一种弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置转让专利
申请号 : CN201911068929.7
文献号 : CN110745219B
文献日 : 2020-09-08
发明人 : 杜晓旭 , 蓝振祎 , 潘光 , 宋保维
申请人 : 西北工业大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:包括尾端固定箱体、尾端顶块、尾端驱动机箱、液压装置、推动板、回收装置和外部套筒;所述回收装置为一端封闭的框架式筒状结构,其封闭端通过所述尾端顶块同轴固定于所述尾端固定箱体的一侧面上,其另一端为回收/释放口,在所述尾端固定箱体一侧面上沿所述回收装置的径向开有凹槽;所述推动板平行于所述回收装置的轴向设置,其一端与所述尾端固定箱体的凹槽配合安装;所述液压装置安装于所述尾端驱动机箱内,其液压杆伸出于所述尾端驱动机箱,将所述推动板的一侧板面固定于所述液压杆上,通过尾端驱动机箱控制液压杆的伸缩,同时控制所述推动板在所述凹槽内沿径向滑动;
所述外部套筒同轴套装于所述回收装置的外围,用于将整个释放与回收AUV装置固定于超大型UUV上;所述尾端驱动机箱通过固定于所述外部套筒外周面上的L型驱动机箱定位管定位;
所述回收装置包括尾端套筒定位板、撞击缓冲垫、金属导杆、AUV定位板、环状AUV定位圈、前端套筒定位板、弹性橡胶板、无弹性牵引绳、弹性紧箍圈和无弹性联动绳;所述尾端套筒定位板、多个所述AUV定位板和所述前端套筒定位板依次同轴布置,多个所述金属导杆沿周向均布并穿过各所述AUV定位板的外缘处,其一端沿周向固定于所述尾端套筒定位板内侧面上,另一端沿周向固定于所述前端套筒定位板的内侧环面上;所述尾端套筒定位板为圆形板状结构,其内侧面同轴固定有所述撞击缓冲垫,外侧面与所述尾端顶块同轴固定;所述AUV定位板和前端套筒定位板均为圆环结构,其圆环内孔壁均同轴安装有所述环状AUV定位圈;所述环状AUV定位圈为弹性材质,其内孔径小于待回收AUV的外径,通过摩擦和弹性变形对待回收AUV进行定位;若干所述弹性橡胶板的一端沿周向均布并垂直固定于所述前端套筒定位板的外侧环面上,通过若干条所述弹性紧箍圈沿轴向将其固定为筒状结构;所述无弹性牵引绳的一端与所述弹性橡胶板的另一端固定,其另一端依次同轴穿过所述前端套筒定位板的环面、多个所述AUV定位板的环面和所述尾端套筒定位板固定于所述尾端固定箱体上,若干所述无弹性牵引绳位于同一周面上成绷紧状态,所述无弹性牵引绳与所述弹性橡胶板的数量相同;
所述无弹性联动绳设置于所述尾端固定箱体和尾端套筒定位板之间,其两端头穿过所述推动板固定于所述尾端驱动机箱上;所述无弹性联动绳两端头之间的部分为圆环状,绕于若干所述无弹性牵引绳所在周面的外侧;随着所述液压杆控制所述推动板的径向位移,所述无弹性联动绳的圆环部分内径缩小或扩大,同时牵动所述无弹性牵引绳的轴向位移,进一步牵动所述弹性橡胶板的另一端实现所述回收/释放口的收拢或外扩状态。
2.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:所述尾端固定箱体为圆柱状结构,其中心处开有螺纹孔;所述尾端顶块为圆柱杆通过螺纹安装于所述尾端固定箱体的螺纹孔处。
3.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:所述尾端套筒定位板、多个所述AUV定位板和所述前端套筒定位板之间为等间距布置。
4.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:每个所述AUV定位板的两侧均同轴安装有导杆定位套,通过所述导杆定位套将所述AUV定位板限位于所述金属导杆上。
5.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:所述无弹性牵引绳平行于所述回收装置的轴向。
6.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:所述弹性橡胶板的一端沿周向均布并穿过所述前端套筒定位板环面,与所述金属导杆的另一端固定,所述弹性橡胶板的数量与所述金属导杆的数量相同。
7.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:所述外部套筒一端同轴固定于所述前端套筒定位板的内环面,另一端同轴固定于所述尾端套筒定位板的内侧面。
