一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱

技术领域

本发明涉及无人潜器辅助坞舱领域，尤其涉及一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱。

背景技术

无人潜器长期在深水工作时，当缺电或者需要对进行检查维护，需要进入水下坞舱。现有的方案是计算好工作时间，保证剩余的电量能够返回，或者另外派出其他潜器将其带回。使用效率低，潜器来回花费时间较长，且一旦潜器发生损坏，将很难将其打捞，长期来说，成本较高。

如中国专利201810336370.0所公开的一种给无人船提供自动充电及数据交换的便携式无人船移动船坞。包括箱体和箱盖，箱体内部设置有可伸缩导轨，可伸缩导轨由若干节U型导轨相互连接而成，末端设置舱门，可伸缩导轨通过钢丝绳由电机驱动伸缩，完全缩回时全部导轨位于箱体内，舱门闭合于箱体后端，完全伸出时部分导轨和舱门位于箱体之外；舱门下端与可伸缩导轨尾部下端绞接，可垂直向外翻转打开；当船坞固定于岸边时，箱体与水平面呈一倾斜角度Φ，可伸缩导轨的伸出箱体部分位于水面以下。本发明的无人船船坞，为无人船提供充电及数据交换的场所，无人船的整个返航、校准、充电过程均自动完成；便携式船坞给无人船转场运输时提供必要的防护，防止因外界碰撞造成设备损坏。

上述专利针对的是无人潜器的便携所设计的结构，并未涉及到无人潜器的表面清理、检修及充电的相关技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱，能够解决上述背景中，无人潜器所遇到的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱，其创新点在于：包括坞舱体、液压卡手、清理模块和导向模块；

所述坞舱体包括夹持段、清理段和导向段，且夹持段、清理段和导向段为同轴连接形成的回转体结构，中间形成容纳无人潜器从导向段进入的空腔；所述夹持段呈圆柱状且夹持段的一端封闭，另一端与清理段导通；所述清理段与导向段相连导通且清理段与导向段均呈喇叭状结构；

所述夹持段上设置有通信接口和充电接口；所述夹持段的内壁上呈环形分布并沿着夹持段的延伸方向设置有若干液压卡手，且液压卡手与夹持段的内壁之间通过滑动结构连接，所述液压卡手可沿着坞舱体的内壁往复移动；所述液压卡手通过设置在滑动结构上的液压缸驱动，液压缸沿着夹持段的径向驱动液压卡手伸缩实现对无人潜器的夹持与松开；所述夹持段的内壁上沿着周向设置有若干巡检摄像头，且巡检摄像头安装在滑动结构上；所述夹持段上安装有声呐对坞舱体内额无人潜器进行缝隙检测；所述清理段包括若干等间距设置且呈喇叭状的固定杆，所述固定杆的一端连接在夹持段上，另一端与导向段相连；所述清理模块呈环形设置在坞舱体清理段的固定杆上；

所述导向模块具有若干个且呈环状设置在坞舱体的导向段内壁上，所述导向模块包括导向槽、导向块、移动机械手驱动缸和移动机械手；所述导向槽呈环形紧贴在坞舱体导向段的内壁上，且导向槽的槽口开向坞舱体的轴线方向，所述导向块嵌入在导向槽内可沿着导向槽的延伸方向往复移动；所述移动机械手驱动缸垂直于导向槽的延伸方向连接在导向块上，所述移动机械手驱动缸的输出端连接有移动机械手，实现对导向进入坞舱体的无人潜器进行夹持输送。

进一步的，所述滑动结构包括滑块，所述坞舱体的夹持段上呈环形分布并沿着夹持段的延伸方向开设有导向滑槽，所述滑动结构的滑块嵌入在滑槽且滑块通过液压缸沿着水平方向驱动，且驱动滑块的液压缸设置在坞舱体夹持段的内壁上。

进一步的，所述清理模块为高压喷水枪，所述清理模块喷出高压水流与置于坞舱体内的无人潜器的表面接触，实现对无人潜器表面的清理。

进一步的，所述导向槽外侧设置驱动导向块沿着导向槽的延伸方向移动的导向块驱动缸。

本发明的优点在于：

1）本发明中深水无人潜器是带有自主导航和数据处理能力的，在引导进入坞舱后，由坞舱对其进行充电，并进行检测维护，保证了潜器运行，提高了无人潜器长期水下作业的稳定性；减少了因潜器电量问题而消耗的时间，提高了使用效率；对潜器进行检查维护，降低了潜器维护保养的成本和时间，能迅速掌握潜器状态，并作出调整，减少了报废率。

