一种用于回收与释放AUV的联动锁紧机构的制作方法

本发明涉及水下作业技术领域，具体是涉及一种用于回收与释放auv的联动锁紧机构。

背景技术：

目前世界各国都十分重视海洋资源的价值，都在发展着各自的和海洋资源开发利用相关的技术，竞争十分激烈。和陆地上的资源开发利用相似，总是需要一些起探测、运输作用的机器完成先导工作，那么在海洋中，应用于不同行业的类似机器就是水下航行器。目前，探索工作已向深海延伸，相关技术也更加智能化、自动化，所以科技工作者开始致力于无人水下航行器(unmannedunderwatervehicle，uuv)技术的研究和应用。uuv可分为有缆水下航行器(remoteoperatedvehicle，rov)和自主式水下航行器(autonomousunderwatervehicle，auv)，目前已有很多不同种类的无人水下航行器应用到军事海洋技术、海洋科学技术考察、海底勘探、管路检修、海底打捞、油田勘探等多个工作领域。

auv的研究与应用是一个系统性工程，包括任务规划、方案设计、样机研制、布放与回收等，其中回收技术是实现auv安全连续作业的关键技术。auv通常自身携带能源工作，在任务完成后需要通过回收来完成补充能源、下载数据、设备检修等一系列操作。目前主要的回收方式包括水面母船回收和水下对接回收。水下对接回收通过auv与固定或者移动的回收装置实现类似空/天对接的过程，使auv完成返航、接近、对接、锁紧等一系列动作，具备自主、无人等优点，具有广阔的发展前景。同时由于需要补充能量、读取信息和维护保障，auv需要在完成阶段工作后及时回收到水下潜艇或水面的母舰，所以auv的回收对接等一系列理论和技术就显得尤为重要。鉴于auv回收对接装置的系统性与复杂性，本发明旨在提供一种相对更加简易和高效的回收对接方式。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于回收与释放auv的联动锁紧机构，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，且对auv进行有效锁紧与释放。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种用于回收与释放auv的联动锁紧机构，包括回收筒、锁定机构、传动控制机构和至少两个压紧元件，所述回收筒的一端开口并用于auv进入所述回收筒内部，所述传动控制机构安装于所述回收筒的另一端，且所述传动控制机构的动力输入端用于接触auv，所述传动控制机构的动力输出端用于连接所述锁定机构和各所述压紧元件，一个所述锁定机构对应一个所述压紧元件，所述回收筒的侧壁上设有压紧孔，auv能够带动所述动力输入端在第一方向或第二方向分别发生位移，并使所述传动控制机构带动所述压紧元件经所述压紧孔压紧或脱离auv，以及带动所述锁定机构将所述压紧元件于auv的外壁上锁紧或释放。

优选地，还包括一导向罩，所述导向罩为两端开口的圆台，且所述导向罩的两端分别为大口端和小口端，所述小口端的内径与所述回收筒的内径相等，所述小口端与所述回收筒上远离所述传动控制机构的一端固定连接并连通，所述大口端向远离所述回收筒的方向延伸。

优选地，所述压紧元件为两个，且均包括压紧杆和至少一个限位元件，所述压紧杆的一端与所述传动控制机构的动力输出端连接，所述压紧杆的另一端向靠近所述回收筒开口的方向延伸，所述限位元件的一端固定在所述压紧杆上，所述限位元件的另一端能够穿过所述压紧孔并伸入所述回收筒内压紧auv，所述锁定机构安装在所述压紧杆上，且所述传动控制机构能够带动所述压紧杆和所述限位元件向靠近或远离所述回收筒中心轴的方向移动，并使所述锁定机构对所述限位元件的位置锁定或解锁。

