專利名稱：單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下機器人回收裝置，具體為一種在復(fù)雜水文環(huán)境下具有良好的伸展性、導(dǎo)向性和對接可靠性的單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置。
背景技術(shù)：
水下機器人是一類可以在水下執(zhí)行特定作業(yè)任務(wù)的無人航行器，是人類開發(fā)海洋資源不可缺少的工具，具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究價值。在絕大多數(shù)情況下，水下機器人需要重復(fù)使用，這意味著它們在完成任務(wù)后必須能夠被回收。因此，如何對水下機器人實現(xiàn)快速、安全、可靠地回收已成為水下機器人技術(shù)的一個研究重點。一般而言，水下機器人的回收方式可分為水面回收與水下回收兩種。與水面回收方式相比，水下回收方式受海況影響小，速度快，更為隱蔽、靈活，已成為中小型水下機器人回收技術(shù)的發(fā)展趨勢。水下回收方式主要有牽引回收、機械臂回收、直接對接回收和附著母艇回收等四種。其中，牽引回收和機械臂回收均采用中介裝置與水下機器人對接，可避免水下機器人與母艇發(fā)生碰撞，但是對中介裝置的位姿控制要求很高。直接對接回收不需要中介裝置，但是直接對接產(chǎn)生的碰撞可能損壞水下機器人或者母艇。附著母艇回收可使水下機器人直接降落并附著在母艇上，但這種回收方式需對母艇的外部結(jié)構(gòu)做較大修改，相關(guān)技術(shù)的難度很高，目前尚處于構(gòu)想階段。由于水下環(huán)境十分復(fù)雜，因此水下回收既要考慮水動力的作用又要考慮海流等不確定性因素的影響。此外，水下回收主要依賴的水聲設(shè)備容易受到環(huán)境噪聲的干擾，而圖像處理設(shè)備則受到海水能見度低的限制而不具有通用性。這些問題導(dǎo)致了水下回收的難度大大增加，因此如何在復(fù)雜的水下環(huán)境中實現(xiàn)快速、安全、可靠地回收便成為迫切需要解決的難題。為此，在設(shè)計水下回收裝置時一方面要具有良好的伸展性能，以使水下機器人與母艇在保持足夠距離的情況下實施安全回收，另一方面在對接回收之前還應(yīng)該能夠盡量增大搜索范圍以降低對水下機器人定位能力的要求，以便在機器人與母艇之間的位姿發(fā)生一定偏差時仍然能夠找到并最終鎖定機器人。但是，這方面的研究并不充分。針對上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種新穎的、單自由度對稱式擺動驅(qū)動的、具有大展縮比的水下機器人回收裝置。該裝置可以在復(fù)雜水文環(huán)境下實現(xiàn)水下機器人的快速、安全、 可靠地回收功能，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、導(dǎo)向性良好、對接可靠性高、耗能低等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置，是一種具有良好的伸展性、導(dǎo)向性和對接可靠性的大展縮比水下機器人回收裝置。 通過對稱式擺動臂的驅(qū)動，該裝置能夠在軸向和徑向上同時進行大比例的伸展或收縮。在伸展時，回收裝置形成一個圓柱形包圍區(qū)域，能夠在較大范圍內(nèi)搜索水下機器人；在收縮時，回收裝置可在徑向和軸向上同時縮小以捕獲水下機器人并且對其位置和姿態(tài)進行調(diào)整；在完全合攏時，水下機器人的軸線與回收管的軸線基本調(diào)整為重合狀態(tài)，從而提供了良好的導(dǎo)向性與對接可靠性。
本發(fā)明的回收裝置主要由回收管、擺動臂、直線型伸展機構(gòu)、圓環(huán)型伸展機構(gòu)和空間多分支鉸鏈等組成。具體如下
回收管1，與母艇相連，用于容納水下機器人8。當(dāng)回收水下機器人8時，回收管1 從母艇伸出，回收裝置開始工作，水下機器人8通過回收管1入塢。當(dāng)回收完成后，回收管 1收進母艇。
擺動臂3，沿回收管1的圓周方向均布，用于驅(qū)動回收裝置實現(xiàn)軸向和徑向的伸縮運動。擺動臂3的一端通過回收管鉸鏈2與回收管1鉸接，可相對于回收管1往復(fù)擺動。擺動臂3的另一端通過空間四分支鉸鏈4分別與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5和直線型伸展機構(gòu)6 鉸接。在附圖中，擺動臂3的數(shù)量為4，也可根據(jù)實際情況增加擺動臂3的數(shù)量。在工作時， 對稱布置的擺動臂在單一動力源的驅(qū)動下聯(lián)動，通過擺動驅(qū)使回收裝置在軸向和徑向上伸縮。
