一种简易无人船投放和回收装置的制作方法

1.本发明属于海洋工程应用领域，具体涉及一种简易无人船投放和回收装置，适用于船基、岸基、空基等水域海洋小型无人船探测系统投放与回收。


背景技术：

2.21世纪是海洋的世纪，海洋工程的开展能够加深我们对海洋的认识和加快海洋战略实施。而海上作业的环境复杂、工况恶劣，作业风险高，海洋工程调查活动难以有效开展。因此，以无人船、水下机器人为代表的无人化平台，在海洋工程调查中需求十分强烈，具有广阔的应用前景。无人船、水下机器人等海洋工程调查新型平台和作业手段的创新与发展，是人类向未来海洋调查和海洋探索的重要手段。
3.无人船实际应用中，其投放与回收是实施作业的基础和必备环节。目前，在无人船的投放与回收的作业中，主要有如下两种作业方式：（1）人力收放，适用于轻小型无人船，主要是依靠人力将无人船放在水中和回收。其局限性在于人站在浅水中或甲板上投放，操作人员和无人船的安全性面临巨大的威胁，一定海况条件下无法实施。（2）吊机收放，适用于中大型无人船收放。其技术难点在于吊机与无人船的连接和分离都具有相当高难度，目前需依赖人工辅助，挂钩和脱钩过程复杂、时间和经济成本高，尤其在一定海况条件下变得极不可控。
4.当前，无人船主要是依靠岸基和船基的吊机升降系统进行投放与回收。吊机升降系统主要由升降系统、伸缩系统、变幅系统、回转系统和操作系统等组成。升降系统、伸缩系统和变幅系统控制垂直方向的移动，回转系统控制水平方向上的移动。操作员通过操作系统首先在水平方向上进行移动，移动到目标位置上方，再通过伸缩系统、变幅系统和升降系统移动无人船至水面，通过人工辅助操作实现升降系统与无人船连接或脱离。
5.由于无人船在海洋工程调查中发货了越来越多的作业，和可预期的广阔的应用前景，无人船的投放与回收的自动化、高效化要求也不断提升。目前采用的无人船吊机升降系统主要存在以下问题：（1）收放依赖于操作员人工辅助，特别是在升降系统与无人船的连接或脱离环节中，操作员需要驾驶小船到设备附件进行人工作业，作业风险高，一定海况条件下不可控，可能要花好几个小时来完成设备回收；（2）吊机升降系统通用性差，通常在大型工程船和码头上配备有吊机升降系统，普通的船舶不具备吊机升降系统。（3）吊机升降系统操作复杂，需专业人员持证操作，成本费用高。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种简易无人船投放和回收装置，将柔性网具、简易升降器、简易变幅器、辅助装置等部件集成组装，实现了高效的、安全的、准确的无人船投放与回收。解决了当前无人船投放与回收系统，成本高，效率低下的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明的实施提供一种简易无人船投放和回收装置，包括柔性网具、简易升降器和简易变幅器，所述柔性网具包括承载无人船的长方形网衣、收缩弹
簧、连接结构和坠子，所述长方形网衣的四条边均通过一根收缩弹簧撑起，两相邻收缩弹簧的相交端通过连接结构连接，所述长方形网衣的四角下方各连接一个坠子；所述简易升降器包括两个升降移动挂钩单元和两个滑轮，每一所述升降移动挂钩单元包括活动钩、移动横杆和缆绳，所述缆绳包括两根第一段缆绳、两根第二段缆绳和一根第三段缆绳，所述移动横杆的两端对应地与两根第一段缆绳的上端固定连接，所述第一段缆绳的下端固定连接有活动钩，两根所述第二段缆绳的下端对应地与移动横杆的两端固定连接，两根所述第二段缆绳的上端固定连接后与第三段缆绳的下端固定连接，所述第三段缆绳的上端卷绕于滑轮上；所述活动钩与连接结构可分离式连接；所述简易变幅器包括变幅横杆、两根立杆和两个船舷固定器，两个所述滑轮间隔地套装于变幅横杆上，所述变幅横杆的两端对应地与两根立杆的上端固定连接，两根所述立杆的下端分别连接一个船舷固定器。
8.其中，所述船舷固定器包括u形固定器、第一挡板和第二挡板，所述u形固定器通过螺丝钉与船舷固定连接，所述第一挡板和第二挡板均固定设置于u形固定器的上端，所述立杆的下端于第一挡板和第二挡板之间以限定角度变幅。
9.其中，所述连接结构包括连接丝杆、连接丝母和双钢环，所述收缩弹簧的一端固定与连接丝杆固定连接，另一端与双钢环固定连接，其中一根收缩弹簧端部的连接丝杆穿过与之相邻的收缩弹簧端部的双钢环的一个钢环后与连接丝母旋接，所述第一段缆绳的下端的活动钩与双钢环的另一个钢环可分离式连接。
