一种用于AUV的保型低阻近海底驻留装置

本发明涉及auv驻留，特别是涉及一种用于auv的保型低阻近海底驻留装置。

背景技术：

1、随着对海洋资源开发和利用的深入，越来越多的水下航行器(underwaterautonomous vehicle，auv)被应用到海洋探测和开发中去。但是auv所携带的能源有限，因此auv在水下不执行任务时往往会采用关闭推进器，在指定海域近海底驻留的策略以提升航时。同时，为保证机动性auv往往具有静不稳定水动力特性，所以auv在关闭推进器的驻留过程中往往操控性较差，需要近底驻留装置以保证auv在驻留过程姿态的稳定。当前的auv海底驻留方法一般采用直接驻留方案和支撑腿驻留方案，对auv的控制精度要求较高，且海底异物损害auv的风险较大，安全性较差。同时，此类驻留装置往往暴露在auv外部，破坏了auv的水动力外形，对auv的水动力特性产生不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于auv的保型低阻近海底驻留装置，以解决上述现有技术存在的问题，对控制精度的要求较低，安全性较高，同时提升auv在指定海域的滞留能力。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种用于auv的保型低阻近海底驻留装置，包括保型大抓力锚和回收收纳模块，所述回收收纳模块包括外壳、收放缆组件、锚缆和伸缩导向组件，所述外壳安装于auv上时，所述外壳的外壁与所述auv的外壁为同一曲面，所述收放缆组件和所述伸缩导向组件均安装于所述外壳内，所述锚缆缠绕在所述收放缆组件上，且所述锚缆的一端连接所述保型大抓力锚的上端，所述外壳的下端设有伸出口，所述伸缩导向组件安装于所述外壳内并能够经所述伸出口伸出或回收，所述伸缩导向组件与所述保型大抓力锚滑动连接，所述伸缩导向组件能够在所述收放缆带动所述保型大抓力锚升降时对所述保型大抓力锚导向，所述保型大抓力锚回收于所述外壳内时，所述保型大抓力锚的下端与所述auv的外壁位于同一曲面。

4、优选的，所述保型大抓力锚包括保型锚爪、导向锚杆、锚缆锁扣、导向凸笋和锚座，两个所述保型锚爪对称安装于所述锚座的两端，且所述锚座中部开设有锚杆安装槽，所述锚杆的下端安装于所述锚杆安装槽内，所述锚杆的上端与所述锚缆锁扣连接，且所述锚缆锁扣用于连接所述锚缆，两个所述导向凸笋对称安装于所述导向锚杆上端的两侧，且所述导向凸笋能够滑动连接于所述伸缩导向组件内。

5、优选的，所述锚座的下部还开设有与所述锚杆安装槽内部连通的漏沙孔。

6、优选的，所述锚杆安装槽内对称安装有两个圆柱销，所述圆柱销的两端分别安装于所述锚杆安装槽的两相对侧壁上；所述导向锚杆的下端转动连接于所述锚杆安装槽内，且两个所述圆柱销位于所述导向锚杆下端的上方，并能够对所述导向锚杆的下端限位。

7、优选的，所述收放缆组件包括电动绞盘、顺线轮、导向轮、往复丝杆和限位导杆，所述电动绞盘通过绞盘支架安装于所述外壳内，所述往复丝杆和所述限位导杆均平行于所述电动绞盘的中心轴，所述顺线轮的中心轴和所述导向轮的中心轴均垂直于所述往复丝杆，且所述顺线轮的中心轴沿竖直方向延伸，所述导向轮的中心轴沿水平方向延伸；所述电动绞盘一侧的中部与一传动元件的一端连接，所述传动元件的另一端与所述往复丝杆的一端连接，所述往复丝杆的外周螺纹连接有一滑块，所述滑块还滑动连接于所述限位导杆的外周，所述顺线轮安装于所述滑块上，所述导向轮安装于所述外壳内并位于所述伸缩导向组件的上方，所述锚缆缠绕于所述电动绞盘上，且依次绕过所述顺线轮和所述导向轮后连接于所述保型大抓力锚上端。