附图说明

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。

图1为本发明的一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱的结构示意图。

图2为本发明的一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图2所示的一种可模块化组合的无人潜器多功能辅助坞舱，包括坞舱体1、液压卡手2、清理模块3和导向模块4。

坞舱体1包括夹持段11、清理段12和导向段13，且夹持段11、清理段12和导向段13为同轴连接形成的回转体结构，中间形成容纳无人潜器从导向段进入的空腔；夹持段11呈圆柱状且夹持段的一端封闭，另一端与清理段12导通；清理段12与导向段13相连导通且清理段12与导向段13均呈喇叭状结构。

夹持段11上设置有通信接口111和充电接口112；夹持段11的内壁上呈环形分布并沿着夹持段11的延伸方向设置有若干液压卡手2，且液压卡手2与夹持段11的内壁之间通过滑动结构连接，液压卡手2可沿着坞舱体1的内壁往复移动；液压卡手2通过设置在滑动结构上的液压缸驱动，液压缸沿着夹持段11的径向驱动液压卡手2伸缩实现对无人潜器的夹持与松开；夹持段11的内壁上沿着周向设置有若干巡检摄像头14，且巡检摄像头14安装在滑动结构上；夹持段11上安装有声呐15对坞舱体内额无人潜器进行缝隙检测；清理段12包括若干等间距设置且呈喇叭状的固定杆121，固定杆121的一端连接在夹持段11上，另一端与导向段13相连；滑动结构包括滑块，坞舱体的夹持段11上呈环形分布并沿着夹持段11的延伸方向开设有导向滑槽，滑动结构的滑块嵌入在滑槽且滑块通过液压缸沿着水平方向驱动，且驱动滑块的液压缸设置在坞舱体夹持段11的内壁上。

清理模块3呈环形设置在坞舱体清理段12的固定杆上；清理模块3为高压喷水枪，清理模块3喷出高压水流与置于坞舱体内的无人潜器的表面接触，实现对无人潜器表面的清理。

导向模块4具有若干个且呈环状设置在坞舱体的导向段13内壁上，导向模块4包括导向槽41、导向块42、移动机械手驱动缸43和移动机械手44；导向槽41呈环形紧贴在坞舱体导向段13的内壁上，且导向槽41的槽口开向坞舱体的轴线方向，导向块42嵌入在导向槽41内可沿着导向槽的延伸方向往复移动；导向槽41外侧设置驱动导向块沿着导向槽41的延伸方向移动的导向块驱动缸；移动机械手驱动缸43垂直于导向槽41的延伸方向连接在导向块上，移动机械手驱动缸43的输出端连接有移动机械手44，实现对导向进入坞舱体的无人潜器进行夹持输送。

本发明的工作原理是：

a) 潜器被引导进入坞舱体的入口后，移动机械手卡住潜器拖住并继续前进至指定位置，松开移动机械手，潜器继续前进，舱内液压卡手将潜器卡住固定；

b)液压卡手固定结束后，坞舱上的充电接口用插槽寻找潜器的插槽位置，并固定好，方便湿插拔连接器插入潜器给其充电；当无法准确找到固定的位置，充电接口将反馈信息给坞舱，坞舱把信息继续反馈给上层，并接受上层的指令，调用巡检摄像头和测距仪，查看此时的潜器与充电接口的位置状态，根据得到的信息，上层发送指令给坞舱，液压卡手移动合适距离，直到液压接口准确找到固定的位置。

c)充电操作结束后，潜器将充电信息，设备工作信息返回给坞舱，坞舱将此时潜器的状态信息继续向上反馈，并根据接受到的指令，停止有问题潜器进行下一轮的作业和安排好下一轮的作业信息；

d) 坞舱内的巡检摄像头对潜器进行巡检，摄像头不停的旋转角度，保证将潜器状态信息完整的记录下来；声呐检测潜器裂缝问题，并将检测到的问题返回给坞舱；坞舱将两者所得到的状态信息打包发送给上层，保证上层能掌握潜器此时全部的状态情况；

e)通过上述所得到的信息，可以得出在潜器表面检测到附着物，根据上层的指令，坞舱调用清理模块，对潜器表面进行清理；在规定时间清理结束后，巡检摄像头将重新对潜器进行拍照，坞舱继续发送给上层，并根据上层的指令是否继续清理和结束操作；

f)充电结束后，充电接口根据指令脱离潜器；有问题的潜器继续留在坞舱；之后液压卡手将潜器再次反向拖会，移动机械手卡住，液压卡手收回，移动机械手将潜器推出坞舱体外。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。