一种自主水下机器人抛绳器及其使用方法与流程

本发明属于自主水下机器人领域，具体地说是一种自主水下机器人抛绳器及其使用方法，适用于自主水下机器人的辅助回收。

背景技术：

自主水下机器人回收属于海面作业，受到海浪等因素影响，采用挂钩等作业方式回收，工作人员危险性大且操作困难；采用抛绳器等辅助回收方式，工作人员可以在岸上或船上实现回收，避免离船操作。

技术实现要素：

为了使自主水下机器人回收工作更加方便、快捷、安全，本发明的目的在于提供一种自主水下机器人抛绳器及其使用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的抛绳器包括浮力材块、连接绳、主体框架及夹紧抓持机构，其中浮力材块包括浮力材、拉手及环形拉杆，该浮力材容置于所述主体框架内，所述浮力材的上端连接有拉手，下端连接有环形拉杆，在所述浮力材下方的主体框架内设有对浮力材产生向上预紧力的弹簧机构，该弹簧机构与所述浮力材抵接；所述连接绳缠绕在主体框架内的底部，一端与所述环形拉杆相连，另一端连接自主水下机器人牵引环；所述夹紧抓持机构包括左夹指、右夹指、推杆、弹簧b、动力源及支撑，该动力源与支撑分别安装于所述主体框架上，动力源的输出端与推杆的一端相连，所述左夹指与右夹指铰接，该左夹指及右夹指的一端均为夹紧抓持环形拉杆的夹紧抓持端，所述左夹指的另一端为自由端，所述右夹指的另一端固接于所述支撑上，所述推杆的另一端由右夹指的另一端穿过，并与所述左夹指的另一端相连；所述左夹指另一端与支撑之间设有弹簧b，该左夹指通过所述弹簧b产生的预紧力而夹紧抓持环形拉杆。

其中：所述弹簧机构包括弹簧压板、弹簧a、导杆及盖型螺母，该导杆的一端安装于所述主体框架内，另一端螺纹连接有盖型螺母，所述导杆上设有弹簧压板，该弹簧压板与主体框架内部之间的导杆上套设有弹簧a，所述弹簧压板通过弹簧a的弹力作用与盖型螺母抵接，进而将所述盖型螺母抵接浮力材，对所述浮力材施加向上预紧力。

所述左夹指的一端开设有供右夹指穿过的条形孔a，另一端沿竖向开设有条形孔b；所述推杆的另一端沿横向开设有条形孔c，该条形孔c与所述条形孔b之间通过滑销相连。

所述左夹指的另一端呈“u”形，该“u”形开口端的两侧均开设有所述条形孔b，所述推杆的另一端由“u”形开口端插入。

所述右夹指的另一端开设有供推杆穿过的通孔。

所述主体框架分为四段不同直径的台阶圆柱筒，即第一台阶圆柱筒、第二台阶圆柱筒、第三台阶圆柱筒及第四台阶圆柱筒，所述第一台阶圆柱筒、第二台阶圆柱筒及第三台阶圆柱筒依次焊接，所述第四台阶圆柱筒焊接于第三台阶圆柱筒内部；所述浮力材容置于第一台阶圆柱筒内，所述弹簧机构安装于第二台阶圆柱筒内，所述连接绳缠绕在第三台阶圆柱筒与第四台阶圆柱筒之间。

所述支撑与左夹指另一端相对的内侧沿径向设有圆柱筒，所述弹簧b容置于该圆柱筒内，该弹簧b的一端抵接于所述支撑内壁，另一端与所述左夹指的另一端抵接。

所述动力源为直线步进电机，该直线步进电机通过电机承压壳安装于所述支撑上，所述直线步进电机的输出端通过联轴器与推杆的一端连接。

所述拉手通过拉手螺母安装于浮力材的顶部，所述环形拉杆通过环形拉杆螺母安装于浮力材的底部。

本发明自主水下机器人抛绳器的使用方法为：

通过所述拉手实现浮力材块的拆卸，检查后，将所述连接绳盘绕在主体框架的底部；通过向下按压所述浮力材块，使环形拉杆锁紧至所述左夹指与右夹指之间，完成自主水下机器人抛绳器安装；通过所述动力源推动推杆，该推杆带动左夹指克服弹簧b的弹力而移动，使所述左夹指的一端脱开环形拉杆，所述主体框架中的弹簧机构将浮力材块弹出，浮力材块带动所述连接绳漂浮至海上，用于回收人员打捞。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的抛绳器方便了在海上回收自主水下机器人，维护、拆装方便，功耗消耗小。