8.根据权利要求1所述弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置,其特征在于:还包括两个平行设置的套筒支架,所述套筒支架固定于所述外部套筒的底部,用于将整个释放与回收AUV装置固定于超大型UUV上或安装于其内。
说明书 :
一种弹性联动装置驱动的超大型UUV释放与回收AUV装置
技术领域
背景技术
赖性低、受海洋环境影响小、可靠性高、自主作战能力强和效费比高等优势;特别是其采用
开放式架构和模块化设计,可以实现载荷和任务重构,替代有人平台执行大部分ISR任务,
并分担反潜战和打击作战任务。美海军目前不断加速大型水下无人系统的研发部署进程,
提出的“超大型无人潜航器”XLUUV项目就是一种具备模块化载荷舱、用于执行长航时、避免
人员伤亡的高风险任务的大型水下无人系统。基于此,以XLUUV为水下回收平台设计AUV释
放与回收的装置,使其可携带小型AUV,可释放AUV进入复杂水域执行任务,提升作战效能;
在水下回收AUV,补充能源后重复使用,大幅提升效费比。
叭口形结构受机械结构限制无法形成严密的笼状结构,并且另需空间安装驱动装置;专利
CN108569385A提出了一种AUV水下回收锁紧机构,但是其回收机构前端的喇叭口形结构无
法关闭是其主要弊端。本发明以波音公司的“回波旅行者”Echo Voyager超大型无人潜航器
为模板,提出了一种超大型无人潜航器释放与回收AUV的装置,实现水下释放与回收AUV,不
仅在军事领域,更可在海洋科学等领域发挥巨大作用,更可靠、高效的完成各类水下作业任
务。
发明内容
小型回转型AUV进行释放与回收操作,结构简单、紧凑,动作可靠,是释放与回收中、小型回
转型AUV的一种可行装置。
外部套筒;所述回收装置为一端封闭的框架式筒状结构,其封闭端通过所述尾端顶块同轴
固定于所述尾端固定箱体的一侧面上,其另一端为回收/释放口,在所述尾端固定箱体内侧
面上沿所述回收装置的径向开有凹槽;所述推动板平行于所述回收装置的轴向设置,其一
端与所述尾端固定箱体的凹槽配合安装;所述液压装置安装于所述尾端驱动机箱内,其液
压杆伸出于所述尾端驱动机箱,将所述推动板的一侧板面固定于所述液压杆上,通过尾端
驱动机箱控制液压杆的伸缩,同时控制所述推动板在所述凹槽内沿径向滑动;
定位管定位;
端套筒定位板、多个所述AUV定位板和所述前端套筒定位板依次同轴布置,多个所述金属导
杆沿周向均布并穿过各所述AUV定位板的外缘处,其一端沿周向固定于所述尾端套筒定位
板内侧面上,另一端沿周向固定于所述前端套筒定位板的内侧环面上;所述尾端套筒定位
板为圆形板状结构,其内侧面同轴固定有所述撞击缓冲垫,外侧面与所述尾端顶块同轴固
定;所述AUV定位板和前端套筒定位板均为圆环结构,其圆环内孔壁均同轴安装有所述环状
AUV定位圈;所述环状AUV定位圈为弹性材质,其内孔径小于待回收AUV的外径,通过摩擦和
弹性变形对待回收AUV进行定位;若干所述弹性橡胶板的一端沿周向均布并垂直固定于所
述前端套筒定位板的外侧环面上,通过若干条所述弹性紧箍圈沿轴向将其固定为筒状结
构;所述无弹性牵引绳的一端与所述弹性橡胶板的另一端固定,其另一端依次同轴穿过所
述前端套筒定位板的环面、多个所述AUV定位板的环面和所述尾端套筒定位板固定于所述
尾端固定箱体上,若干所述无弹性牵引绳位于同一周面上成绷紧状态,所述无弹性牵引绳
与所述弹性橡胶板的数量相同;
状,绕于若干所述无弹性牵引绳所在周面的外侧;随着所述液压杆控制所述推动板的径向
位移,所述无弹性联动绳的圆环部分内径缩小或扩大,同时牵动所述无弹性牵引绳的轴向
位移,进一步牵动所述弹性橡胶板的另一端实现所述回收/释放口的收拢或外扩状态。
的数量相同。
内。
载荷,当释放或回收AUV时,利用相对运动,通过液压装置、弹性绳和无弹性绳的配合,完成
回收端开、合导向罩端口的动作,由此缩短了释放与回收AUV装置的整体长度,且结构简单、
制造成本低。并且节省安装空间,增加了大型UUV携带更多小型AUV的可能,由此提升了费效
比。
物堵塞,影响回收的风险。
来的原有大型水下动平台的水动力性能下降风险。
附图说明
10-环状AUV定位圈;11-外部套筒;12-前端套筒定位板;13-弹性橡胶板;14-弹性紧箍圈;
15-无弹性牵引绳;16-套筒支架;17-无弹性联动绳;18-推动板;19-液压装置;20-尾端驱动
机箱;21-驱动机箱定位管;22-AUV。
具体实施方式