10.优选的，所述第一挡板垂直连接于u形固定器的上端，所述第二挡板呈45
°
倾斜设置于u形固定器的上端，所述立杆的下端于第一挡板和第二挡板之间以限定45
°
变幅。
11.优选的，所述长方形网衣（不拉伸变形条件下）的尺寸为长150cm*宽100cm。
12.本发明的上述技术方案的有益效果如下：1、本发明利用柔性网衣来承载无人船等调查设备，柔性网衣有一定伸缩性，对无人船无伤害，其网眼大于无人船下部搭载的设备，对探测设备无伤害。
13.2、在网具提升时，伸缩弹簧会拉伸变形，和网衣一起把无人船包裹住，在网具下沉至水下时，由于其拉伸力消失，会回复其原来形状，进而带动网衣打开，实现无人船与网具的脱离。
14.3、本发明零部件精简且配合紧密，便于携带运输，拆卸组装简单，成本低。采用便捷的人工方式实施无人船收放工作，无需外部动力，可用于多型号船只，适用于一定海况环境下中小型无人船和探测设备的投放与回收。
15.4、本发明采用整体模块式设计，机构可迁移、拓展，不仅可应用船基无人船投放与回收，对船舷固定器稍作改动，即可适用于岸基操作，亦可改造为无人机掉放模式。
16.5、本发明所属装置，可拓展应用于水下机器人、水面浮标等海洋探测设备的投放与回收。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中柔性网具的俯视图；
图3为本发明中连接结构处的结构放大图；图4为本发明中简易升降器的结构示意图；图5为本发明中变幅横杆的结构放大图；图6为本发明中简易变幅器的结构示意图；图7为本发明中船舷固定器的结构放大图。
18.附图标记说明：1、长方形网衣；2、收缩弹簧；3、连接结构；4、坠子；5、滑轮；6、活动钩；7、移动横杆；8、缆绳；801、第一段缆绳；802、第二段缆绳；803、第三段缆绳；9、变幅横杆；10、立杆；11、船舷固定器；1101、u形固定器；1102、第一挡板；1103、第二挡板；1104、螺丝钉。
具体实施方式
19.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
20.如图1-图7所示，本发明提供一种简易无人船投放和回收装置，包括柔性网具、简易升降器和简易变幅器，所述柔性网具包括承载无人船的长方形网衣1、收缩弹簧2、连接结构3和坠子4，所述长方形网衣1的四条边均通过一根收缩弹簧2撑起，两相邻收缩弹簧2的相交端通过连接结构3连接，所述长方形网衣1的四角下方各连接一个坠子4，通过自重使网衣沉入水中。
21.如图3所示，所述连接结构3包括连接丝杆、连接丝母和双钢环，所述收缩弹簧的一端固定与连接丝杆固定连接，另一端与双钢环固定连接，其中一根收缩弹簧端部的连接丝杆穿过与之相邻的收缩弹簧端部的双钢环的一个钢环后与连接丝母旋接，所述第一段缆绳的下端的活动钩与双钢环的另一个钢环可分离式连接。
22.所述简易升降器包括两个升降移动挂钩单元和两个滑轮5，每一所述升降移动挂钩单元包括活动钩6、移动横杆7和缆绳8，所述缆绳8包括两根第一段缆绳801、两根第二段缆绳802和一根第三段缆绳803，所述移动横杆7的两端对应地与两根第一段缆绳801的上端固定连接，所述第一段缆绳801的下端固定连接有活动钩6，两根所述第二段缆绳802的下端对应地与移动横杆7的两端固定连接，两根所述第二段缆绳802的上端固定连接后与第三段缆绳803的下端固定连接，所述第三段缆绳803的上端卷绕于滑轮5上。
23.所述活动钩6与连接结构3可分离式连接，保证长方形网衣在无人船进入前保持基本的形状。
24.所述简易变幅器包括变幅横杆9、两根立杆10和两个船舷固定器11，两个所述滑轮5间隔地套装于变幅横杆9上，所述变幅横杆9的两端对应地与两根立杆10的上端固定连接（可选择通过一个连接结构连接），两根所述立杆10的下端分别连接一个船舷固定器11（可选择通过一个连接结构连接）。
25.所述船舷固定器11包括u形固定器1101、第一挡板1102和第二挡板1103，所述u形固定器1101通过螺丝钉1104与船舷固定连接，所述第一挡板1102和第二挡板1103均固定设置于u形固定器1101的上端，所述立杆10的下端于第一挡板1102和第二挡板1103之间以限定角度变幅。
26.本实施例中，所述第一挡板垂直连接于u形固定器的上端，所述第二挡板呈45
°
倾
斜设置于u形固定器的上端，所述立杆的下端于第一挡板和第二挡板之间以限定45
