一种AUV回收充电和信息传输装置

一种auv回收充电和信息传输装置
技术领域
1.本发明属于auv水下对接回收领域，具体涉及一种auv回收充电和信息传输装置。


背景技术：

2.随着海洋资源开发和利用的深入，越来越多的水下航行器(underwater autonomous vehicle，auv)被应用到海洋探测和开发中去。由于auv所携带的能源有限，需要定期进行能源补给与信息交互，通常使用固定的水下坞站或者移动式水下对接平台对auv进行回收对接。固定于海底的水下坞站对海底的平坦度与海况要求较高，且长期固定于海水中会对回收坞站造成腐蚀与损坏，因此移动式对接平台具有更好的应用前景，在此基础上，研究针对于移动式水下对接平台的auv水下充电方式具有较高的研究意义。
3.现有的auv水下充电方式主要包括接触式充电与非接触式充电，其中非接触式充电是建立在电磁感应原理的基础上，现有技术中提出的非接触充电方式，虽然可在一定程度上避免摩擦漏电的危险，但是同时具有通信缓慢、装置体积过大、对auv的外形与结构会产生一定影响，同时电磁耦合器式非接触充电会对auv内部各工作部件产生电磁干扰的缺点；接触式充电充电效率更高，信息传输能力强，但是相对而言，接触式充电装置对与auv入坞的横滚姿态有一定的要求，对接成功的概率相对较低。
4.为了实现对于auv的水下接触式充电，提高对接插拔成功率，本发明基于水下移动对接平台，提出一种接触式auv回收充电和信息传输装置，在提高对接成功率的基础上实现auv的水下快速充电与信息交互，此种装置对于提升插拔精度与充电效率具有较好的效果。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题：
6.为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种基于水下移动对接平台的接触式auv回收充电和信息传输装置，基于水下移动对接平台，在提高对接成功率的基础上实现auv的水下快速充电与信息交互，此种装置对于提升插拔精度与充电效率具有较好的效果；实现对于auv的水下接触式充电，提高对接插拔成功率。
7.本发明的技术方案是：一种auv回收充电和信息传输装置，其特征在于：包括auv回收站、接触式充电与信息传输装置，所述接触式充电与信息传输装置安装于auv回收站内，所述auv回收站通过升降架固定于船体随船运动；
8.通过所述auv回收站对auv进行回收；
9.所述接触式充电与信息传输装置能够与回收后的auv进行自适应对接，对接完成后对auv进行充电和信息传输。
10.本发明的进一步技术方案是：所述auv回收站包括回收管、回收框架、水下高清摄像机和光源，所述回收管安装于回收框架内，水下高清摄像机和光源安装于回收框架上方；
11.所述回收管为筒状结构，其下方周面上开有通孔，与回收后auv上的auv充电和信息传输集成接口相对。
12.本发明的进一步技术方案是：所述回收管的入口为喇叭状结构，便于auv回收过程中的引导。
13.本发明的进一步技术方案是：所述接触式充电与信息传输装置包括水下充电和信息传输集成接头、定位导销、固定装置、驱动模块、固定架、滑轮、底座；
14.所述底座用于固定、支撑整个接触式充电与信息传输装置，位于回收管通孔的正下方，其底部固定于回收框架的内底面；底座上方设置有槽道，所述槽道为与回收管同圆心的弧形结构；
15.所述驱动模块的底部通过固定架和滑轮安装于槽道内，能够沿槽道做弧形运动，其顶部输出轴与固定装置连接；
16.所述水下充电和信息传输集成接头、定位导销安装于固定装置上方，轴向均与驱动装置的输出轴平行；通过所述定位导销与auv壳体上的定位口对接定位，实现水下充电和信息传输集成接头与auv充电和信息传输集成接口的对接和连通。
17.本发明的进一步技术方案是：所述驱动模块包括液压装置和电机，所述电机垂直固定于固定架上；所述固定架的下方安装有滑轮，其上表面与滑动轨迹的切面平行；
18.两个所述液压装置对称设置于电机的两侧，液压杆通过固定装置带动定位导销实现伸缩；对接时，通过电机启动驱动液压装置的液压杆沿轴向伸出，进而所述定位导销伸入回收管的通孔内，在与auv壳体接触后反作用力的作用下，通过电机相对槽道的滑动使得定位导销进入auv定位孔中，对auv实现径向定位。
19.本发明的进一步技术方案是：所述auv定位孔的入口为喇叭状结构。
20.本发明的进一步技术方案是：所述定位导销的头部为锥形结构，便于进入auv定位孔。
21.本发明的进一步技术方案是：所述水下充电和信息传输集成接头为水下湿插拔接头。
22.工作过程：auv下方安装有充电和信息传输集成接口和auv定位口，当auv进入回收管后，电机启动驱动液压装置带动定位导销实现伸缩，充电桩通过滑动使得定位导销进入auv定位孔中，对auv实现径向定位，而后充电装置上的充电和信息传输集成接头伸出，与auv上的充电和信息传输集成接口对接，实现auv能源补给和信息传输等任务。
23.有益效果