优选地，所述限位元件包括支杆和止动器，所述支杆的一端固定在所述压紧杆上，所述支杆的另一端与所述止动器固定连接，所述止动器能够穿过所述压紧孔并与auv的外壁贴合。

优选地，所述止动器包括刚性层和弹性层，所述刚性层和所述弹性层固定连接，且所述支杆与所述刚性层固定连接，所述弹性层用于接触auv。

优选地，所述压紧杆包括前段和后段，所述锁定机构包括传力套、自锁螺母、自锁螺杆、安装筒、至少一个自锁销和至少一个弹性元件，所述前段的一端与所述传动控制机构连接，另一端与所述传力套的外壁固定连接，所述后段的一端与所述传力套的外壁固定连接，所述后段的另一端向靠近所述回收筒的开口端延伸，且所述限位元件均安装在所述后段上，所述传力套套设于所述安装筒的外周，所述安装筒同轴套设于所述自锁螺杆外周，且所述安装筒的一端与所述自锁螺杆的一端通过轴承转动连接，所述自锁螺杆的外周还螺纹连接有所述自锁螺母，所述自锁螺母的外壁上固定一拨动杆，所述安装筒的侧壁上对应所述拨动杆的位置开设有长条孔，所述传力套上对应所述拨动杆的位置开设有伸出孔，且所述拨动杆依次伸出所述长条孔和所述伸出孔，并能够在所述长条孔内沿靠近或远离所述回收筒轴线的方向往复移动，且所述拨动杆在所述长条孔内移动能够带动所述自锁螺母同向移动以带动所述自锁螺杆转动，所述自锁螺杆一端的外壁上开设有至少一个自锁销孔，且一个所述自锁销孔对应一个所述自锁销，所述安装筒的内侧壁上开设有多个安装槽，所述弹性元件的两端分别与所述安装槽的内底面和所述自锁螺杆的外壁抵接，所述自锁销的一端能够伸入至所述自锁销孔内并阻止所述自锁螺杆转动。

优选地，所述回收筒上靠近所述传动控制机构的一端开设有滑槽，一个所述压紧杆对应一个所述滑槽，且所述前段的中部能够嵌入所述滑槽内，并在所述滑槽内滑动。

优选地，所述弹性元件为弹簧。

优选地，所述传动控制机构包括外壳体、吸附元件、第一活塞组件、第二活塞组件、齿条和至少两个齿轮，所述外壳体的一端固定在所述回收筒上远离开口的一端，所述外壳体的另一端向远离所述回收筒的方向延伸，所述外壳体的中部固定有一安装杆，所述安装杆与所述回收筒的中心轴平行，所述齿条滑动安装在所述安装杆上，所述安装杆上靠近两端的位置各固定一座板，所述座板与所述安装杆垂直，所述第一活塞组件的一端固定在所述外壳体上远离所述回收筒的内壁上，所述第一活塞组件的另一端与所述齿条的一端固定连接，所述齿条的另一端与所述第二活塞组件的一端固定连接，所述第二活塞组件的另一端与所述吸附元件固定，所述吸附元件用于接触auv的端部并能够吸附在auv上，所述齿轮与所述齿条啮合，且两个所述齿轮分别位于所述齿条的两侧，各所述齿轮的中部均同轴固定一传动轴，一个所述传动轴固定一所述压紧元件，所述传动轴的一端与所述压紧元件固定连接，所述传动轴的另一端分别与所述座板转动连接。

优选地，所述吸附元件为吸盘。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构，传动控制机构安装于回收筒的另一端，且传动控制机构的动力输入端用于接触auv，以通过auv的移动提供驱动力，实现自动锁紧，减少驱动装置的使用，简化整体结构，传动控制机构的动力输出端用于连接各压紧元件，一个锁定机构对应一个压紧元件，回收筒的侧壁上设有压紧孔，auv进入回收筒内后，能够带动动力输入端在第一方向或第二方向分别发生位移，以将力传递至传动控制机构，并使其控制压紧元件在auv回收时，对auv自动锁紧，传动控制机构带动压紧元件穿过压紧孔并压紧auv，以及带动锁定机构将压紧元件固定于auv外壁，通过多个压紧元件共同挤压auv，实现auv的回收与锁紧，以保证auv在回收后的位置固定，进而保证回收效率，需要释放auv时，直接通过auv带动传动控制机构使压紧元件复位即实现解除锁定机构的锁定，从而实现对auv的释放。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构的结构示意图；