°
变幅，缆绳提供简易变幅器角度变化动力。简易变幅器在水平方向移动距离约1.414m，水平方向移动最大距离时升降最小距离为1.414m。
27.本实施例中，所述长方形网衣的尺寸（未拉伸变形情况下）长150cm*宽100cm，在无人船投放与回收过程中，受力变形后包裹住整个无人船。
28.所述收缩弹簧的弹性指标要求：承重50kg，受力时收缩弹簧向上凹，不受力恢复自然状态。
29.本发明的工作原理为：1、本发明利用柔性网衣来承载无人船等水面设备，柔性网衣、四周弹簧和起吊的绳具组合为柔性网具，网具有一定伸缩性，不受力时，其呈水平面状，尺寸为长150cm*宽100cm；2、在网具提升时，伸缩弹簧会拉伸变形，和网衣一起把无人船包裹住，在网具下沉至水下时，无人船浮于水面，网具上的拉伸力消失，弹簧恢复原状带动网具恢复原来形状，进而实现无人船与网具的脱离。
30.3、柔性网具，成本低，携带方便，承重大，对无人船无伤害，其网眼大于无人船下部搭载的设备，对探测设备无伤害。
31.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种简易无人船投放和回收装置，其特征在于，包括柔性网具、简易升降器和简易变幅器，所述柔性网具包括承载无人船的长方形网衣、收缩弹簧、连接结构和坠子，所述长方形网衣的四条边均通过收缩弹簧撑起，两根相邻收缩弹簧的相交端通过连接结构连接，所述长方形网衣的四角下方各连接一个坠子；所述简易升降器包括两个升降移动挂钩单元和两个滑轮，每一所述升降移动挂钩单元包括活动钩、移动横杆和缆绳，所述缆绳包括两根第一段缆绳、两根第二段缆绳和一根第三段缆绳，所述移动横杆的两端对应地与两根第一段缆绳的上端固定连接，所述第一段缆绳的下端固定连接有活动钩，两根所述第二段缆绳的下端对应地与移动横杆的两端固定连接，两根所述第二段缆绳的上端固定连接后与第三段缆绳的下端固定连接，所述第三段缆绳的上端卷绕于滑轮上；所述活动钩与连接结构可分离式连接；所述简易变幅器包括变幅横杆、两根立杆和两个船舷固定器，两个所述滑轮间隔地套装于变幅横杆上，所述变幅横杆的两端对应地与两根立杆的上端固定连接，两根所述立杆的下端分别连接一个船舷固定器。2.根据权利要求1所述的简易无人船投放和回收装置，其特征在于，所述船舷固定器包括u形固定器、第一挡板和第二挡板，所述u形固定器通过螺丝钉与船舷固定连接，所述第一挡板和第二挡板均固定设置于u形固定器的上端，所述立杆的下端于第一挡板和第二挡板之间以限定角度变幅。3.根据权利要求1所述的简易无人船投放和回收装置，其特征在于，所述连接结构包括连接丝杆、连接丝母和双钢环，所述收缩弹簧的一端固定与连接丝杆固定连接，另一端与双钢环固定连接，其中一根收缩弹簧端部的连接丝杆穿过与之相邻的收缩弹簧端部的双钢环的一个钢环后与连接丝母旋接，所述第一段缆绳的下端的活动钩与双钢环的另一个钢环可分离式连接。4.根据权利要求2所述的简易无人船投放和回收装置，其特征在于，所述第一挡板垂直连接于u形固定器的上端，所述第二挡板呈45
°
倾斜设置于u形固定器的上端，所述立杆的下端于第一挡板和第二挡板之间以限定45
°
变幅。5.根据权利要求1所述的简易无人船投放和回收装置，其特征在于，所述长方形网衣的尺寸为长150cm*宽100cm。

技术总结
本发明提供一种简易无人船投放和回收装置，包括柔性网具、简易升降器和简易变幅器，柔性网具包括承载无人船的长方形网衣、收缩弹簧、连接结构和坠子，长方形网衣的四条边通过四根可收缩弹簧撑起，长方形网衣的四角各连接一个坠子；简易升降器包括两个升降移动挂钩单元和两个滑轮，简易变幅器包括变幅横杆、两根立杆和两个船舷固定器，两个滑轮间隔地套装于变幅横杆上，变幅横杆的两端对应地与两根立杆的上端固定连接，两根立杆的下端分别连接一个船舷固定器。本发明将柔性网衣、简易升降器、简易变幅器、辅助装置等部件集成组装，实现了高效的、安全的、准确的无人船投放与回收。解决了当前无人船投放与回收系统，成本高，效率低下的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：沈蔚 彭战飞 卢泉水 廖德亮 杨智松 崔晓冬
受保护的技术使用者：汇朋智能科技(江苏)有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/5/11