定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
外部套筒11;所述回收装置为一端封闭的框架式筒状结构,其封闭端通过所述尾端顶块4同
轴固定于所述尾端固定箱体3的一侧面上,其另一端为回收/释放口,在所述尾端固定箱体
一侧面上沿所述回收装置的径向开有凹槽;所述推动板18平行于所述回收装置的轴向设
置,其一端与所述尾端固定箱体3的凹槽配合安装;所述液压装置19安装于所述尾端驱动机
箱20内,其液压杆伸出于所述尾端驱动机箱20,将所述推动板18的一侧板面固定于所述液
压杆上,通过尾端驱动机箱20控制液压杆的伸缩,同时控制所述推动板18在所述凹槽内沿
径向滑动;
动机箱定位管21定位;
联动绳17;所述尾端套筒定位板5、多个所述AUV定位板8和所述前端套筒定位板12依次同轴
布置,多个金属导杆7沿周向均布并穿过各所述AUV定位板8的外缘处,其一端沿周向固定于
所述尾端套筒定位板5内侧面上,另一端沿周向固定于所述前端套筒定位板12的内侧环面
上;所述尾端套筒定位板5为圆形板状结构,其内侧面同轴固定有所述撞击缓冲垫6,外侧面
与所述尾端顶块4同轴固定;所述AUV定位板8和前端套筒定位板12均为圆环结构,其圆环内
孔壁均同轴安装有所述环状AUV定位圈10;所述环状AUV定位圈10为弹性材质,其内孔径小
于待回收AUV22的外径,通过摩擦和弹性变形对待回收AUV22进行定位;若干所述弹性橡胶
板13的一端沿周向均布并垂直固定于所述前端套筒定位板12的外侧环面上,通过若干条所
述弹性紧箍圈14沿轴向将其固定为筒状结构;所述无弹性牵引绳15的一端与所述弹性橡胶
板13的另一端固定,其另一端依次同轴穿过所述前端套筒定位板12的环面、多个所述AUV定
位板8的环面和所述尾端套筒定位板5固定于所述尾端固定箱体3上,若干所述无弹性牵引
绳15位于同一周面上成绷紧状态,所述无弹性牵引绳15与所述弹性橡胶板13的数量相同;
分为圆环状,绕于若干所述无弹性牵引绳15所在周面的外侧;随着所述液压杆控制所述推
动板18的径向位移,所述无弹性联动绳17的圆环部分内径缩小或扩大,同时牵动所述无弹
性牵引绳15的轴向位移,进一步牵动所述弹性橡胶板13的另一端实现所述回收/释放口的
收拢或外扩状态。
与导杆7外壁直径过盈配合,环状AUV定位圈10以销钉固定在AUV定位板8的内环壁上。同理,
总共四块AUV定位板8以导杆定位套9轴向定位在导杆7上;前端套筒定位板11的内环壁以销
钉固定一个AUV定位圈10。
钉连接外部套筒11的前端,完成套筒定位。
前端都与一根无弹性牵引绳15的前端螺钉相连,无弹性牵引绳15的尾端与尾端固定箱体3
固连,安装完成后须保证释放回收装置处于关闭状态时无弹性牵引绳15处于紧绷状态。
端头穿过推动板18上的孔固定在尾端驱动机箱20上,形成封闭环状,将所有的无弹性牵引
绳15拢在环状内部。
20与机箱定位管21焊接固连,机箱定位管21与外部套筒11焊接固连,保证尾端驱动机箱定
位。
罩的范围,引导AU22进入模块箱2中并固定,随后以液压驱动和弹性紧箍圈14的自身弹性的
双重作用关闭导向罩;完成AUV回收任务。
将外部套筒去掉;若要求AUV处于干式储存状态,在外部套筒的内部加装保养模块即可。
无弹性牵引绳15的后部,若以尾端固定箱体3为坐标系原点,建立笛卡尔右手坐标系,即为
无弹性牵引绳15在向尾端运动,相对运动使得弹性橡胶板13向外弯曲,此时应用传感器检
测以确定橡胶板13确实向外弯曲,如果传感器检测确定弯曲橡胶板并未向外弯曲后,控制
系统控制液压驱动回到关闭状态,重新打开,直到橡胶板向外弯曲,达到预定位置,并使回
收端在周向上处于稳定的张开状态。此时弹性紧箍圈14处于张紧状态,形成喇叭口型导向
罩,此时AUV22通过自身动力发射至模块箱体2外。
随之复原,无弹性联动绳17也恢复原样,导向罩关闭,处于关闭状态时依靠回收端弹性紧箍
圈14的张紧力使弹性橡胶板13始终向内弯曲,使回收装置始终处于关闭状态,不会随外部
影响轻易打开。
块箱体回收段的轴线近似对齐。此时应用传感器检测,一旦AUV22的头部与尾端套筒定位板
5的距离达到管状模块箱体回收段长度的1/2,随之控制液压装置20开始复原,推动板18向
下运动,导向罩逐渐缩小。
的回转部分,完成定位、支撑。
于关闭状态。
蚀性。简称为无弹性牵引绳;无弹性联动绳17同理。
的弹性紧箍圈。
的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。