一种全自动快速集群布放回收AUV的船艇用平台装置

一种全自动快速集群布放回收auv的船艇用平台装置
技术领域
1.本发明涉及一种布放回收auv的船艇用平台装置，尤其涉及一种全自动快速集群布放回收auv的船艇用平台装置。


背景技术：

2.随着海洋机电控制技术的发展，人类对海洋的探索和研究不断向深海和远海扩展。auv技术对于提高海洋资源环境的勘测和开采效率具有重要意义。特别是利用auv编队协同完成各种水下任务，但是在从传统的auv收放过程中，auv回收方式是在母船上通过吊笼一个个起吊回收，同时需要人为参与完成挂钩任务，这种方式回收效率低、成功率低、自主性差、受风浪的影响较大、回收时间较长，并且存在着对操作人员的各种安全隐患。传统的回收方式显然无法完成auv集群的高效回收。为了提高auv集群的使用保障能力，需要针对auv集群的自主收放技术展开研究。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明目的是提供一种全自动快速集群布放回收auv的船艇用平台装置，解决了传统auv回收装置回收效率低、成功率低、自主性差、回收时间较长等问题。
4.技术方案：本发明包括传动系统、auv传送装置、auv存储装置和吊装装置，其中，所述的传动系统设在平台底部，所述的吊装装置安装在平台顶部，所述的auv传送装置和auv存储装置安装在平台内部，所述的传动系统上方连接有auv传送装置，所述的auv传送装置上方设有auv存储装置。
5.所述的传动系统包括支撑传动机构和支撑翻转机构，所述的支撑传动机构包括导轨，所述的导轨顶部间隔设有多根齿条，所述的齿条与齿轮传动机构啮合，齿轮传动机构中的齿轮通过传动轴与支撑臂连接。
6.所述的支撑臂对称设置在auv传送装置两侧，两侧支撑臂的上部均与auv传送装置连接。
7.所述的支撑翻转机构包括连接装置，所述的连接装置对称滑动连接在导轨两侧，连接装置通过翻转装置与auv传送装置连接，两侧的连接装置之间连接有齿轮传动机构，所述的齿轮传动机构与齿条导轨传动连接。
8.所述auv传送装置的传动带上间隔设有多个承载装置，既能托放住auv，又能便于将auv吊装和吊离auv传送装置。
9.所述承载装置的端部安装有导向装置，导向装置用于回收阶段引导auv进入承载装置，采用可灵活配置的模块化设计。
10.所述的承载装置内壁设有弹性橡胶垫，可以使auv稳定的存放在存储装置中，并且可以保护auv不受损坏。
11.所述的吊装装置包括桁架，桁架顶部安装有桁车，桁车底部通过电动伸缩装置连接机械爪。
12.所述的auv存储装置内设有弹性橡胶支撑垫。
13.有益效果：本发明将auv集群布放回收平台模块化、一体化设计，其应用不限于甲板两侧，也可布置于船尾、船舱内部，auv传送装置通过齿轮带动传送带进行回转运动，便于在一定角度暂停动作完成auv的装载、布放、回收；通过模块化设计可拆卸式承载装置，可快速更换相应的承载装置实现收放不同auv；导向装置采用可灵活配置的模块化设计，可实现不同方向的auv回收，也可通过间隔式布置导向装置，可同时保证auv传送装置的布放与回收功能；通过设计auv存储装置，可实现auv的存储、维护一体化，且每个存储位置与auv编号一一对应，便于吊装系统自动存取；吊装装置中的电动伸缩装置可以实现在装载过程中不会因为桁车的移动而使机械爪晃动不定，保证auv平稳装载和卸载。
附图说明
14.图1为本发明的布放回收装置未展开的整体结构示意图；
15.图2为本发明的布放状态展开的整体结构示意图；
16.图3为本发明的回收状态展开的整体结构示意图；
17.图4为本发明的未展开状态详细示意图；
18.图5为本发明的回收状态详细示意图；
19.图6为本发明的回收状态主视图；
20.图7为本发明的传动系统和auv传送装置的示意图；
21.图8为本发明的传动系统和auv传送装置的主视图；
22.图9为本发明的布放控制系统逻辑图；
23.图10为本发明的回收控制系统逻辑图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作进一步说明。
25.如图1至图8所示，本发明包括传动系统、auv传送装置、auv存储装置51和吊装装置，其中，传动系统设在平台底部，吊装装置安装在平台顶部，auv传送装置和auv存储装置51安装在平台内部，传动系统上方连接有auv传送装置，auv传送装置上方设有auv存储装置51。
