本發(fā)明涉及水下機(jī)器人，尤其涉及一種臍帶纜管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、水下機(jī)器人一般通過臍帶纜從甲板操作平臺(tái)下放到水下，該過程中臍帶纜會(huì)因各種意外損壞或纏繞，線纜受到海流阻力較大。為此，臍帶纜管理系統(tǒng)(tms)應(yīng)用而生。臍帶纜管理系統(tǒng)(tms)是用于水下機(jī)器人深海布放回收的中繼設(shè)備。臍帶纜管理系統(tǒng)包括布放框架、水下機(jī)器人和絞車，水下機(jī)器人和絞車搭載在布放框架上，首先通過吊裝設(shè)備將臍帶纜管理系統(tǒng)垂直下放至作業(yè)深度，水下機(jī)器人駛出布放框架，進(jìn)行作業(yè)，過程中，絞車根據(jù)水下機(jī)器人的作業(yè)范圍布放或回收臍帶纜，對(duì)其進(jìn)行牽引?？梢?，水下機(jī)器人需要通過鎖止機(jī)構(gòu)與布放框架進(jìn)行上鎖和解鎖，如公開號(hào)為cn209241284u的專利公開了一種纜控水下機(jī)器人布放回收裝置，布放裝置設(shè)有容納水下機(jī)器人的腔室，腔室一側(cè)為布放口，水下機(jī)器人通過布放口進(jìn)入腔室，腔室內(nèi)設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu)，遙控裝置控制所述鎖止機(jī)構(gòu)的鎖合和解鎖以使機(jī)器人本體連接或脫離布放裝置，臍帶纜組件一端穿過所述布放裝置與所述機(jī)器人本體相連。然而現(xiàn)有的鎖止結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為此，本發(fā)明提供了一種方便水下機(jī)器人固定和脫離布放框架的鎖定機(jī)構(gòu)，同時(shí)提供了對(duì)應(yīng)的布放框架。

2、絞車是臍帶纜管理系統(tǒng)中重要部分，按照驅(qū)動(dòng)方式可以分為手動(dòng)絞車和自動(dòng)絞車(又稱電動(dòng)絞車)。兩種絞車均包括容納線纜的卷筒和排纜組件，區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)卷筒和排纜組件的動(dòng)力是人力還是電力。申請(qǐng)人單位前期研發(fā)了一種帶排纜裝置的手動(dòng)絞車(公告號(hào)cn213416092u)，包括絞車模組、傳動(dòng)模組和排纜模組，其中，排纜模組包括往復(fù)絲杠、光軸、傳動(dòng)螺母、導(dǎo)向輪、導(dǎo)向固定桿和固定板，往復(fù)絲杠、光軸與絞車模組中的卷筒軸平行設(shè)置，卷筒軸通過傳動(dòng)模組與往復(fù)絲杠連接，帶動(dòng)往復(fù)絲杠與卷筒傳動(dòng)軸按照一定傳動(dòng)比一同轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)螺母與往復(fù)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)連接，傳動(dòng)螺母套接在光軸上，固定板置于傳動(dòng)螺母上方，兩導(dǎo)向輪分別通過導(dǎo)向輪固定桿和蝶形螺母固定在固定板上，兩導(dǎo)向輪相互靠近，中間形成供線纜通過的導(dǎo)向孔。其使用過程中存在以下問題：(1)工作人員必須在現(xiàn)場(chǎng)輔助放纜，無法遠(yuǎn)程遙控；(2)排纜組件中的兩導(dǎo)向輪只起到導(dǎo)向的作用，無法張緊排纜組件和卷筒之間的線纜，線纜容易出現(xiàn)混亂、打結(jié)、擠壓等問題；(3)在卷軸端部連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)形成自動(dòng)控制裝置后，難以自動(dòng)監(jiān)測(cè)收放線纜的過程，確定操作完成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種臍帶纜管理系統(tǒng)，其解決了臍帶纜管理系統(tǒng)中水下機(jī)器人與系統(tǒng)本體鎖定和解鎖繁瑣，以及電動(dòng)絞車無法自動(dòng)排纜，及時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)收放線纜的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種臍帶纜管理系統(tǒng)，包括主框架、鎖定機(jī)構(gòu)和水下機(jī)器人，其中，鎖定機(jī)構(gòu)包括固定底座、伸縮部、移動(dòng)底座和鎖定圓盤，伸縮部上端連接在固定底座上，伸縮部下端固定在移動(dòng)底座上，伸縮部伸長(zhǎng)和縮短帶動(dòng)移動(dòng)底座相對(duì)固定底座往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鎖定圓盤安裝在移動(dòng)底座下部，主框架內(nèi)設(shè)置容納水下機(jī)器人的容納腔，固定底座固定在容納腔旁的主框架上，水下機(jī)器人移入容納腔，伸縮部伸長(zhǎng)，移動(dòng)底座運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)鎖定圓盤壓緊固定水下機(jī)器人在容納腔內(nèi)，伸縮部收縮，移動(dòng)底座運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)鎖定圓盤遠(yuǎn)離水下機(jī)器人。