圓環(huán)型伸展機構(gòu)5，用于實現(xiàn)徑向伸縮運動，由若干數(shù)量的三角形桿件501與三角形桿件鉸鏈502鉸接而成。其中，每根三角形桿件501上有3個三角形桿件鉸鏈502，分別與另外3根三角形桿件501鉸接；相鄰鉸鏈連線之間具有一定的夾角，三個鉸鏈連線構(gòu)成一個三角形；每個三角形桿件501偏置一定的角度，以使其通過鉸鏈502與其它三角形桿件501組成封閉的圓環(huán)型伸展機構(gòu)5 ；在外力作用下，這些三角形桿件之間可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。在本回收裝置中，有兩組圓環(huán)形伸展機構(gòu)5。其中，內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的內(nèi)端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)內(nèi)徑方向是內(nèi)端)通過空間四分支鉸鏈4分別與擺動臂3和直線型伸展機構(gòu) 6鉸接，內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的外端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)外徑方向是外端)通過空間三分支鉸鏈7與直線型伸展機構(gòu)6鉸接。外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5與直線型伸展機構(gòu)6通過兩個空間三分支鉸鏈7鉸接。其中靠近回收管一側(cè)的圓環(huán)型伸展機構(gòu)為內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)，另一側(cè)為外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)。
直線型伸展機構(gòu)6，用于實現(xiàn)軸向伸縮運動，由若干數(shù)量的直桿件601與直桿件鉸鏈602鉸接而成。其中，每根直桿件601上有3個直桿件鉸鏈602，分別與另外3根直桿件 601鉸接。在外力作用下，這些直桿件之間可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。每一根直線型伸展機構(gòu)6的一端(即近端)通過空間四分支鉸鏈分別與擺動臂3和內(nèi)側(cè)圓環(huán)型機構(gòu)的內(nèi)端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)內(nèi)徑方向是內(nèi)端)鉸接，通過空間三分支鉸鏈7與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型機構(gòu)的外端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)外徑方向是外端)鉸接。直線型伸展機構(gòu)6的一端(即近端)通過空間四分支鉸鏈4和空間三分支鉸鏈7分別與擺動臂3和內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5鉸接，另一端(即 遠端)通過兩個空間三分支鉸鏈7與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5鉸接。其中，直線型伸展機構(gòu) 6靠近回收管1的一端為近端，另一端為遠端。在附圖中，直線型伸展機構(gòu)6的數(shù)量為4，也可根據(jù)實際情況增加直線型伸展機構(gòu)6的數(shù)量。
空間四分支鉸鏈4，具有三個子鉸鏈，即第一子鉸鏈401、第二子鉸鏈402和第三子鉸鏈403，用于分別連接內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5、直線型伸展機構(gòu)6和擺動臂3。其中，第一子鉸鏈401與子第二鉸鏈402位于相同平面上，二者軸線垂直；第二子鉸鏈402與第三子鉸鏈403位于不同的平面上，二者軸線平行。具體連接方式為第一子鉸鏈401與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的內(nèi)端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)內(nèi)徑方向是內(nèi)端)的三角形桿件鉸鏈502連接，第二子鉸鏈402與直線型伸展機構(gòu)6近端的一個直桿件601連接，第三子鉸鏈403與擺動臂3 連接。空間三分支鉸鏈7，具有兩個子鉸鏈，既第四子鉸鏈701和第五子鉸鏈702，二者位于相同平面上且軸線垂直，用于分別連接內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5與直線型伸展機構(gòu)6的近端。