一种无人艇布放回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械与电子集成技术领域，具体涉及一种无人艇布放回收装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着无人艇技术的发展，国内外科研院所已经研制出若干的无人艇型号，并投入实际的应用中去。但是由于自身重量大和海上风浪涌流等环境复杂，无人艇在装备下水和出水阶段，布放与回收操作很容易造成无人艇和母船的损坏。在及其恶劣的情况下，甚至会造成无人艇和母船的毁灭性事故。因此，面对复杂的海洋环境，如何将无人艇平稳、安全、准确的布放到海面上并将其安全回收是无人艇的关键因素。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有无人艇布放回收手段的不足，提供了一种无人艇布放回收装置，该装置不仅能在实际的海洋环境中对无人艇进行布放回收，在模拟海洋的环境中还能起到优化布放与回收操作参数的功能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种无人艇布放回收装置，包括单片机、第一伺服电机驱动器、第一伺服电机、回转机构、第一联轴器、X轴方向丝杆、第二伺服电机驱动器、第二伺服电机、第二联轴器、I轴方向丝杆、第三伺服电机驱动器、第三联轴器、第三伺服电机、刚性支架、六轴陀螺仪、柔性支架；所述单片机安装在回转机构上，单片机的输出端分别与三个伺服电机驱动器以及六轴陀螺仪的输入端通过信号线相连，三个伺服电机驱动器分别与对应的伺服电机通过信号线相连；所述第一伺服电机通过第一联轴器与回转机构连接，所述第二伺服电机通过第二联轴器与X轴方向丝杆连接，所述第三伺服电机通过第三联轴器与I轴方向丝杆连接；所述y轴方向丝杆固定在刚性支架上，所述X轴方向丝杆垂直固定在y轴方向丝杆上，所述回转机构安装在X轴方向丝杆上；所述六轴陀螺仪安装在刚性支架的前端，所述柔性支架固定在刚性支架上。
[0005]所述回转机构内部包含有旋转齿轮盘和驱动齿轮，所述旋转齿轮盘与驱动齿轮相互啮合，所述驱动齿轮与第一伺服电机相连接，所述旋转齿轮盘固定在回转机构的底部。
[0006]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明装置能实现无人艇的布放与回收操作，在回收和布放无人艇时，能够保持无人艇与母船之间的位置和姿态，保证无人艇与母船的安全。能精确实现给定速度布放与回收，在模拟海洋的环境中具有优化无人艇布放回收操作参数的功能。
【附图说明】
[0007]图1为本发明系统流程图。
[0008]图2为本发明装置整体示意图。
[0009]图3为本发明装置回转机构示意图。
[0010]图4为本发明装置平移部分示意图。
[0011]图5为本发明装置回转机构内部示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]如图1至图4所示，一种无人艇布放回收装置，包括单片机1、第一伺服电机驱动器2、第一伺服电机3、回转机构4、第一联轴器5、x轴方向丝杆6、第二伺服电机驱动器7、第二伺服电机8、第二联轴器9、y轴方向丝杆10、第三伺服电机驱动器11、第三联轴器12、第三伺服电机13、刚性支架14、六轴陀螺仪15、柔性支架16 ;所述单片机I安装在回转机构4上，单片机I的输出端分别与三个伺服电机驱动器2，7，11以及六轴陀螺仪15的输入端通过信号线相连，三个伺服电机驱动器2，7，11分别与对应的伺服电机3，8，13通过信号线相连；所述第一伺服电机3通过第一联轴器5与回转机构4连接，所述第二伺服电机8通过第二联轴器9与X轴方向丝杆6连接，所述第三伺服电机13通过第三联轴器12与y轴方向丝杆10连接；所述y轴方向丝杆10固定在刚性支架14上，所述X轴方向丝杆6垂直固定在I轴方向丝杆10上，所述回转机构4安装在X轴方向丝杆6上；所述六轴陀螺仪15安装在刚性支架14的前端，所述柔性支架16固定在刚性支架14上。
[0014]如图5所示，所述回转机构4内部包含有旋转齿轮盘20和驱动齿轮21，所述旋转齿轮盘20与驱动齿轮21相互啮合，所述驱动齿轮21与第一伺服电机3相连接，所述旋转齿轮盘20固定在回转机构4的底部。
[0015]本发明的工作过程如下:
1.布放过程:
