一种无人艇收放装置

1.本实用新型属于无人艇技术领域，具体涉及一种无人艇收放装置。


背景技术：

2.随着无人系统的快速发展，无人艇在侦察、避障、执行高危任务等方面发挥着重要作用。当前制约无人艇应用的重要因素之一就是无人艇布放与回收技术，无人艇收放过程的效率越高越能保证其任务执行的成功率。现有收放技术普遍存在结构通用性和功能通用性不好的问题，一般一种收放装置只针对某一类船艇或某一种回收方式（水面或水下）。如何设计出一种在较短时间内，在高航速、高海况情况下能够可靠收放水面或水下无人艇的装置对于无人艇的应用起着至关重要的作用。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供一种无人艇收放装置，通过起重机构将无人艇及导向对接机构通过起升、下降、回转等系列操作放置水中，进行无人艇布放与回收，同时通过控制调整导向对接机构的姿态与位置以提高无人艇对接的成功率，提升复杂作业环境下收放过程的高效性和可靠性。通过变更对接装置的吊装方式实现水面无人艇或水下无人艇的应用切换。
5.本实用新型是采用下述技术方案实现的：
6.一种无人艇收放装置，包括起重机构和导向对接机构，起重机构通过缆绳与导向对接机构连接，用于控制导向对接机构的起升、下降和回转；
7.所述导向对接机构包括导向罩、对接罩、姿态控制器和吊环，导向罩连接在对接罩一端，用于将无人艇从对接罩中布放与回收；姿态控制器固定连接在对接罩外侧面，用于控制对接罩的位置；吊环设置在姿态控制器上和对接罩上，并能通过连接件与缆绳连接；
8.所述姿态控制器包括设置在侧面的螺旋桨以及内部的电机，所述电机与螺旋桨连接，用于控制螺旋桨转动。
9.进一步的，所述起重机构包括底座、立柱以及伸缩机，底座内设置绞缆机，所述缆绳一端缠绕在绞缆机上，立柱底部和底座顶部之间还设置有回转机，回转机能带动立柱在底座上水平旋转，伸缩臂一端铰接在立柱顶端，且在伸缩臂的中间靠近左端的位置和立柱底端设置可伸缩的第一变幅机。
10.进一步的，所述伸缩机包括固定臂、伸缩臂和第二变幅机，所述伸缩臂套接在固定臂中，第二变幅机一端固定安装在固定臂上，另一端固定在伸缩臂上。
11.进一步的，所述导向罩为两底面开口的圆台状，直径较大的底面开口向外，直径较小的底面与对接罩固定连接。
等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.实施例1
32.本实施例提供了一种无人艇收放装置，如图1所示，包括起重机构1和导向对接机构2，起重机构1通过缆绳3与导向对接机构2连接，用于控制导向对接机构2的起升、下降和回转。其中，导向对接机构2包括导向罩21、对接罩22、姿态控制器23和吊环24，导向罩21连接在对接罩22一端，用于将无人艇从对接罩22中布放与回收；姿态控制器23固定连接在对接罩22外侧面，用于控制对接罩22的位置；吊环24设置在对接罩22上，并能通过连接件25与缆绳3连接；姿态控制器23包括设置在侧面的螺旋桨231以及内部的电机，所述电机与螺旋桨231连接，用于控制螺旋桨231转动。起重机构1通过自身调节以及缆绳3的收放，能方便的调节导向对接机构2在水上或水下的位置，同时通过在侧面的螺旋桨231实时调整对接罩22的位置，方便对无人艇进行水上或水下的收放。