其中，第四子鉸鏈701與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的外端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)外徑方向是外端)的三角形桿件鉸鏈502連接，第五子鉸鏈702與直線型伸展機構(gòu)6近端的直桿件601 連接。此外，空間三分支鉸鏈7還用于連接外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5與直線型伸展機構(gòu)6的遠端，此時需要兩個空間三分支鉸鏈7。其中，一個空間三分支鉸鏈7的第四子鉸鏈701與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的外端的三角形桿件鉸鏈502連接，第五子鉸鏈702與直線型伸展機構(gòu)6遠端的一個直桿件601連接；另一個空間三分支鉸鏈7的第四子鉸鏈701與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的內(nèi)端的三角形桿件鉸鏈502連接，第五子鉸鏈702與直線型伸展機構(gòu)6 遠端的另一個直桿件601連接。本發(fā)明的優(yōu)點在于1.本發(fā)明的直線型伸展機構(gòu)與圓環(huán)型伸展機構(gòu)，可在軸向與徑向上實現(xiàn)大幅度的伸縮，具有很大的展縮比。在收縮狀態(tài)下，可充分節(jié)省所占的母艇空間；在展開狀態(tài)下，可實現(xiàn)大范圍的搜索。2.本發(fā)明的回收裝置能夠在軸向和徑向上同時伸展，形成一個圓柱形包圍區(qū)域， 可以在較大范圍內(nèi)搜索水下機器人。當(dāng)回收裝置逐漸合攏時，可在軸向和徑向上同時收縮以捕捉水下機器人并且對其位置和姿態(tài)進行調(diào)整；當(dāng)完全合攏時，水下機器人的軸線與回收管軸線基本調(diào)整為重合狀態(tài)，因而具有良好的導(dǎo)向性與對接可靠性。3.本發(fā)明的擺動臂、內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)、直線型伸展機構(gòu)和外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)通過空間多分支鉸鏈組成一個完整的空間機構(gòu)，可以實現(xiàn)聯(lián)動。整個回收裝置只需一個自由度即可同時實現(xiàn)軸向與徑向上的大比例伸縮，結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、耗能低、易于實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明的回收裝置完全折疊時的示意圖。圖2是本發(fā)明的回收裝置完全展開時的示意圖。圖3是本發(fā)明的回收裝置合攏時的示意圖。圖4是本發(fā)明的回收裝置完全合攏時的示意圖。圖5是本發(fā)明的回收裝置的直線型伸展機構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的回收裝置的圓環(huán)型伸展機構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的回收裝置的空間四分支鉸鏈?zhǔn)疽鈭D。圖8是本發(fā)明的回收裝置的空間三分支鉸鏈?zhǔn)疽鈭D。圖9是本發(fā)明的回收裝置的空間四分支鉸鏈的連接示意圖。圖10是本發(fā)明的回收裝置的空間三分支鉸鏈的連接示意圖。圖11是本發(fā)明的回收裝置的直桿件的尺寸圖。圖12是本發(fā)明的回收裝置的三角形桿件的尺寸圖。其中，1為回收管，2為回收管鉸鏈，3為擺動臂，4為空間四分支鉸鏈，401為第一子鉸鏈，402為第二子鉸鏈，403為第三子鉸鏈，5為圓環(huán)型伸展機構(gòu)，501為三角形桿件，502為三角形桿件鉸鏈，6為直線型伸展機構(gòu)，601為直桿件，602為直桿件鉸鏈，7為空間三分支鉸鏈，701第四子鉸鏈，702為第五子鉸鏈，8為水下機器人。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。
