CN107757832A - 一种托架及船艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托架，与母船连接，适于承载船艇、将船艇从母船下放至水面、以及将船艇从水面回收至母船。该托架包括：底部支撑架，该底部支撑架为镂空支架结构，其上设置有多个浮体，浮体适于使该托架漂浮于水面；设置于底部支撑架两侧的垂直导向轮，垂直导向轮为轴线垂直于所述底部支撑架的滚筒结构，适于引导船艇登上或脱离该托架。此外，本发明还公开了相应的船艇和船艇的布放回收方法。根据本发明的技术方案，可以实现高海况下无人船的自动化布放和回收。

Description

一种托架及船艇

技术领域

本发明涉及船艇回收布放技术领域，尤其涉及一种托架及船艇。

背景技术

水面无人船是一种依靠自身携带的能源进行自主航行的水面平台，其体量小、吃水浅、机动灵活，可以替代工作人员从事水上作业，目前在水环境检测、水文测量、安防、核安全、抗洪抢险等方面得到了越来越广泛的应用。

在无人船完成水上作业后，通常需要将其回收至母船。现有的回收方案是，在水面上用母船起吊无人船。由于无人船上没有人，这种方案一般需要工作人员乘坐机动艇靠近无人船，完成母船起吊装置与无人船的挂扣。人力挂扣的风险较大，尤其是在海上环境比较恶劣的情况下，容易造成人员伤害，难以实现无人船回收。

发明内容

为此，本发明提供一种托架及船艇，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种托架，与母船连接，适于承载船艇、将船艇从母船下放至水面、以及将船艇从水面回收至母船，所述托架包括：底部支撑架，所述底部支撑架为镂空支架结构，其上设置有多个浮体，所述浮体适于使所述托架漂浮于水面；设置于底部支撑架两侧的垂直导向轮，所述垂直导向轮为轴线垂直于所述底部支撑架的滚筒结构，适于引导船艇登上或脱离所述托架。

可选地，在根据本发明的托架中，浮体为表面喷涂有聚脲涂层的聚氨酯材料。

可选地，在根据本发明的托架中，底部支撑架上还设置有平行导向轮，所述平行导向轮为以所述底部支撑架的骨架为轴线的滚筒结构，且其轴线的方向垂直于船艇的运动方向。

可选地，在根据本发明的托架中，还包括导向杆，所述导向杆设置于所述底部支撑架的头部，其两侧设置有滚轮，所述滚轮适于在导轨中滚动以带动所述托架运动。

可选地，在根据本发明的托架中，还包括第一锁紧装置，所述第一锁紧装置设置于所述底部支撑架的头部，适于与设置于船艇上的第二锁紧装置连接以使船艇固定于所述托架。

可选地，在根据本发明的托架中，第一锁紧装置为横杆。

可选地，在根据本发明的托架中，第一锁紧装置包括固定片、与所述固定片铰接的活动片、至少两个弹簧和至少一个锁紧杆，所述固定片和所述活动片上分别设置有开口，所述至少两个弹簧和至少一个锁紧杆适于通过拉伸、旋转、复位的状态配合来实现第一锁紧装置的解锁和锁紧，其中，在解锁状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第一预定角度，使得第二锁紧装置在进入活动片的开口的同时也进入固定片的开口；在锁紧状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第二预定角度，所述第二预定角度大于所述第一预定角度，使得固定片开口与活动片开口形成适于锁紧第二锁紧装置的封闭的孔。

可选地，在根据本发明的托架中，第一锁紧装置还包括限位组件，所述限位组件适于限制所述活动片相对于所述固定片的旋转位置。

可选地，在根据本发明的托架中，第一锁紧装置还包括控制系统，适于通过控制所述锁紧杆的旋转状态来实现第一锁紧装置的解锁。

根据本发明的一个方面，提供一种船艇，船艇的船头处设置有第二锁紧装置，所述第二锁紧装置适于与设置于托架上的第一锁紧装置连接以使所述船艇固定于所述托架。

可选地，在根据本发明的船艇中，第二锁紧装置包括固定片、与所述固定片铰接的活动片、至少两个弹簧和至少一个锁紧杆，所述固定片和所述活动片上分别设置有开口，所述至少两个弹簧和至少一个锁紧杆适于通过拉伸、旋转、复位的状态配合来实现第二锁紧装置的解锁和锁紧，其中，在解锁状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第一预定角度，使得第一锁紧装置在进入活动片的开口的同时也进入固定片的开口；在锁紧状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第二预定角度，所述第二预定角度大于所述第一预定角度，使得固定片开口与活动片开口形成适于锁紧第一锁紧装置的封闭的孔。