33.如图2所示，在本实施例中，起重机构1包括底座11、立柱12以及伸缩机13，底座11内设置绞缆机14，所述缆绳3一端缠绕在绞缆机14上，并通过立柱12内部和伸缩机13内部延伸，从伸缩机13右侧端部伸出；立柱12底部和底座11顶部之间还设置有回转机15，回转机15能带动立柱12在底座11上水平旋转，从而通过伸缩机13带动导向对接机构2左右移动；伸缩机13一端铰接在立柱12顶端，且在伸缩机13机的中间靠近左端的位置和立柱12底端设置可伸缩的第一变幅机16，从而使伸缩机13在第一变幅机16的作用下绕着铰接处旋转，带动导向对接机构2上下移动。伸缩机13包括固定臂131、伸缩臂132和第二变幅机17，所述伸缩臂132套接在固定臂131中，第二变幅机17一端固定安装在固定臂131上，另一端固定在伸缩臂132上，通过第二变幅机17，能自由伸长和缩短伸缩机13的长度，从而带动导向对接机构2前后移动。在本实施例中第一变幅机16和第二变幅机17均采用伸缩油缸，其他可实现伸缩的变幅的装置均可。
34.为了减少导向对接机构2在水中的阻力，方便在收放无人艇过程中动态固定导向对接机构2在水中的位置，在本实施例中，如图3所示，导向罩21为两底面开口的笼形圆台状结构，直径较大的底面开口向外，直径较小的底面与对接罩22固定连接。而和导向罩21连接的对接罩22为一端开口的笼状圆柱体结构，对接罩22的侧面包括沿着对接罩22延伸方向的纵向加强筋和圆周方向的横向加强筋，其中侧面的顶部弧度稍平，从而更贴合水面无人艇底部，使对接机构2倒吊时适用于水面无人艇收放。当收放无人艇时，水可自由进出对接罩22内部，从而有效减少水流的对流阻力。
35.作为一个优选的方式，在本实施例中，如图3所示，设置在对接罩22外侧面顶端和底端的吊环24均设置有两个，吊环24两端分别固定在对接罩22的首尾两端部。连接件25包括起吊杆251和栓绳环252，起吊杆251设置有2根，上端均固定在栓绳环252上。通过该种结构方式，起吊杆251下端能用可拆卸的钩挂在对接罩22的吊环24上，安装拆卸方便，并能同
时适用于无人艇的水下收放作业和水上收放作业。
36.在本实施例中，回转机15带动起重机构1上部的机构左右旋转、绞缆机14对缆绳3的收放、第一变幅机16伸缩以及第二变幅机17的伸缩均通过内部电机进行控制，现有技术中能实现该控制的装置和方法均可，在此不多做赘述。而姿态控制器23中的螺旋桨231通过延伸的电线进行有源控制，且四个螺旋桨231均能分别进行变频调速，从而通过四个螺旋桨231控制整个导向对接机构2在水中的动态平衡，将整个导向对接机构2动态固定在水中进行收放作业。
37.本实用新型能同时适用于无人艇的水上和水下收放作业，如图4和图5所示，具体的工作方法为：
38.按照图1所示，组装好整个无人艇收放装置，在进行无人艇的布放时，由船员将无人艇收纳至导向对接机构2内，使用快速连接锁扣将缆绳3系于栓绳环252上，2个起吊杆251下端通过可拆卸的挂钩连接在对接罩22一端的两个吊环24上，通过电机控制第一变幅机16仰升使导向对接机构2起升离开母船4甲板，通过电机控制回转机15旋转，并控制伸缩机13伸长，使导向对接机构2离开母船4到达指定水域，然后通过绞缆机14绞放缆绳3使导向对接机构2下放至水面（水面无人艇）或水下（水下无人艇），而后视风、浪、洋流等情况启动导向对接机构2。若布放环境良好，则正常控制无人艇驶离导向对接机构2而后将导向对接机构2收回；若遇风浪较大情况下，则首先启动姿态控制器23的4个螺旋桨231，并且调整好每个螺旋桨231角度和转速，控制导向对接机构2通过前进后退、左右横移、上浮下沉、绕z轴旋转等系列操作，使导向对接机构2在垂直方向上处于平衡状态，并调整导向罩21方向便于无人艇驶离对接罩22，待无人艇驶离后通过起重机构1进行起升操作，将导向对接机构2收回。