參見圖1至圖4所示，回收管1與母艇相連，擺動臂3的一端通過回收管鉸鏈2與回收管1鉸接，另一端通過空間四分支鉸鏈4分別與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5和直線型伸展機構(gòu)6鉸接。直線型伸展機構(gòu)6的一端(即近端)通過空間四分支鉸鏈4和空間三分支鉸鏈7分別與擺動臂3和內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5鉸接，另一端(即遠端)通過兩個空間三分支鉸鏈7與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5鉸接。其中，直線型伸展機構(gòu)6靠近回收管1的一端為近端，另一端為遠端。
參見圖5所示，直線型伸展機構(gòu)6由若干數(shù)量的直桿件601與直桿件鉸鏈602鉸接而成。其中，每根直桿件601上有3個直桿件鉸鏈602，分別與另外3根直桿件601鉸接。 在外力作用下，這些直桿件之間可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。每一根直線型伸展機構(gòu)6的一端(即 近端)通過空間四分支鉸鏈分別與擺動臂3和內(nèi)側(cè)圓環(huán)型機構(gòu)的內(nèi)端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)內(nèi)徑方向是內(nèi)端)鉸接，通過空間三分支鉸鏈7與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型機構(gòu)的外端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)外徑方向是外端)鉸接。另一端(即遠端)通過兩個空間三分支鉸鏈7與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5鉸接。直線型伸展機構(gòu)6的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行更改。在本例中，直線型伸展機構(gòu)6由M根直桿件601組成，具體尺寸參見圖11所示。在完全收縮時，該機構(gòu)的最小長度為0. 944米；在完全展開時，該機構(gòu)的最大長度為1. 788米；伸縮比為1. 89。
參見圖6所示，圓環(huán)型伸展機構(gòu)5由若干數(shù)量的三角形桿件501與三角形桿件鉸鏈502鉸接而成。其中，每根三角形桿件501上有3個三角形桿件鉸鏈502，分別與另外3根三角形桿件501鉸接；相鄰鉸鏈連線之間具有一定的夾角，三個鉸鏈連線構(gòu)成一個三角形； 每個三角形桿件501偏置一定的角度，以使其通過鉸鏈502與其它三角形桿件501組成封閉的圓環(huán)型伸展機構(gòu)；在外力作用下，這些三角形桿件之間可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。在本回收裝置中，有兩組圓環(huán)形伸展機構(gòu)5。其中，內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的內(nèi)端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)內(nèi)徑方向是內(nèi)端)通過空間四分支鉸鏈4分別與擺動臂3和直線型伸展機構(gòu)6鉸接，內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的外端(圓環(huán)型伸展機構(gòu)外徑方向是外端)通過空間三分支鉸鏈7與直線型伸展機構(gòu)6鉸接。外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5通過兩個空間三分支鉸鏈7與直線型伸展機構(gòu)6 鉸接。在本例中，圓環(huán)型伸展機構(gòu)5由120根三角形桿件501組成，每根三角形桿件501上有3個鉸鏈502，具體尺寸參見圖12所示。在完全收縮時，該機構(gòu)的最小內(nèi)徑為0. 315米； 在完全展開時，該機構(gòu)的最大內(nèi)徑為2. 417米，展縮比為7. 67。
參見圖7和圖9所示，空間四分支鉸鏈4具有三個子鉸鏈401、402和403，用于分別連接內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5、直線型伸展機構(gòu)6和擺動臂3。其中，子鉸鏈401與子鉸鏈 402位于相同平面上，二者軸線垂直；子鉸鏈402與子鉸鏈403位于不同的平面上，二者軸線平行。具體連接方式為子鉸鏈401與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的內(nèi)端鉸鏈502連接，子鉸鏈402與直線型伸展機構(gòu)6近端的一個直桿件601連接，子鉸鏈403與擺動臂3連接。