首先通过母船上的吊臂将布放回收装置及装置上的无人艇放置到海面上方位置。PC上位机通过无线基站给无人艇的控制系统发送布放指令，无人艇控制系统开机，准备进入工作状态。母船上的吊臂开始工作，将绳索下放。同时，PC上位机通过RS485端口给布放回收装置上的单片机I发送布放指令，单片机I读取安装在布放回收装置上的六轴陀螺仪15获取无布放刚性支架14在空中的姿态，同时根据无人艇上电子罗经的数据采集刚性支架14在空中的位置，单片机I给第一伺服电机驱动器2送指令对z轴发生的旋转进行补偿；第一伺服电机3通过第一联轴器5驱动回转机构4进行旋转；单片机I给第二伺服电机驱动器7发送指令对X轴发生的位移进行补偿，单片机I给第三伺服电机驱动器11送指令对Y轴发生的位移进行补偿；第二伺服电机8通过第二联轴器9驱动X轴方向丝杆6进行旋转，第三伺服电机13通过第三联轴器12驱动y轴方向丝杆10进行旋转；无人艇完全下水后，开启发电机，从布放回收装置中倒出。
[0016]2.回收过程:
首先通过母船上的吊臂将布放回收装置及装置上的无人艇放置到无人艇正前方位置。PC上位机通过无线基站给无人艇的控制系统发送回收指令，准备进入工作状态，保持原地不动。同时，PC上位机通过RS485端口给布放回收装置上的单片机I发送布放指令，同时单片机I读取安装在布放回收装置上的六轴陀螺仪15获取无布放回收装置在空中的姿态，同时根据无人艇上电子罗经的数据采集刚性支架14在空中的位置，单片机I给第一伺服电机驱动器2送指令对z轴发生的旋转进行补偿；第一伺服电机3通过第一联轴器5驱动回转机构4进行旋转；单片机I给第二伺服电机驱动器7发送指令对X轴发生的位移进行补偿，单片机I给第三伺服电机驱动器11送指令对I轴发生的位移进行补偿；第二伺服电机8通过第二联轴器9驱动X轴方向丝杆6进行旋转，第三伺服电机13通过第三联轴器12驱动I轴方向丝杆10进行旋转；保持稳定状态后，母船上的吊臂开始运动，布放回收装置平行运动至无人艇前方，将其装入箱体内。无人艇发电机关机，母船上的吊臂绳索开始上拉。将无人艇吊起，完成回收工作。
【主权项】
1.一种无人艇布放回收装置，其特征在于，包括单片机(I)、第一伺服电机驱动器(2)、第一伺服电机(3)、回转机构(4)、第一联轴器(5)、X轴方向丝杆(6)、第二伺服电机驱动器(7)、第二伺服电机(8)、第二联轴器(9)、y轴方向丝杆(10)、第三伺服电机驱动器(11)、第三联轴器(12)、第三伺服电机(13)、刚性支架(14)、六轴陀螺仪(15)、柔性支架(16);所述单片机(I)安装在回转机构(4)上，单片机(I)的输出端分别与三个伺服电机驱动器(2，7，11)以及六轴陀螺仪(15)的输入端通过信号线相连，三个伺服电机驱动器(2，7，11)分别与对应的伺服电机(3，8，13)通过信号线相连；所述第一伺服电机(3)通过第一联轴器(5)与回转机构(4)连接，所述第二伺服电机(8)通过第二联轴器(9)与X轴方向丝杆(6)连接，所述第三伺服电机(13)通过第三联轴器(12)与y轴方向丝杆(10)连接；所述y轴方向丝杆(10)固定在刚性支架(14)上，所述X轴方向丝杆(6)垂直固定在Y轴方向丝杆(10)上，所述回转机构(4)安装在X轴方向丝杆(6)上；所述六轴陀螺仪(15)安装在刚性支架(14)的前端，所述柔性支架(16)固定在刚性支架(14)上。2.根据权利要求1所述的一种无人艇布放回收装置，其特征在于，所述回转机构(4)内部包含有旋转齿轮盘(20)和驱动齿轮(21)，所述旋转齿轮盘(20)与驱动齿轮(21)相互啮合，所述驱动齿轮(21)与第一伺服电机(3)相连接，所述旋转齿轮盘(20)固定在回转机构(4)的底部。
【专利摘要】本发明涉及一种无人艇布放回收装置，包括单片机、第一伺服电机驱动器、第一伺服电机、回转机构、第一联轴器、x轴方向丝杆、第二伺服电机驱动器、第二伺服电机、第二联轴器、y轴方向丝杆、第三伺服电机驱动器、第三联轴器、第三伺服电机、刚性支架、六轴陀螺仪、柔性支架。本发明使用控制系统中上位机界面的操作，通过无线电信号，开始对进行电机转向控制、布放或回收速度的设定和调节，通过无人艇上的电子罗经与刚性结构上的六轴陀螺仪来确定布放回收装置的姿态和位置，在无人艇布放回收时对环境干扰进行自动补偿，防止无人艇与母船之间发生碰撞等事故。
【IPC分类】G05D3/20, G05D1/08
【公开号】CN105223960
【申请号】CN201510659909
【发明人】周欢欢, 钟雨轩, 罗均, 张鑫, 王文涛
【申请人】上海大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月14日