可选地，在根据本发明的船艇中，第二锁紧装置还包括限位组件，所述限位组件适于限制所述活动片相对于所述固定片的旋转位置。

可选地，在根据本发明的船艇中，第二锁紧装置还包括控制系统，适于通过控制所述锁紧杆的旋转状态来实现第二锁紧装置的解锁。

可选地，在根据本发明的船艇中，第二锁紧装置为横杆。

根据本发明的技术方案，托架包括底部支撑架和设置于底部支撑架两侧的导向轮，底部支撑架为镂空支架结构，其上设置有多个浮体，使得该托架可以漂浮与水面上。托架上还设置有第一锁紧装置，适于与船艇上的第二锁紧装置相连，以使船艇固定于托架上。此外，托架上还设置有导向杆，导向杆的两侧设置有滚轮，滚轮可以在设置于母船上或其他托架上的导轨中滚动，以带动该托架运动，使该托架从母船放出或收回至母船。

本发明的托架可以单独实现船艇的布放和回收；也可以与其他托架相连接形成多节托架，本发明的托架作为该多节托架的最后一节，与该多节托架的其他节托架相互配合，实现船艇的布放和回收。

当需要布放船艇时，通过第一锁紧装置和第二锁紧装置将船艇与托架连接，将托架下放至水面，断开船艇与托架的连接，即可完成船艇的布放。

当需要回收船艇时，将托架下放至水面，控制船艇以大于母船的行驶速度登上托架并与托架建立连接，随后，回收托架，即可完成船艇的回收。

本发明的托架可以实现高海况下无人船的自动化布放和回收，无需专门安排工作人员到无人船上去执行挂扣等操作，提高了无人船回收的安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的托架100的轴测图；

图2示出了根据本发明一个实施例的船艇200的轴测图；

图3A、3B分别示出了根据本发明一个实施例的第二锁紧装置210在解锁状态、锁紧状态的剖面图；

图4示出了根据本发明一个实施例的船艇200与托架100建立连接的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的由托架100和其他托架相连接所形成的多节托架500的轴测图；

图6示出了根据本发明一个实施例的船艇200与多节托架500建立连接的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的托架100的轴测图。托架100与母船连接，适于承载船艇、将船艇从母船下放至水面、以及将船艇从水面回收至母船。此处的船艇例如可以是用于执行水环境检测、水温测量、安防等水上任务的水面机器人(及无人船)。如图1所示，托架100包括底部支撑架110和设置于底部支撑架两侧的垂直导向轮120。

底部支撑架110为镂空支架结构，其上设置有多个浮体112，使得托架100可以漂浮于水面上。应当指出，本发明对底部支撑架上所包括的浮体的数量以及浮体在底部支撑架上的位置不做限制，优选地，浮体在底部支撑架上对称分布。根据一种实施例，浮体112可以是表面喷涂有聚脲涂层的聚氨酯材料。当然，浮体112还可以是其他材料，本发明对浮体112的具体材料不做限制。

垂直导向轮120设置于底部支撑架110的两侧，为轴线垂直于底部支撑架110的滚筒结构，适于引导船艇登上或脱离托架100。根据一种实施例，底部支撑架110上还设置有平行导向轮114，平行导向轮114为以底部支撑架110的骨架为轴线的滚筒结构，且其轴线的方向垂直于船艇的运动方向。应当指出，本发明对托架100所包括的垂直导向轮120以及平行导向轮114的数量及位置均不做限制，优选地，垂直导向轮120以及平行导向轮114分别在托架100上对称分布。

根据一种实施例，托架100还包括导向杆130，导向杆130设置于底部支撑架110的头部，其两侧设置有滚轮132，滚轮132适于在设置于母船上或其他托架上的导轨中滚动以带动托架100运动，使托架100从母船放出或收回至母船。应当指出，本发明对滚轮132的数量不做限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设置滚轮132的数量。优选地，滚轮132的数量为偶数，且在导向杆130上对称分布。根据一种实施例，底部支撑架110的尾部还设置有滚动轮116，滚动轮116适于与滚轮132相配合，使托架100进行运动。

根据一种实施例，托架100还包括第一锁紧装置140。第一锁紧装置140设置于底部支撑架110的头部，适于与设置于船艇上的第二锁紧装置(例如下文中所述的第二锁紧装置210)连接以使船艇固定于托架100。根据一种实施例，第一锁紧装置140为横杆。应当指出，除了横杆之外，第一锁紧装置140还可以是其他结构，本发明对第一锁紧装置140的具体结构不做限制。