39.当进行无人艇回收时，通过雷达、gps等通讯设备确定无人艇的位置信息，而后驾驶母船4驶入无人艇所在区域或控制无人艇靠近母船4，当距离在缆绳3长度范围以内时，将导向对接机构2通过起重机构1上的回转机15、第一变幅机16、第二变幅机17以及绞缆机14将导向对接机构2通过回转、下降、伸长等系列操作放置水中合适位置；而后继续控制无人艇向导向对接机构2驶来，此时启动导向对接机构2的姿态控制器23，通过调整4个螺旋桨231角度和转速，根据无人艇驶来的位置、姿态等调整导向对接机构2的姿态，包括导向对接机构2的相对位置和导向罩21的开口朝向等。在风浪情况下或需要紧急回收时也可通过姿态控制器23控制导向对接机构2对无人艇进行“捕捉”。当无人艇进入对接罩22对接成功后，通过起重机构1进行起升、收缩、回转操作，将导向对接机构2连同无人艇收回。
40.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种无人艇收放装置，其特征在于，包括起重机构和导向对接机构，起重机构通过缆绳与导向对接机构连接，用于控制导向对接机构的起升、下降和回转；所述导向对接机构包括导向罩、对接罩、姿态控制器和吊环，导向罩连接在对接罩一端，用于将无人艇从对接罩中布放与回收；姿态控制器固定连接在对接罩外侧面，用于控制对接罩的位置；吊环设置在对接罩上，并能通过连接件与缆绳连接；所述姿态控制器包括设置在侧面的螺旋桨以及内部的电机，所述电机与螺旋桨连接，用于控制螺旋桨转动。2.根据权利要求1所述的无人艇收放装置，其特征在于，所述起重机构包括底座、立柱以及伸缩机，底座内设置绞缆机，所述缆绳一端缠绕在绞缆机上，立柱底部和底座顶部之间还设置有回转机，回转机能带动立柱在底座上水平旋转，伸缩臂一端铰接在立柱顶端，且在伸缩臂的中间靠近左端的位置和立柱底端设置可伸缩的第一变幅机。3.根据权利要求2所述的无人艇收放装置，其特征在于，所述伸缩机包括固定臂、伸缩臂和第二变幅机，所述伸缩臂套接在固定臂中，第二变幅机一端固定安装在固定臂上，另一端固定在伸缩臂上。4.根据权利要求1所述的无人艇收放装置，其特征在于，所述导向罩为两底面开口的圆台状，直径较大的底面开口向外，直径较小的底面与对接罩固定连接。5.根据权利要求1所述的无人艇收放装置，其特征在于，所述对接罩为一端开口的笼状圆柱体结构，对接罩的侧面包括沿着对接罩延伸方向的纵向加强筋和圆周方向的横向加强筋。6.根据权利要求1所述的无人艇收放装置，其特征在于，所述设置在对接罩外侧面顶端和底端的吊环均设置有两个，两个吊环分别固定在对接罩的首尾两端部。7.根据权利要求6所述的无人艇收放装置，其特征在于，所述连接件包括起吊杆和栓绳环，起吊杆设置有2根，上端均固定在栓绳环上，下端分别通过可拆卸挂钩与对接罩的吊环连接。

技术总结
本实用新型公开了一种无人艇收放装置，包括起重机构和导向对接机构，起重机构通过缆绳与导向对接机构连接；所述导向对接机构包括导向罩、对接罩、姿态控制器和吊环，导向罩连接在对接罩一端；姿态控制器固定连接在对接罩外侧面；吊环设置在对接罩上，并能通过连接件与缆绳连接；所述姿态控制器包括设置在侧面的螺旋桨以及内部的电机，所述电机与螺旋桨连接。通过起重机构将无人艇及导向对接机构通过起升、下降、回转等系列操作放置水中，进行无人艇在水下和水上的布放与回收，同时通过控制调整导向对接机构的姿态与位置以提高无人艇对接的成功率，提升复杂作业环境下收放过程的高效性和可靠性。和可靠性。和可靠性。


技术研发人员：张文莉 胡永卫 彭镇 李玉东 李元栋 姜伟成 刘雁轩 朱忠诚
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/4/19