14通过对中第三螺钉2-15、对中第二垫圈2-16安装在基本臂2-22的一侧，第二减速电机2-14的输出轴通过对中第一螺钉2-11安装齿轮2-9，在齿轮2-9的一端安装有挡板2-10，在对中销轴2-1的两端通过螺栓2-21还安装有止动板2-20。

第二减速电机2-14的输出轴带动齿轮2-9旋转，齿轮2-9通过与齿条2-8的啮合传动使伸缩臂2-3沿基本臂2-22的方向伸缩或缩回，同时l形的伸缩臂2-3的下部支架上的橡胶轮2-2可以使得伸缩式对中机构2在对中工作的过程中有效保护无人艇，避免对无人艇7内部两侧面造成损坏，伸缩臂2-3上的第二滑板2-6与基本臂2-22之间、基本臂2-22上的摩擦块2-7与伸缩臂2-3之间组成两对滑动摩擦副，作为优选，第二滑板2-6与摩擦块2-7的材质均选用铸造铝青铜，从而可以减小伸缩臂2-3沿基本臂-22滑动时的摩擦阻力，伸缩臂2-3上的感应块2-5用于在伸缩臂2-3伸长或缩回的过程中通过光电开关限制伸缩臂2-3伸出或缩回的工作区域，从而控制伸缩式对中机构2的工作范围。

具体地，锁紧机构4包括钟罩本体4-1、第二自润滑轴承4-2、第一销轴4-3、第二销轴4-4、连杆4-5、锁紧支架4-6、螺栓4-7、垫圈4-8、螺母4-9、内环4-10、锁紧套4-11、支柱4-12、电动推杆4-13；其中，第二自润滑轴承4-2安装在钟罩本体4-1的外周上，在钟罩本体4-1的外周上且位于第二自润滑轴承4-2的下方分别通过螺栓4-7、垫圈4-8、及螺母4-9安装有锁紧支架4-6，在锁紧支架4-6上安装有支柱4-12，连杆4-5的外端通过第二销轴4-4与支柱4-12的上端铰接，连杆4-5的内端通过第一销轴4-3与锁紧套4-11的一端铰接，在连杆4-5的上侧还设置有电动推杆4-13，在第二自润滑轴承4-2的内圈还设置有内环4-10，锁紧套4-11伸入内环4-10中从而实现锁紧机构4的锁紧操作，锥形起吊装置6从下方伸入钟罩本体4-1的内部。

具体地，锥形起吊装置6的环形槽61的设置位置与第二自润滑轴承4-2、内环4-10的设置位置位于同一高度，从而便于通过将锁紧套4-11伸入第二自润滑轴承4-2内部中的内环4-10的方式实现锁紧机构4对锥形起吊装置6的锁紧操作。

钟罩本体4-1与锥形起吊装置6对准后，电动推杆4-13通过电动方式在动力源的驱动下带动连杆4-5同步实现伸出或缩回动作，从而通过将锁紧套4-11伸入或收出第二自润滑轴承4-2内部中的内环4-10的方式实现锁紧机构4对锥形起吊装置6的锁紧操作。

具体地，自动锁扣5包括盖板5-1、锁扣本体5-2、弹簧5-3、弹簧固定螺栓5-4、手动开合板5-5、挡舌5-6、导向杆5-7、安装架5-8、插销5-9、锁扣第一螺钉5-10、锁扣第二螺钉5-11、锁扣第三螺钉5-12、薄螺母5-13、锁扣螺母5-14；其中，盖板5-1通过锁扣第一螺钉5-10固定于锁扣本体5-2的上方，挡舌5-6通过弹簧固定螺栓5-4活动设置于锁扣本体5-2上，弹簧固定螺栓5-4伸出盖板5-1上表面的一端安装有薄螺母5-13，弹簧5-3安装于弹簧固定螺栓5-4上，在挡舌5-6的外侧分别设置有手动开合板5-5，导向杆5-7通过锁扣螺母5-14设置于锁扣本体5-2的前端入口处，锁扣本体5-2通过锁扣第二螺钉5-11固定安装于安装架5-8上，安装架5-8通过锁扣第三螺钉5-12安装在无人艇艏部，在盖板5-1上还设置有用于限定挡舌5-6位置的插销5-9。

无人艇7通过其自身的光电系统对准可伸缩引导杆装置1，并在无人艇7自身的动力系统驱动下，主动碰撞可伸缩引导杆装置1，自动锁扣的挡舌5-6在受到沿艇长方向的一定的碰撞力后，克服弹簧5-3的作用，从而使可伸缩引导杆装置1滑进自动锁扣5的u型槽中，此时，挡舌5-6受到的扭力消失，在弹簧5-3的作用下锁住可伸缩引导杆装置1，而当需要释放可伸缩引导杆装置1时，利用手动开合板5-5打开挡舌5-6，然后插入插销5-9限定挡舌5-6的位置。具体地，弹簧5-3选用扭簧。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。