一种无人艇回收装置及回收方法与流程

1.本发明属于无人艇技术领域，尤其涉及一种无人艇回收装置及回收方法。


背景技术：

2.无人艇作为一种新兴的水面机器人，在海上巡逻、海洋环境测量等领域具有广泛的应用前景。无人艇在执行完任务后，需要将其回收至母船上，目前回收过程通常需要工作人员搭载工作艇靠近无人艇，通过人工完成无人艇的捕获和挂钩操作，进而完成无人艇的回收工作，存在较大的安全风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种提高回收效率和提高回收作业安全性的无人艇回收装置及回收方法。
4.本发明的上述目的之一通过如下技术方案来实现：
5.一种无人艇回收装置，其特征在于：包括吊带固定结构、吊带、吊锤捕捉装置、吊锤和吊钩；所述吊带固定结构位于无人艇纵向重心位置，与无人艇固连；所述吊锤捕捉装置位于无人艇首部；所述吊带一端与吊带固定结构连接，另一端与所述吊锤捕捉装置连接；所述吊锤与吊钩连接，吊钩由母船上的吊机提供；
6.所述吊锤捕捉装置包括基座、滑板、吊环、两捕捉杆、驱动机构；滑板可滑动式连接于基座上方，吊环以受力可提起的方式安装于滑板的上端，驱动机构设置于基座与滑板之间形成的空间内；所述吊环由吊锤结合块和u形环组成；吊锤结合块整体为前端设置有开口的环形块，在环形块的内侧下端设置有导斜面；所述u形环的前端开口两侧与吊锤结合块的开孔两侧分别通过销轴形成铰连接；u形环的前端为与吊带另一端配合的连接端；所述驱动机构用于驱动滑板前移动，并驱动两捕捉杆相对内转至前端呈八字形状的导向口，并与吊锤结合块上的开孔前后对正；
7.所述吊锤包括上下设置的圆环、连接绳和锥形头；所述圆环用于与母船上吊机的吊钩连接；所述锥形头上设置有与吊锤结合块上的导斜面相互匹配的锥形面；所述连接绳一端与圆环连接，另一端与锥形头上端连接；在进行无人艇起吊回收作业时，连接绳先后通过两捕捉杆前端形成八字形状的导向口和吊锤结合块上的开孔进入吊锤结合块内部。
8.进一步的：吊带固定结构可采用横向设置的底板、连接两底板呈对称设置的左右两端板及连接两端板的横向立板构成，整体可采用焊接结构，在横向立板的中部设置穿带孔，用于与吊带的一端连接。
9.进一步的：所述驱动机构包括固定于基座内底部后端的电动推杆、与电动推杆前端固定连接的纵向齿条、安装于纵向齿条左右两侧的两个主动齿轮、分别安装在两个主动齿轮前端的两个被动齿轮；纵向齿条两侧面均设置有轮齿，分别与两个主动齿轮啮合，两个主动齿轮分别与两个被动齿轮啮合；两个捕捉杆的后端分别与两个被动齿轮固定。
10.更进一步的：在基座内底部位于两侧齿轮的外部沿纵向各固定有一导轨，导轨上
设置有t形导向槽；在滑板下端左右两侧设置有两个t形滑块，两个形滑块与两个t形导向槽分别形成滑动配合。
11.进一步的：在滑板的前端部设置有连通其前端面的圆形开孔，开孔的大小与吊锤的大小匹配；在滑板的上端位于开孔的外部设置有一组吊环固定结构，吊环固定结构包括设置在圆形开孔外围对吊锤结合块进行卡固的三个卡环板及设置在三个卡环板后端两侧对u形环进行卡固的两个卡环板构成，所述三个卡板沿圆周方向均布设置。
12.本发明的上述目的之二通过如下技术方案来实现：
13.一种无人艇回收方法，该方法应用了上述回收装置，包括如下步骤：
14.第一步：操控无人艇航行至母船附近，同时母船上的吊机将带有吊锤的吊钩下放至水面附近后静止；
15.第二步：远程启动无人艇端的吊锤捕捉装置，驱动滑板向前运动，将吊环前移至无人艇前端，滑板向前运动时通过齿条齿轮结构带动两捕捉杆前端形成八字形状的导向口；
16.第三步：操控无人艇向吊锤方向航行，通过八字形状的导向口将吊锤连接绳捕捉，随着无人艇的继续向前航行，吊锤连接绳在八字形状的导向口内被引导，通过吊锤结合块上的开孔进入吊环内部；
17.第四步：无人艇停止航行，启动母船上的吊机，提升带有吊锤的吊钩，将吊锤与吊环牢固结合后，继续提升带有吊锤的吊钩，将无人艇回收至母船上。
18.本发明具有的优点和积极效果：
19.本发明在无人艇的首端设置吊锤捕捉装置，通过驱动机构驱动两个捕捉杆在无人艇的首端前方形成八字形状的导向口，通过该导向口可将吊锤的连接绳导入，在上提吊钩时，通过吊锤下端的锥形面与吊锤捕捉装置的吊环上的导斜面接触配合，实现吊环与吊锤的连接，由于吊环通过吊带与固定在无人艇上的吊带固定结构连接，从而可实现通过上提吊钩，将无人艇回收至母船上。
20.综上，本发明不需要工作人员搭载工作艇靠近无人艇，通过远程操控便可以完成无人艇的捕获和挂钩操作，进而提高了无人艇的回收效率，大大降低了工作人员的安全风险。
附图说明
21.图1为本发明的系统组成图；
22.图2为本发明吊锤捕捉装置示意图；
23.图3为本发明吊锤捕捉装置基座示意图；