4、進(jìn)一步地，所述臍帶纜管理系統(tǒng)，還包括電動(dòng)絞車，電動(dòng)絞車固定在主框架，臍帶纜纏繞在電動(dòng)絞車上，臍帶纜自由端與水下機(jī)器人連接，電動(dòng)絞車用于臍帶纜的自動(dòng)收放。

5、進(jìn)一步地，所述臍帶纜管理系統(tǒng)，還包括云臺(tái)攝像機(jī)，云臺(tái)攝像機(jī)固定在主框架且置于水下機(jī)器人上側(cè)，用于采集水下機(jī)器人布放的水下圖像數(shù)據(jù)。

6、進(jìn)一步地，固定底座和移動(dòng)底座均包括底座板和圓環(huán)，底座板中部開設(shè)圓孔，圓環(huán)固定在圓孔上，臍帶纜從圓環(huán)中穿過。

7、作為一種實(shí)現(xiàn)方式，伸縮部包括第一連桿、第一推桿和第二連桿，四個(gè)第一連桿頂端分別對(duì)稱鉸接在固定底座底部，四個(gè)第二連桿底端分別對(duì)稱鉸接在移動(dòng)底座上部，第一連桿底端與對(duì)應(yīng)地第二連桿頂端鉸接，在左右兩側(cè)分別設(shè)置一第一推桿，第一推桿頂端連接在固定底座上，第一推桿底端連接在移動(dòng)底座上。

8、作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述主框架包括底層網(wǎng)格板、立柱、導(dǎo)向網(wǎng)格板、前側(cè)網(wǎng)格板、第二推桿和頂部框架；底層網(wǎng)格板、導(dǎo)向網(wǎng)格板和頂部框架從下向上依次設(shè)置，且底層網(wǎng)格板、導(dǎo)向網(wǎng)格板和頂部框架四個(gè)角分別固定在四根立柱上，形成矩形框架式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向網(wǎng)格板前側(cè)設(shè)有一開槽，開槽的開口向內(nèi)側(cè)逐漸縮小形成等腰梯形結(jié)構(gòu)，底層網(wǎng)格板、頂部框架和前側(cè)網(wǎng)格板的開槽之間圍成容納水下機(jī)器人的容納腔，開槽的開口側(cè)形成容納腔入口，前側(cè)網(wǎng)格板安裝在容納腔入口處，前側(cè)網(wǎng)格板底部與底層網(wǎng)格板鉸接，前側(cè)網(wǎng)格板兩側(cè)均通過一第二推桿連接在容納腔入口兩側(cè)的立柱上，形成打開容納腔的自動(dòng)門，電動(dòng)絞車固定在頂部框架內(nèi)，固定底座安裝在容納腔上部的頂部框架上。

9、所述電動(dòng)絞車，包括固定框架、卷筒、卷筒電機(jī)、編碼器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排纜模組和絲杠滑塊機(jī)構(gòu)；其中，絲杠滑塊機(jī)構(gòu)包括絲桿、固定桿和滑塊；卷筒兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在固定框架兩側(cè)且均與固定框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，卷筒電機(jī)輸出軸與卷筒一端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，固定桿兩端固定在固定框架上，絲桿與固定桿平行設(shè)置且置于卷筒外側(cè)，滑塊上分別開設(shè)螺紋孔和通孔，固定桿穿過通孔，絲桿與螺紋孔螺紋連接，絲桿一端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與卷筒電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，絲桿另一端與固定框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，排纜模組安裝在滑塊上部，編碼器固定在卷筒電機(jī)輸出軸上，用于記錄卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。