26.如图7所示，传动系统能够将auv传送装置传送出平台，并且将其进行一端翻转至水中，为auv传送装置的伸出动作和翻转动作提供充足的动力、支撑力。包括支撑传动机构和支撑翻转机构，支撑传动机构在平台中对auv传送装置起支撑和传动作用，包括导轨72，导轨72顶部间隔设有多根齿条，齿条与齿轮传动机构啮合，齿轮传动机构与电机连接，与齿轮连接的传动轴77的末端均连接有支撑臂87，支撑臂87对称设置在auv传送装置两侧，两侧支撑臂87的上部均与auv传送装置连接。通过电机带动齿轮在齿条导轨上运动，再通过传动轴77带动支撑臂87向前移动，最后支撑臂87携带auv传送装置移动。
27.支撑翻转机构包括连接装置73，连接装置73对称滑动连接在导轨72两侧，连接装置73通过翻转装置86与auv传送装置连接，两侧的连接装置73之间连接有齿轮传动机构，齿轮传动机构与齿条导轨传动连接，通过电机带动齿轮在齿条导轨上运动，再通过连接装置73带动翻转装置86向前移动，最后翻转装置86携带auv传送装置移动。本实施例的翻转装置
86采用液压缸，其中不局限于使用液压缸完成翻转动作，也可以是电动缸或使用其他装置使auv传送装置进行翻转动作。支撑传动机构和支撑翻转机构共同配合将auv传送装置移至平台末端，再通过液压缸的收缩将auv传送装置的一端翻转至水中。
28.auv传送装置为auv布放与回收的动力装置和盛放装置，便于布放回收auv，其采用齿轮带动传送带进行回转运动，便于在一定角度暂停动作完成auv的装载、布放、回收。传送带上间隔设有多个承载装置81，如图8所示，承载装置81采用模块化可拆卸式半圆形设计，既能托放住auv，又能便于将auv吊装和吊离auv传送装置，承载装置81内壁由弹性橡胶垫82构成，极大程度减少auv在传送过程中的损坏。其中承载装置81也可以设计为其他形状或尺寸，只需适用于当时布放回收的auv的具体型号。
29.如图5和图6所示，承载装置81的端部安装有导向装置65，导向装置65用于回收阶段引导auv进入承载装置，采用可灵活配置的模块化设计。在auv传送装置不同侧的承载装置81顶端安装导向装置65，可实现对auv的双向回收，其具体安装位置可根据具体回收情况而定。导向装置65在auv传送装置的安装为间隔式安装，可保证auv传送装置上随时有承载装置81可以用于布放或回收。
30.如图5所示，auv存储装置51是存储即将布放或回收的auv集群，是auv的存储、维护区域，其设计为多层存储结构可以满足整个auv集群的存储。auv存储装置51上包含弹性橡胶支撑垫52，可以使auv稳定的存放在存储装置中，并且可以保护auv不受损坏。每一对支撑垫编号与auv编号一一对应，便于吊装系统自动存取。
31.如图6所示，吊装装置用于auv的搬运与吊装，包括桁架62，桁架62顶部安装有桁车61，桁车61底部通过电动伸缩装置63连接机械爪64，当到达需要装载的auv上方时，由电动伸缩装置63动作将机械爪64伸出完成auv抓取。电动伸缩装置63带动机械爪64运动，确保在装载过程中不会因为桁车61的移动而使机械爪64晃动不定，从而使auv晃动不定，保证auv平稳装载和卸载。
32.本发明的布放回收平台可适用于auv集群的全自动快速布放与回收，其应用不限于甲板两侧，也可布置于船尾、船舱内部，其中当布置在船舱内部时必须在吃水线以上的位置，通过在船侧伸出船体进行操作。
33.如图9所示，布放过程控制流程为：当布放回收平台收到布放指令后传动系统开始动作，此时支撑传动机构与支撑翻转机构同时动作，支撑传动机构由电机带动齿轮在齿条导轨上运动，再通过连接轴带动支撑臂向前移动，最后支撑臂携带auv传送装置进行移动。支撑翻转机构由电机带动齿轮在齿条导轨上运动，再通过连接轴带动液压缸体向前移动，最后液压缸体携带auv传送装置进行移动。当液压缸体移动到导轨末端时支撑翻转机构停止移动，转而起支撑auv传送装置作用。当支撑传动机构也移动到导轨末端时，此时开始翻转动作。支撑翻转机构中液压缸开始收缩动作从而完成auv传送装置的翻转动作，使其一端位于水中。当平台展开完毕后吊装装置开始动作，桁车移动到需要布放的auv存储装置上方后停止移动，通过电动伸缩装置带动机械爪将auv抓取，抓取动作完成后桁车将auv吊装至auv传送装置最顶端的承载装置上，此时完成auv装载动作。最后auv传送装置通过齿轮带动传送带进行回转运动，将auv布放入水最终完成布放任务。
34.如图10所示，回收过程控制方式为：当auv接收到回收指令时auv航行至回收平台附近，然后通过auv自带视觉模块完成最后阶段的入坞引导，auv成功入坞后传送装置开始
回转动作，将auv从水中传送至传送装置顶端，然后传送装置暂停动作等待吊装装置对auv进行卸载。此时电动伸缩装置带动机械爪将auv从传送装置上抓取，并且通过桁车将其移送至auv存储装置中的固定存储位置。然后吊装装载回到传送装置上端等待下一个auv的回收。当所有auv回收完毕后，传动系统开始动作，支撑翻转机构将auv传送装置翻转至水平姿态，同时与支撑传动机构协调完成布放回收平台的收回动作。