8、优选的，所述外壳内安装有收纳部，所述收纳部内设有收纳舱，所述收纳舱的下端形成所述伸出口，所述伸缩导向组件滑动连接于所述收纳舱内。

9、优选的，所述伸缩导向组件包括弹簧导杆筒、伸缩导向筒、电磁限位元件和弹簧导杆，所述弹簧导杆筒和所述弹簧导杆均为四个，且所述弹簧导杆筒和所述弹簧导杆一一对应，四个所述弹簧导杆筒均安装于所述收纳部上并位于所述收纳舱的四个角部，所述弹簧导杆的上端滑动连接于所述弹簧导杆筒内，所述弹簧导杆的下端安装于所述伸缩导向筒的下部，且四个所述弹簧导杆分别位于所述伸缩导向筒的四个角部，所述弹簧导杆筒能够带动所述弹簧导杆以及所述伸缩导向筒升降，并使所述伸缩导向筒收纳于所述收纳舱内，或经所述伸出口伸出所述外壳；所述电磁限位元件安装于所述外壳上，并能够在电磁的控制下限位连接于所述伸缩导向筒的上端或所述伸缩导向筒的下端；所述保型大抓力锚能够收纳于所述伸缩导向筒内，或伸出所述伸缩导向筒，所述伸缩导向筒的内壁设有沿竖直方向延伸的周向定位槽，所述保型大抓力锚上的导向凸笋能够滑动连接于所述周向定位槽内，所述周向定位槽为相对设置的两个；所述伸缩导向筒的外壁对应所述周向定位槽的位置设有沿竖直方向延伸的竖直导向槽，所述电磁限位元件能够滑动连接于所述竖直导向槽内，所述竖直导向槽为相对设置的两个，所述周向定位槽的上端与所述竖直导向槽的上端连通。

10、优选的，所述电磁限位元件为电磁弹舌，且所述电磁弹舌为沿所述伸缩导向筒的中心轴对称设置的两个，所述外壳内安装有弹舌收纳舱，所述电磁弹舌能够收纳于所述弹舌收纳舱内或伸出所述弹舌收纳舱。

11、优选的，所述伸缩导向筒的上端开设有对称设置的两个上锁定凹槽，所述伸缩导向筒的下端开设有对称设置的两个下锁定凹槽，所述伸缩导向筒下降至伸出所述收纳舱时，所述电磁弹舌能够经所述弹舌收纳舱伸出并限位于所述上锁定凹槽内，所述伸缩导向筒上升至收纳于所述收纳舱时，所述电磁弹舌能够经所述弹舌收纳舱伸出并限位于所述下锁定凹槽内。

12、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

13、本发明提供的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，在非驻留状态下，保型大抓力锚和伸缩导向筒收至auv内，减小保型机构对auv流体动力外形的影响；当auv需要驻留时，通过电动绞盘释放保型大抓力锚并使其落至海床以锚定，实现auv的近海底驻留；当auv结束驻留，电动绞盘将保型大抓力锚从海床中拔起，并释放伸缩导向筒，通过伸缩导向筒的导向作用使得保型大抓力锚回收至auv内。通过上述设计，使本发明对控制精度要求较低，驻留安全性较高，同时对流体动力外形的影响较小，提升auv在指定海域的滞留能力。

技术特征：

1.一种用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：包括保型大抓力锚和回收收纳模块，所述回收收纳模块包括外壳、收放缆组件、锚缆和伸缩导向组件，所述外壳安装于auv上时，所述外壳的外壁与所述auv的外壁为同一曲面，所述收放缆组件和所述伸缩导向组件均安装于所述外壳内，所述锚缆缠绕在所述收放缆组件上，且所述锚缆的一端连接所述保型大抓力锚的上端，所述外壳的下端设有伸出口，所述伸缩导向组件安装于所述外壳内并能够经所述伸出口伸出或回收，所述伸缩导向组件与所述保型大抓力锚滑动连接，所述伸缩导向组件能够在所述收放缆带动所述保型大抓力锚升降时对所述保型大抓力锚导向，所述保型大抓力锚回收于所述外壳内时，所述保型大抓力锚的下端与所述auv的外壁位于同一曲面。

2.根据权利要求1所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述保型大抓力锚包括保型锚爪、导向锚杆、锚缆锁扣、导向凸笋和锚座，两个所述保型锚爪对称安装于所述锚座的两端，且所述锚座中部开设有锚杆安装槽，所述锚杆的下端安装于所述锚杆安装槽内，所述锚杆的上端与所述锚缆锁扣连接，且所述锚缆锁扣用于连接所述锚缆，两个所述导向凸笋对称安装于所述导向锚杆上端的两侧，且所述导向凸笋能够滑动连接于所述伸缩导向组件内。

3.根据权利要求2所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述锚座的下部还开设有与所述锚杆安装槽内部连通的漏沙孔。

4.根据权利要求2所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述锚杆安装槽内对称安装有两个圆柱销，所述圆柱销的两端分别安装于所述锚杆安装槽的两相对侧壁上；所述导向锚杆的下端转动连接于所述锚杆安装槽内，且两个所述圆柱销位于所述导向锚杆下端的上方，并能够对所述导向锚杆的下端限位。