參見圖8和圖10所示，空間三分支鉸鏈7具有兩個子鉸鏈701和702，位于相同平面上且二者軸線垂直，用于分別連接內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5與直線型伸展機構(gòu)6的近端。其中，子鉸鏈701與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的外端鉸鏈502連接，子鉸鏈702與直線型伸展機構(gòu)6近端的另一個直桿件601連接。此外，空間三分支鉸鏈7還用于連接外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5與直線型伸展機構(gòu)6的遠端，此時需要兩個空間三分支鉸鏈7。其中，一個空間三分支鉸鏈7的子鉸鏈701與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的外端子鉸鏈502連接，子鉸鏈702與直線型伸展機構(gòu)6遠端的一個直桿件601連接；另一個空間三分支鉸鏈7的子鉸鏈701與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5的內(nèi)端子鉸鏈502連接，子鉸鏈702與直線型伸展機構(gòu)6遠端的另一個直桿件601連接。本發(fā)明的單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置的操作過程如下在回收工作啟動之前，擺動臂3貼合在回收管1的外壁上。此時，回收裝置在軸向和徑向上處于最小收縮狀態(tài)，折疊包圍在回收管1的外壁上，所占據(jù)的空間很小。當(dāng)準(zhǔn)備回收水下機器人時，回收管1從母艇中伸出；擺動臂3在電機等驅(qū)動裝置的帶動下向外擺動，通過空間四分支鉸鏈4推動內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5沿徑向伸展；在徑向伸展的過程中，空間四分支鉸鏈4的子鉸鏈402與空間三分支鉸鏈7的子鉸鏈702之間的距離逐漸減小，從而驅(qū)使連接在子鉸鏈402與子鉸鏈702上的直線型伸展機構(gòu)6沿軸向伸展； 在軸向伸展的過程中，安裝在直線型伸展機構(gòu)6遠端的內(nèi)外兩個空間三分支鉸鏈7的子鉸鏈701之間的距離逐漸減小，從而驅(qū)使連接在它們上面的外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5也沿徑向伸展。當(dāng)擺動臂3擺動到與回收管軸線成90°時，回收裝置展開至最大狀態(tài)。此時，由擺動臂3、內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5、直線型伸展機構(gòu)6和外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5形成了一個圓柱形搜索區(qū)域。當(dāng)水下機器人8進入此區(qū)域后，回收工作開始。擺動臂3繼續(xù)向外擺動，通過空間四分支鉸鏈4帶動內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5沿徑向收縮；在徑向收縮的過程中，空間四分支鉸鏈4的子鉸鏈402與空間三分支鉸鏈7的子鉸鏈702之間的距離逐漸增大，從而帶動連接在子鉸鏈402與子鉸鏈702上的直線型伸展機構(gòu)6沿軸向收縮；在軸向收縮的過程中，安裝在直線型伸展機構(gòu)6末端的內(nèi)外兩個空間三分支鉸鏈7的子鉸鏈701之間的距離逐漸增大， 從而驅(qū)使連接在它們上面的外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5沿徑向收縮。此時，由擺動臂3、內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5、直線型伸展機構(gòu)6和外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)5形成的圓柱形搜索區(qū)域逐漸縮小，驅(qū)使水下機器人的軸線逐漸與回收管的軸線趨于重合。當(dāng)擺動臂3擺動到與回收管軸線成180°時，回收裝置完全合攏。此時，水下機器人的軸線與回收管的軸線基本調(diào)整為重合狀態(tài)。接下來，水下機器人通過回收管自行入塢；或者，從回收管中伸出捕捉鉤抓住水下機器人并將其拖入回收管中。當(dāng)回收工作完成后，擺動臂3反方向擺動至貼合在回收管1的外壁上。此時，回收裝置在軸向和徑向上處于最小收縮狀態(tài)，折疊包圍在回收管1的外壁上。最后，回收管收回母艇。
權(quán)利要求