24.图4为本发明吊锤捕捉装置滑板示意图；
25.图5a为本发明吊环示意图1；
26.图5b为本发明吊环示意图2；
27.图6为本发明吊锤示意图；
28.图7为本发明无人艇回收过程的第一步示意图；
29.图8为本发明无人艇回收过程的第二步示意图；
30.图9为本发明无人艇回收过程的第三步示意图；
31.图10为本发明无人艇回收过程的第四步示意图。
具体实施方式
32.以下结合附图并通过实施例对本发明的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
33.如图1所示，一种无人艇回收装置，包括吊带固定结构2、吊带3、吊锤捕捉装置4、吊锤5和吊钩6。所述吊带固定结构位于无人艇1纵向重心位置，与无人艇固连。吊带固定结构可采用横向设置的底板、连接两底板呈对称设置的左右两端板及连接两端板的横向立板构成，整体可采用焊接结构，在横向立板的中部设置穿带孔，用于与吊带的一端连接。所述吊锤捕捉装置位于无人艇首部。所述吊带一端与吊带固定结构连接，另一端与所述吊锤捕捉装置连接。所述吊锤与吊钩连接，吊钩由母船上的吊机提供。
34.如图2所示，所述吊锤捕捉装置包括基座41、滑板42、吊环43、两捕捉杆44、驱动滑板和两捕捉杆的驱动机构45。其中，滑板设置于基座上方，吊环设置于滑板上端，驱动机构设置于基座与滑板之间形成的空间内，两捕捉杆可从基座与滑板之间的前端位置伸出。
35.如图3所示，驱动机构包括固定于基座内底部后端的电动推杆451、与电动推杆前端固定连接的纵向齿条456、安装于纵向齿条左右两侧的两个主动齿轮452和453、分别安装在两个主动齿轮前端的两个被动齿轮454和455。电动推杆可驱动纵向齿条前后移动，纵向齿条两侧面均设置有轮齿，分别与两个主动齿轮啮合，两个主动齿轮分别与两个被动齿轮啮合。上述两个捕捉杆的后端分别与两个被动齿轮固定。两个捕捉杆为对称结构，工作时前端形成“八”字形状的导向口，可大大增加捕捉吊锤的成功率。此外，在基座内底部位于两侧齿轮的外部沿纵向各固定有一导轨411和412，导轨上设置有t形导向槽，用于与上述的滑板导向配合。
36.如图4所示，所述吊锤捕捉装置的滑板下端左右两侧设置有两个“t”形滑块421和422，该两个形滑块与上述的两个t形导向槽分别配合，实现对滑板的前后移动导向。在滑板的前端部设置有连通其前端面的开孔429，开孔为圆孔，开孔的大小与吊锤的大小匹配，以供锤头能够向上顺利通过。在滑板的上端位于开孔的外部设置有一组吊环固定结构，吊环固定结构包括设置在开孔外围沿圆周方向均布的三个卡环板424、425和426及设置在三个卡环板后端两侧的两个卡环板423和427，其中三个卡环板采用近l形弯板，l形弯板的立边采用弯折边，两个卡环板采用进u形弯板，u形弯板的立边采用对称设置的弯边。构成吊环固定结构的五个卡环板均为具有一定变形量的钣金结构，平时可将吊环牢牢固定，工作时吊环可在外力作用下脱离吊环固定结构。另外，在滑板上设置有齿条连接孔428，通过安装螺钉将滑板与所述齿条固定连接，所述齿条前后移动时可带动滑板前后移动。
37.如图5所示，所述吊环包括吊锤结合块431和u形环432组成。吊锤结合块整体为前端设置有开口4312的环形块，所述开口优选为外大内小的锥形开口，在环形块的内侧下端设置有导斜面4311。所述u形环的前端开口两侧与吊锤结合块的开孔两侧分别通过销轴形成铰连接。u形环的前端与吊带的另一端连接。
38.如图6所示，所述吊锤包括上下设置的圆环51、连接绳52和锥形头53。所述圆环用于与母船上吊机的吊钩连接；所述锥形头上设置有与所述吊锤结合块上的导斜面相互匹配的锥形面。所述连接绳一端与圆环连接，另一端与锥形头连接，连接绳可通过所述吊锤结合块上的开孔进入吊锤结合块内部。
39.一种无人艇回收方法，该方法应用了上述回收装置，具体回收步骤如下：
40.第一步：操控无人艇航行至母船附近，同时母船上的吊机将带有吊锤的吊钩下放至水面附近后静止，如图7所示；
41.第二步：远程启动无人艇端的吊锤捕捉装置(即启动电动推杆)，滑板向前运动将吊环前移至无人艇前端，滑板向前运动时通过齿条齿轮结构带动捕捉杆形成“八”字形状，如图8所示；
42.第三步：操控无人艇向吊锤方向航行，通过“八”字形捕捉杆将吊锤连接绳捕捉，随着无人艇的继续向前航行，吊锤连接绳在“八”字形捕捉杆内被引导，通过吊锤结合块上的缺口进入吊环内部，如图9所示；
43.第四步：无人艇停止航行，启动母船上的吊机，提升带有吊锤的吊钩，将吊锤与吊环牢固结合后，继续提升带有吊锤的吊钩，将无人艇回收至母船上，如图10所示。
44.尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。