图2是图1中用于回收与释放auv的联动锁紧机构的主视图；

图3是本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构中回收筒的结构示意图；

图4是本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构中锁定机构的结构示意图；

图5是图4中锁定机构的剖视图；

图6是本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构中传动控制机构一个角度的剖视图；

图7是本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构中传动控制机构另一个角度的剖视图；

图中：100-用于回收与释放auv的联动锁紧机构，1-回收筒，11-导向罩，12-压紧孔，13-滑槽，2-压紧元件，21-压紧杆，211-前段，212-后段，22-支杆，23-止动器，3-锁定机构，31-传力套，311-伸出孔，32-安装筒，321-长条孔，33-自锁螺杆，331-自锁销孔，34-拨动杆，35-圆柱滚子轴承，36-自锁销，37-弹性元件，4-传动控制机构，41-外壳体，411-通孔，42-第一活塞组件，43-齿条，44-第二活塞组件，45-吸附元件，46-齿轮，47-传动轴，48-安装杆，49座板，5-auv。

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一种用于回收与释放auv的联动锁紧机构，以解决现有的用于回收与释放auv的联动锁紧机构结构复杂的技术问题。

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。

如图1-图7所示，本发明提供一种用于回收与释放auv的联动锁紧机构100，包括回收筒1、锁定机构3、传动控制机构4和至少两个压紧元件2，通过至少两个压紧元件2同时对auv5进行挤压，能够保证auv5位置的固定，实现其锁紧，回收筒1的一端开口并用于auv5进入回收筒1内部，传动控制机构4安装于回收筒1的另一端，便于控制压紧元件2移动，传动控制机构4的动力输入端用于接触auv5，以通过auv5的移动提供驱动力，实现自动锁紧，减少驱动装置的使用，简化整体结构，传动控制机构4的动力输出端用于连接锁定机构3和各压紧元件2，从而能够带动压紧元件2动作，以便对auv5进行锁定，一个锁定机构3对应一个压紧元件2，回收筒1的侧壁上设有压紧孔12，以便于压紧元件2能够进入回收筒1内部并接触auv5，以实现对auv5的锁紧，auv5进入回收筒1内后，能够带动动力输入端在第一方向和第二方向分别发生位移，第一方向为auv5回收的方向，第二方向为auv5的释放方向，并使传动控制机构4带动压紧元件2经压紧孔12压紧或脱离auv5，以及带动锁定机构3将压紧元件2压紧于auv5的外壁上锁紧或释放，通过多个压紧元件2共同挤压auv5，实现auv5的回收与锁紧，以保证auv5在回收后的位置固定，进而保证回收效率，需要释放auv5时，直接通过auv5带动传动控制机构4使压紧元件2复位即实现解除锁定机构3的锁定，从而实现对auv5的释放。

具体地，本发明提供的用于回收与释放auv的联动锁紧机构100还包括一导向罩11，导向罩11为两端开口的圆台，且导向罩11的两端分别为大口端和小口端，小口端的内径与回收筒1的内径相等，小口端与回收筒1上远离传动控制机构4的一端固定连接并连通，大口端向远离回收筒1的方向延伸，从而对auv5进行导向，便于auv5进入回收筒1内部，更优的，导向罩11采用双层结构，外层为钢材料制成，内层为一层具有弹性的柔性塑胶，能够在对auv5进行导向时，防止破坏auv5的结构。

压紧元件2为两个，且均包括压紧杆21和至少一个限位元件，压紧杆21的一端与传动控制机构4的动力输出端连接，压紧杆21的另一端向靠近回收筒1开口的方向延伸，更优的，压紧杆21的另一端延伸至回收筒1的中部，限位元件的一端固定在压紧杆21上，限位元件的另一端能够穿过压紧孔12并伸入回收筒1内压紧auv5，从而使得两个限位元件同时对auv5的外壁进行挤压与固定，实现对auv5的回收，锁定机构3安装在压紧杆21上，且传动控制机构4能够带动压紧杆21和限位元件向靠近或远离回收筒1中心轴的方向移动，并使锁定机构3对限位元件的位置锁定或解锁，实现auv5的稳定固定，提高回收与锁定效果。