1.一種單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置，其特征在于該回收裝置包括回收管(1)、擺動臂(3)、直線型伸展機構(gòu)(6)、圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)和空間多分支鉸鏈，所述的空間多分支鉸鏈包括空間四分支鉸鏈(4)和空間三分支鉸鏈(7)；具體如下回收管(1)，與母艇相連，用于容納水下機器人；擺動臂(3)，沿回收管(1)的圓周方向均布，擺動臂(3)的一端通過回收管鉸鏈(2)與回收管(1)鉸接，可相對于回收管(1)往復(fù)擺動；擺動臂(3)的另一端通過空間四分支鉸鏈 ⑷分別與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)和直線型伸展機構(gòu)(6)鉸接；圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)，由三角形桿件(501)與三角形桿件鉸鏈(502)鉸接而成；其中， 每根三角形桿件(501)上有3個三角形桿件鉸鏈(502)，分別與另外3根三角形桿件(501) 鉸接；每個三角形桿件(501)偏置一定的角度，以使其通過鉸鏈(50 與其它三角形桿件 (501)組成封閉的圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)；在本回收裝置中，有兩組圓環(huán)形伸展機構(gòu)(5)；其中，內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)的內(nèi)端通過空間四分支鉸鏈⑷分別與擺動臂(3)和直線型伸展機構(gòu)(6)鉸接，內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)的外端通過空間三分支鉸鏈(7)與直線型伸展機構(gòu)(6)鉸接；外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)與直線型伸展機構(gòu)(6)通過兩個空間三分支鉸鏈(7)鉸接；直線型伸展機構(gòu)(6)，由直桿件(601)與直桿件鉸鏈(602)鉸接而成，其中，每根直桿件(601)上有3個直桿件鉸鏈(602)，分別與另外3根直桿件(601)鉸接；每一根直線型伸展機構(gòu)(6)的一端通過空間四分支鉸鏈分別與擺動臂(3)和內(nèi)側(cè)圓環(huán)型機構(gòu)的內(nèi)端鉸接， 通過空間三分支鉸鏈(7)與內(nèi)側(cè)圓環(huán)型機構(gòu)的外端鉸接；直線型伸展機構(gòu)(6)的一端通過空間四分支鉸鏈⑷和空間三分支鉸鏈⑵分別與擺動臂(3)和內(nèi)側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5) 鉸接，另一端通過兩個空間三分支鉸鏈⑵與外側(cè)圓環(huán)型伸展機構(gòu)(5)鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置， 其特征在于該空間四分支鉸鏈G)，具有三個子鉸鏈，即第一子鉸鏈G01)、第二子鉸鏈 (402)和第三子鉸鏈003)，其中，第一子鉸鏈(401)與子第二鉸鏈(40 位于相同平面上， 二者軸線垂直；第二子鉸鏈G02)與第三子鉸鏈(40 位于不同的平面上，二者軸線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置， 其特征在于該空間三分支鉸鏈(7)，具有兩個子鉸鏈，既第四子鉸鏈(701)和第五子鉸鏈 (702)，二者位于相同平面上且軸線垂直。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種單自由度對稱式擺動驅(qū)動的大展縮比水下機器人回收裝置。該裝置主要由回收管、擺動臂、直線型伸展機構(gòu)、圓環(huán)型伸展機構(gòu)和空間多分支鉸鏈等組成。通過對稱式擺動臂的驅(qū)動，該裝置能夠在軸向和徑向上同時進行大比例的伸展或收縮。在伸展時，回收裝置形成一個圓柱形包圍區(qū)域，能夠在較大范圍內(nèi)搜索水下機器人；在收縮時，回收裝置可在徑向和軸向上同時縮小以捕獲水下機器人并且對其位置和姿態(tài)進行調(diào)整；在完全合攏時，水下機器人的軸線與回收管的軸線基本調(diào)整為重合狀態(tài)，從而實現(xiàn)水下機器人的快速、安全、可靠地回收。整個回收裝置僅需一個自由度即可同時實現(xiàn)軸向與徑向上的大比例聯(lián)動伸縮，結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、耗能低、易于實現(xiàn)。
文檔編號B63C7/16GK102490878SQ20111038204
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者胡強, 邊宇樞, 高志慧 申請人:北京航空航天大學(xué)