10、所述排纜模組包括固定座、軸承座、彈簧、第一張緊輪、塞打螺釘、第二張緊輪和張緊電機(jī)、導(dǎo)向軸、第一輪軸、槽孔和微動(dòng)開關(guān)，固定座前端左右兩側(cè)分別固定一軸承座,兩軸承座之間上下依次設(shè)置第一張緊輪和第二張緊輪，第一張緊輪和第二張緊輪之間形成臍帶纜通過的孔隙，第二張緊輪的輪軸兩端分別與左右兩軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且第二張緊輪的輪軸一端與張緊電機(jī)輸出軸連接，第一張緊輪與第一輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一輪軸兩端與兩側(cè)軸承座的槽孔轉(zhuǎn)動(dòng)連接且能夠沿槽孔上下移動(dòng)，第一張緊輪和軸承座之間的第一輪軸上開設(shè)一通孔，塞打螺釘穿過通孔和彈簧后固定在固定座的頂板上，彈簧壓緊，在固定座后端的空腔固定一對(duì)導(dǎo)向軸，兩導(dǎo)向軸之間形成臍帶纜通過的孔隙，臍帶纜穿過第一張緊輪和第二張緊輪之間以及兩導(dǎo)向軸之間的孔隙，微動(dòng)開關(guān)固定在固定座頂板上部，微動(dòng)開關(guān)與張緊電機(jī)電信號(hào)連接，臍帶纜自由端的粗柄部的直徑大于臍帶纜的直徑，臍帶纜自由端的粗柄部進(jìn)入第一張緊輪和第二張緊輪之間的孔隙時(shí)，頂起第一張緊輪，第一張緊輪觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，發(fā)送控制信號(hào)至張緊電機(jī)，張緊電機(jī)停止工作。

11、所述電動(dòng)絞車，還包括光電開關(guān)，光電開關(guān)安裝在卷筒上，并由纏繞在卷筒上的臍帶纜固定端遮擋,光電開關(guān)與卷筒電機(jī)及張緊電機(jī)電信號(hào)連接。

12、所述電動(dòng)絞車，控制柜分別與卷筒電機(jī)、編碼器、張緊電機(jī)、微動(dòng)開關(guān)、光電開關(guān)、云臺(tái)攝像機(jī)、第一推桿、第二推桿和水下機(jī)器人連接，控制對(duì)應(yīng)部件工作。

13、本發(fā)明的有益效果：(1)提供了一種水下機(jī)器人在布放和回收過程中的自動(dòng)鎖定與解鎖方式，將水下機(jī)器人與主框架鎖定，可以防止復(fù)雜海況下劇烈晃動(dòng)導(dǎo)致水下機(jī)器人與主框架碰撞損壞，同時(shí)主框架包圍在水下機(jī)器人外部，可以防止水下機(jī)器人與外界環(huán)境碰撞損壞；(2)提供了一種實(shí)現(xiàn)機(jī)器人布放回收的方式及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使水下機(jī)器人可以較為準(zhǔn)確的回到臍帶纜管理系統(tǒng)內(nèi)部；(3)卷筒電機(jī)和張緊電機(jī)兩電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)電機(jī)張緊及排纜功能，自動(dòng)收放臍帶纜功能；(4)臍帶纜自由端的粗柄部與微動(dòng)開關(guān)配合，臍帶纜固定管與光電開關(guān)配合，及時(shí)確定收放纜的終點(diǎn)，觸發(fā)后系統(tǒng)停止運(yùn)行；(5)臍帶纜張緊模組結(jié)構(gòu)能夠通過彈力及摩擦力進(jìn)行收放臍帶纜；(6)導(dǎo)向軸的設(shè)置能夠在臍帶纜張緊模組平移時(shí)為臍帶纜導(dǎo)向，使臍帶纜隨之平移；(7)具備臍帶纜狀態(tài)檢測(cè)功能，可以防止意外損壞臍帶纜。