限位元件包括支杆22和止动器23，支杆22的一端固定在压紧杆21上，支杆22的另一端与止动器23固定连接，止动器23为弧形，止动器23能够穿过压紧孔12并与auv5的外壁贴合，从而通过两个止动器23相互挤压auv5的外壁，实现对auv5的位置固定。

止动器23包括刚性层和弹性层，刚性层和弹性层固定连接，且支杆22与刚性层固定连接，弹性层用于接触auv5，避免划伤auv5的表面，且保证对auv5的夹紧效果，更优的，刚性层和支杆22均为低碳合金钢一体成型，弹性层为橡胶材料制成。

如图4-图5所示，压紧杆21包括前段211和后段212，前段211位于传动控制机构4与锁定机构3之间，后段212位于锁定机构3上远离前段211的一侧，锁定机构3包括传力套31、自锁螺母、自锁螺杆33、安装筒32、至少一个自锁销36和至少一个弹性元件37，更优的，自锁销36和弹性元件37均为两个，前段211的一端与传动控制机构4连接，另一端与传力套31的外壁固定连接，后段212的一端与传力套31的外壁固定连接，后段212的另一端向靠近回收筒1的开口端延伸，且限位元件均安装在后段212上，从而便于对auv5进行压紧，更优的，前段211和后段212均通过焊接与传力套31固定连接，安装筒32的中心轴与回收筒1的中心轴垂直，传力套31套设于安装筒32的外周，安装筒32的一端固定在回收筒1的侧壁上，传力套31的内壁与安装筒32的外壁不接触，从而便于压紧杆21带动传力套31的上下移动，安装筒32同轴套设于自锁螺杆33外周，且安装筒32的一端与自锁螺杆33的一端通过圆柱滚子轴承35转动连接，保证自锁螺杆33能够沿自身的轴线转动，自锁螺杆33的外周还螺纹连接有自锁螺母，更优的，自锁螺杆33与自锁螺母为滚珠丝杠设计，且自锁螺母往复移动时，能够带动自锁螺杆33转动，自锁螺母的外壁上固定一拨动杆34，安装筒32的侧壁上对应拨动杆34的位置开设有长条孔321，长条孔321的长度方向与自锁螺杆33的轴线方向一致，传力套31上对应拨动杆34的位置开设有伸出孔311，且拨动杆34依次伸出长条孔321和伸出孔311，并能够在长条孔321内沿靠近或远离回收筒1轴线的方向往复移动，且拨动杆34在长条孔321内移动能够带动自锁螺母同向移动以带动自锁螺杆33转动，自锁螺杆33一端的外壁上对称开设有两个自锁销孔331，且一个自锁销孔331对应一个自锁销36，安装筒32的内侧壁上开设有多个安装槽，弹性元件37的两端分别与安装槽的内底面和自锁螺杆33的外壁抵接，更优的，弹性元件37的一端固定在安装槽的底面上，弹性元件37的另一端与自锁销36的一端固定，自锁销36的一端能够伸入至自锁销孔331内并阻止自锁螺杆33转动，更优的，自锁销孔331的内壁成弧形状，确保释放auv5时自锁销36在自锁螺杆33转向力作用下能够顺利解锁滑出，初始状态下，弹性元件37处于压缩状态，自锁销36没有在自锁销孔331内，当传动控制机构4带动压紧杆21向下移动，前段211带动传力套31下滑，同时传力套31带动后段212下移至止动器23夹紧auv5，伸出孔311的内壁带动拨动杆34下移，进而带动自锁螺母向下移动，由于长条孔321的侧壁对拨动杆34限位，进而使得自锁螺杆33转动，并转动至自锁销孔331对准自锁销36，自锁销36在弹性元件37的弹性恢复力下被推入自锁销孔331内，利用自锁销36实现对自锁螺杆33的锁紧，防止其转动，进而限制了自锁螺母、传力套31和前段211的上下移动，实现对限位元件的位置固定，进而实现对auv5的锁紧，当需要释放auv5，利用传动控制机构4带动前段211上移，并带动拨动杆34上移，自锁螺杆33反方向转动至自锁销36脱离自锁销孔331，且后段212带动止动器23脱离auv5，实现对auv5的解锁。