2.本发明抛绳器的作用方法简单，工作人员操作安全性高。

附图说明

图1为本发明抛绳器的外部结构示意图；

图2为本发明抛绳器的内部结构剖视图；

图3为本发明抛绳器中左夹指的立体结构示意图；

图4为本发明抛绳器中右夹指的立体结构示意图；

图5a为本发明抛绳器中拉手及拉手螺母的结构主视图；

图5b为图5a的左视图；

图6为本发明抛绳器中推杆的结构示意图；

其中：1为浮力材，201为拉手，202为拉手螺母，3为主体框架，4为为弹簧压板，5为弹簧a，6为圆柱销，7为左夹指，701为条形孔a，702为条形孔b，8为右夹指，801为通孔，9为弹簧b，10为滑销，11为推杆，12为联轴器，13为直线步进电机，14为电机承压壳，15为支撑，16为连接绳，17为导杆，1801为环形拉杆，1802为环形拉杆螺母，19为盖型螺母，20为第一台阶圆柱筒，21为第二台阶圆柱筒，22为第三台阶圆柱筒，23为第四台阶圆柱筒，24为圆柱筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图2所示，本发明的抛绳器包括浮力材块、连接绳16、主体框架3及夹紧抓持机构，本实施例的主体框架3分为四段不同直径的台阶圆柱筒，即第一台阶圆柱筒20、第二台阶圆柱筒21、第三台阶圆柱筒22及第四台阶圆柱筒23，第一台阶圆柱筒20、第二台阶圆柱筒21及第三台阶圆柱筒22依次焊接、直径依次减小，第四台阶圆柱筒23焊接于第三台阶圆柱筒22内部，四段台阶圆柱筒的轴向中心线共线。浮力材块包括浮力材1、拉手201及环形拉杆1801，浮力材1容置于第一台阶圆柱筒20内，拉手201通过拉手螺母202安装于浮力材1的顶部，环形拉杆1801通过环形拉杆螺母1802安装于浮力材1的底部。

在浮力材1下方的第二台阶圆柱筒21内设有对浮力材1产生向上预紧力的弹簧机构，该弹簧机构与浮力材1抵接。本实施例的弹簧机构包括弹簧压板4、弹簧a5、导杆17及盖型螺母19，该导杆17的一端安装于第二台阶圆柱筒21内，另一端螺纹连接有盖型螺母19，导杆17上设有弹簧压板4，该弹簧压板4与第二台阶圆柱筒21底面之间的导杆17上套设有弹簧a5，弹簧压板4通过弹簧a5的弹力作用与盖型螺母9抵接，进而将盖型螺母9抵接浮力材1，对浮力材1施加向上预紧力。

第三台阶圆柱筒22为连接绳16的缠绕空间，连接绳16缠绕在第三台阶圆柱筒22与第四台阶圆柱筒23之间，位于主体框架3内的底部。连接绳16一端与环形拉杆1801相连，另一端连接自主水下机器人牵引环。

第四台阶圆柱筒23为环形拉杆1801与夹紧抓持机构作用空间。

夹紧抓持机构包括左夹指7、右夹指8、推杆11、弹簧b9、动力源及支撑15，该动力源与支撑15分别安装于主体框架1的底部，动力源的输出端与推杆11的一端相连，左夹指7与右夹指8铰接，该左夹指7及右夹指8的一端均为夹紧抓持环形拉杆1801的夹紧抓持端，左夹指7的另一端为自由端，右夹指8的另一端固接于支撑15上；推杆11的另一端由右夹指8的另一端穿过，并与左夹指7的另一端相连。左夹指7另一端与支撑15之间设有弹簧b9，该左夹指7通过弹簧b9产生的预紧力而夹紧抓持环形拉杆1801。本实施例的动力源为直线步进电机13，该直线步进电机13通过电机承压壳14固定在支撑15上，直线步进电机13的输出端通过联轴器12与推杆11的一端连接。本实施例的支撑15与左夹指7另一端相对的内侧沿径向设有圆柱筒24，弹簧b9容置于该圆柱筒24内，弹簧b9的一端抵接于支撑15内壁，另一端与左夹指7的另一端抵接。

如图1、图2、图3及图6所示，本实施例的左夹指7的一端开设有供右夹指8穿过的条形孔a701，另一端呈“u”形，该“u”形开口端的两侧均沿竖向开设有条形孔b702。推杆11的另一端由“u”形开口端插入，且推杆11的另一端沿横向开设有条形孔c，该条形孔c与条形孔b702之间通过滑销10相连，可实现左夹指7的左右滑动及上下位移，保证了弹簧b9变形时推杆11与左夹指7的位移。

如图1、图2、图4及图6所示，本实施例的右夹指8的另一端开设有通孔801，推杆11的另一端由通孔801穿过。

如图1、图2及图5a、图5b所示，本实施例的拉手201插入垂直于拉手螺母202轴向开设的孔内，可左右摆动。环形拉杆1801插入垂直于环形拉杆螺母1802轴向开设的孔内，可左右摆动。

本发明自主水下机器人抛绳器的使用方法为：

通过拉手201实现浮力材块的拆卸，检查后，将连接绳16盘绕在主体框架3的底部；通过向下按压浮力材块，使环形拉杆1801锁紧至左夹指7与右夹指8之间，完成自主水下机器人抛绳器安装。

直线步进电机13推动推杆11，该推杆11带动左夹指7克服弹簧b9的弹力而向左移动，使左夹指7的一端脱开环形拉杆1801，夹紧抓持机构释放环形拉杆1801，浮力材块在弹簧a5的作用下弹出主体框架3，浮力材1的密度小于海水，即可实现在海上漂浮。浮力材块带动连接绳16漂浮至海上，连接绳16同样密度不于海水，也可实现海上漂浮。回收人员通过打捞浮力材块即可牵引并回收自主水下机器人。浮力材块可以在直线步进电机13不上电条件下通过按压将环形拉杆1801压入夹紧抓持机构达到安装目的，同时通过拉手201实现手动拆卸浮力材块。本发明方便了在海上回收自主水下机器人，维护、拆装方便，功率消耗小。

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