24.本发明的有益效果在于：本发明提出一种基于水下移动对接平台的接触式auv回收充电和信息传输装置，用于回收auv的水下坞站固定于船身；由于接触式充电对于auv入坞的横滚姿态要求较高，插拔难度较大，本发明采用可绕轴向滑动的充电桩较准确的寻找auv上的定位点，有效的提升对接成功率，降低对于auv入坞姿态的要求，两端定位销伸入auv中可有效的对auv起到限位作用，由此可大大提升水下充电与信息传输集成插头的插拔成功率，从而实现接触式充电功率大、速度快、信息传输精度高的特点。
25.其中，喇叭口状auv定位口以及可滑动充电桩的配合使用，起到了调整auv坞站中位置姿态、调整充电与信息传输触头空间位置的作用，大大提升了充电和信息传输装置对接成功率以及充电效率。
附图说明
26.图1为移动式水下对接平台总体示意图；
27.图2为接触式充电和信息传输装置示意图；
28.图3为接触式auv水下回收充电和信息传输平台示意图；
29.图4为auv示意图；
30.图5为充电和信息传输集成接口及定位口在auv分布示意图(auv俯视图)；
31.图6为auv开始进入回收装置示意图；
32.图7为auv进入回收装置完成回收示意图；
33.图8为定位销伸出进行定位示意图；
34.图9为定位完成开始进行充电与信息传输示意图；
35.图10为auv完成充电与信息传输示意图；
36.图11为接触式充电与信息传输装置与auv对接示意图；
37.附图标记说明：1-水下充电和信息传输集成接头；2-定位导销；3-固定装置；4-液压装置；5-电机；6-固定架；7-滑轮；8-槽道；9-底座；10-接触式充电与信息传输装置；11-回收管；12-回收框架；13-auv；14-auv充电和信息传输集成接口；15-auv定位口；16-船体。
具体实施方式
38.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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。
40.本实施例提供一种接触式auv水下回收充电和信息传输平台，以解决现有技术存在的问题，提高了auv能源补充和信息传递的效率。
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
42.如图1至图2所示：本实施例提供了一种接触式auv水下回收充电和信息传输平台，包括auv回收装置、水下充电和信息传输装置，水下充电和信息传输装置安装于回收装置的回收框内，可通过伸缩与auv上的充电和信息传输模块相连接。
43.所述auv回收站包括回收管11、回收框架12、水下高清摄像机和光源，回收管11安装于回收框架12内，水下高清摄像机和光源安装于回收框架12上方；所述回收管11为筒状结构，其下方周面上开有通孔，与回收后auv上的auv充电和信息传输集成接口相对。
44.所述接触式充电与信息传输装置包括水下充电和信息传输集成接头1、定位导销2、固定装置3、驱动模块、固定架6、滑轮7、底座9；所述底座9用于固定、支撑整个接触式充电与信息传输装置，位于回收管11通孔的正下方，其底部固定于回收框架12的内底面；底座9上方设置有槽道8，所述槽道8为与回收管11同圆心的弧形结构；所述驱动模块的底部通过固定架6和滑轮7安装于槽道8内，能够沿槽道8做弧形运动，其顶部输出轴与固定装置3连
接；所述水下充电和信息传输集成接头1、定位导销2安装于固定装置3上方，轴向均与驱动装置的输出轴平行；通过所述定位导销2与auv壳体上的定位口15对接定位，实现水下充电和信息传输集成接头1与auv充电和信息传输集成接口14的对接和连通。
45.优选的，所述驱动模块包括液压装置4和电机5，所述电机5垂直固定于固定架6上；所述固定架6的下方安装有滑轮7，其上表面与滑动轨迹的切面平行；两个所述液压装置4对称设置于电机5的两侧，液压杆通过固定装置带动定位导销2实现伸缩；对接时，通过电机5启动驱动液压装置4的液压杆沿轴向伸出，进而所述定位导销2伸入回收管11的通孔内，在与auv壳体接触后反作用力的作用下，通过电机5相对槽道的滑动使得定位导销进入auv定位孔中，对auv实现径向定位。
46.如图3至图4所示：auv下方设有充电和信息传输模块接口、定位口，其位置与大小能够与水下充电装置相匹配。
47.如图5至图8所示：本实施例的接触式auv水下回收充电和信息传输平台对auv进行回收并进行充电和信息传输时，auv沿着回收管的喇叭导向口进行回收管内，待回收对接完成后，电机启动驱动液压装置带动定位导销伸缩，充电桩通过滑动使得定位导销进入auv定位孔中，对auv实现径向定位，而后充电和信息传输集成接头伸出，与auv充电和信息传输接口对接，从而实现auv水下接触式能源补给和信息传输任务。本实施例避免了水上进行能源补充和信息传输的打捞工作，也避免了水下无线充电和信息传输的效率低下等问题。
48.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨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。