如图3所示，回收筒1上靠近传动控制机构4的一端开设有滑槽13，一个压紧杆21对应一个滑槽13，且前段211的中部能够嵌入滑槽13内，并在滑槽13内滑动，从而在对前段211进行限位防止其左右晃动的同时，也保证其稳定移动。

弹性元件37为弹簧。

如图6-图7所示，传动控制机构4包括外壳体41、吸附元件45、第一活塞组件42、第二活塞组件44、齿条43和至少两个齿轮46，外壳体41的一端固定在回收筒1上远离开口的一端，外壳体41的另一端向远离回收筒1的方向延伸，外壳体41的中部固定有一安装杆48，安装杆48与回收筒1的中心轴平行，齿条43滑动安装在安装杆48上，更优的，齿条43为双面齿条43，两侧分别用于与不同的齿轮46啮合，安装杆48上靠近两端的位置各固定一座板49，座板49与安装杆48垂直，第一活塞组件42的一端固定在外壳体41上远离回收筒1的内壁上，第一活塞组件42的另一端与齿条43的一端固定连接，齿条43的另一端与第二活塞组件44的一端固定连接，第二活塞组件44的另一端与吸附元件45固定，第一活塞组件42和第二活塞组件44能够减缓auv5在回收对接过程中对机构的冲击作用，防止对auv5造成损伤，吸附元件45用于接触auv5的端部并能够吸附在auv上，保证吸附元件45在接触auv5时，能够吸附住auv5，以便于在auv5释放时，能够带动吸附元件45移动，以控制传动控制机构4动作，进而带动压紧杆21动作，齿轮46与齿条43啮合，且两个齿轮46分别位于齿条43的两侧，齿条43移动时，能够分别带动两个齿轮46转动，各齿轮46的中部均同轴固定一传动轴47，使得传动轴47能够跟随齿轮46转动，一个齿轮46对应一个传动轴47，一个传动轴47固定一压紧元件2，传动轴47的一端与压紧元件2固定连接，从而在齿轮46转动的过程中，能够带动传动轴47转动，进而带动压紧杆21前段211动作，外壳体41上开设有通孔411，通孔411用于压紧元件2的穿过，传动轴47的另一端分别与座板49转动连接，利用座板49支撑齿轮46以及传动轴47，且保证传动轴47的稳定转动，更优的，传动轴47与座板49之间过渡配合，安装间隙之间注入低速普通润滑油，确保传动轴47转动灵活，当auv5向回收筒1内移动至接触吸附元件45，使auv5继续移动，并挤压吸附元件45，吸附元件45推动第二活塞组件44、齿条43和第一活塞组件42向远离导向罩11的方向移动，同时第一活塞组件42和第二活塞组件44能够提供缓冲，防止破坏auv5的结构，在齿条43移动过程中，两个齿轮46同时转动，并带动传动轴47转动，传动轴47带动两个压紧杆21的前段211下移，前段211带动传力套31下移，并通过锁定机构3的动作，实现对auv5的锁紧；当需要释放auv5，使auv5向靠近导向罩11的方向移动，同时带动吸附元件45、第二活塞组件44、齿条43和第一活塞组件42向靠近导向罩11的方向移动，进而使得两个齿轮46转动，并使前段211复位，实现对auv5的解锁，直接利用auv5的移动进行收放与解锁，避免设计大量的检测与控制装置，使得整体结构更加简单，且在auv5回收后能够对其锁定，保证auv5回收后的整体稳定性，提高回收效率。

吸附元件45为吸盘，结构简单，成本低廉。

本说明书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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。