5.根据权利要求1所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述收放缆组件包括电动绞盘、顺线轮、导向轮、往复丝杆和限位导杆，所述电动绞盘通过绞盘支架安装于所述外壳内，所述往复丝杆和所述限位导杆均平行于所述电动绞盘的中心轴，所述顺线轮的中心轴和所述导向轮的中心轴均垂直于所述往复丝杆，且所述顺线轮的中心轴沿竖直方向延伸，所述导向轮的中心轴沿水平方向延伸；所述电动绞盘一侧的中部与一传动元件的一端连接，所述传动元件的另一端与所述往复丝杆的一端连接，所述往复丝杆的外周螺纹连接有一滑块，所述滑块还滑动连接于所述限位导杆的外周，所述顺线轮安装于所述滑块上，所述导向轮安装于所述外壳内并位于所述伸缩导向组件的上方，所述锚缆缠绕于所述电动绞盘上，且依次绕过所述顺线轮和所述导向轮后连接于所述保型大抓力锚上端。

6.根据权利要求1所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述外壳内安装有收纳部，所述收纳部内设有收纳舱，所述收纳舱的下端形成所述伸出口，所述伸缩导向组件滑动连接于所述收纳舱内。

7.根据权利要求6所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述伸缩导向组件包括弹簧导杆筒、伸缩导向筒、电磁限位元件和弹簧导杆，所述弹簧导杆筒和所述弹簧导杆均为四个，且所述弹簧导杆筒和所述弹簧导杆一一对应，四个所述弹簧导杆筒均安装于所述收纳部上并位于所述收纳舱的四个角部，所述弹簧导杆的上端滑动连接于所述弹簧导杆筒内，所述弹簧导杆的下端安装于所述伸缩导向筒的下部，且四个所述弹簧导杆分别位于所述伸缩导向筒的四个角部，所述弹簧导杆筒能够带动所述弹簧导杆以及所述伸缩导向筒升降，并使所述伸缩导向筒收纳于所述收纳舱内，或经所述伸出口伸出所述外壳；所述电磁限位元件安装于所述外壳上，并能够在电磁的控制下限位连接于所述伸缩导向筒的上端或所述伸缩导向筒的下端；所述保型大抓力锚能够收纳于所述伸缩导向筒内，或伸出所述伸缩导向筒，所述伸缩导向筒的内壁设有沿竖直方向延伸的周向定位槽，所述保型大抓力锚上的导向凸笋能够滑动连接于所述周向定位槽内，所述周向定位槽为相对设置的两个；所述伸缩导向筒的外壁对应所述周向定位槽的位置设有沿竖直方向延伸的竖直导向槽，所述电磁限位元件能够滑动连接于所述竖直导向槽内，所述竖直导向槽为相对设置的两个，所述周向定位槽的上端与所述竖直导向槽的上端连通。

8.根据权利要求7所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述电磁限位元件为电磁弹舌，且所述电磁弹舌为沿所述伸缩导向筒的中心轴对称设置的两个，所述外壳内安装有弹舌收纳舱，所述电磁弹舌能够收纳于所述弹舌收纳舱内或伸出所述弹舌收纳舱。

9.根据权利要求8所述的用于auv的保型低阻近海底驻留装置，其特征在于：所述伸缩导向筒的上端开设有对称设置的两个上锁定凹槽，所述伸缩导向筒的下端开设有对称设置的两个下锁定凹槽，所述伸缩导向筒下降至伸出所述收纳舱时，所述电磁弹舌能够经所述弹舌收纳舱伸出并限位于所述上锁定凹槽内，所述伸缩导向筒上升至收纳于所述收纳舱时，所述电磁弹舌能够经所述弹舌收纳舱伸出并限位于所述下锁定凹槽内。

技术总结
本发明公开了一种用于AUV的保型低阻近海底驻留装置，涉及AUV驻留技术领域，外壳安装于AUV上时，外壳的外壁与AUV的外壁为同一曲面，收放缆组件和伸缩导向组件均安装于外壳内，锚缆缠绕在收放缆组件上，且锚缆的一端连接保型大抓力锚的上端，外壳的下端设有伸出口，伸缩导向组件安装于外壳内并能够经伸出口伸出或回收，伸缩导向组件与保型大抓力锚滑动连接，伸缩导向组件能够在收放缆带动保型大抓力锚升降时对保型大抓力锚导向，保型大抓力锚回收于外壳内时，保型大抓力锚的下端与AUV的外壁位于同一曲面。本发明对控制精度的要求较低，安全性较高，同时提升AUV在指定海域的滞留能力。

技术研发人员：杜晓旭,郭鋆,刘鑫,宋保维,潘光
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11