图2示出了根据本发明一个实施例的船艇200的轴测图。如图2所示，船艇200的头部设置有第二锁紧装置210和控制组件220。第二锁紧装置210适于与第一锁紧装置140连接以使船艇200固定于托架100。根据一种实施例，第二锁紧装置210可以是类似于鲨鱼钳的结构，其在解锁状态、锁紧状态的剖面图分别如图3A、3B所示。如图3A、3B所示，第二锁紧装置210包括固定片211、与固定片211铰接的活动片212、至少两个弹簧213-1、213-2和至少一个锁紧杆214。应当指出，图3A、3B为剖面图，图中仅示出了一个固定片211。在实际应用中，第二锁紧装置210可以包括两个固定片211(如图2所示)，活动片212设置于两个固定片211之间，两个固定片211和活动片212铰接(例如销轴连接等)。固定片211和活动片212上分别设置有开口，弹簧213-1、213-2和锁紧杆214可以通过拉伸、旋转、复位的状态配合来实现第二锁紧装置210的解锁和锁紧。

在解锁状态下，第二锁紧装置210与第一锁紧装置140未连接，即船艇200与托架100未连接。固定片211的开口朝向与活动片212的开口朝向成第一预定角度，使得第一锁紧装置140在进入活动片212的开口的同时也进入固定片211的开口，第一预定角度例如可以是固定片211的开口的中轴线与活动片212的开口的中轴线的夹角。例如，如图3A所示，在解锁状态下，固定片211的开口的中轴线与活动片212的开口的中轴线成第一预定角度α，α通常是一个较小的角度，使得固定片211与活动片212的开口朝向基本一致，从而方便第一锁紧装置140(第一锁紧装置140例如可以是横杆)同时进入二者的开口。

当设置于托架100上的第一锁紧装置140(例如是横杆)进入固定片211和活动片212的开口后，随着第一锁紧装置140的深入，第一锁紧装置140会接触到活动片212的B侧开口内壁，并带动活动片212顺时针转动，锁紧杆214被活动片212的B侧顶开，弹簧213-1和213-2被拉伸。当活动片212的开口B侧完全卡入锁紧杆214后，锁紧杆214和弹簧213-1复位，第二锁紧装置210锁紧，此时，弹簧213-2仍处于拉伸状态。

在锁紧状态下，第二锁紧装置210与第一锁紧装置140连接，即船艇200与托架100连接。这时，固定片211的开口朝向与活动片212的开口朝向成第二预定角度，第二预定角度大于前述第一预定角度，使得固定片211的开口与活动片212的开口形成适于锁紧第一锁紧装置140的封闭的孔。例如，如图3B所示，在锁紧状态下，固定片211的开口的中轴线与活动片212的开口的中轴线成第二预定角度α’，第二预定角度α’大于第一预定角度α。这时，使得固定片211的开口与活动片212的开口形成一个封闭的孔，第一锁紧装置140被限制于该孔中，即，第一锁紧装置140与第二锁紧装置210完成连接，也即，船艇200与托架100完成连接。船艇200与托架100的连接示意图如图4所示。

根据一种实施例，第二锁紧装置210还包括限位组件215，适于限制活动片212相对于固定片211的旋转位置，以及锁紧杆214的旋转位置。根据一种实施例，第二锁紧装置210还包括固定组件216，固定组件216例如可以是螺栓等固定件，用于将两个固定片211、以及固定片211与船艇200固定。

应当指出，图3A、3B所示的第二锁紧装置210在捕获到第一锁紧装置140时可以实现自动锁紧，但是其无法实现自动解锁。因此，根据一种实施例，船艇200上还设置有控制组件220，控制组件220与锁紧杆214连接。此外，船艇200还包括控制系统230(图2、3A、3B中均未示出)。如图3B所示，当需要解锁时，控制系统230发出控制指令，控制组件220基于该指令向下牵引锁紧杆214的D侧，相应地，锁紧杆214的C侧向上偏移，弹簧213-1拉伸。活动片212在弹簧213-2的牵引下逆时针旋转，活动片212的开口B侧转出锁紧杆214，锁紧杆214、弹簧213-1、弹簧213-2均复位，第二锁紧装置210回到如图3A所示的解锁状态。应当指出，本发明对控制系统230以及控制组件220的存在形式、控制方式以及具体结构等不做限制。控制系统230不特指某种架构、操作系统或语言，其可以是物理独立的嵌入式设备，也可以集成在船艇200的主控系统中，本发明对此不做限制。控制组件220例如可以实现为下部连接有重力块的绳索，或其他结构，本发明对此亦不做限制。

此外，应当指出，虽然在前述实施例中，第一锁紧装置140为横杆(如图1所示)，第二锁紧装置210为如图3A、3B所示的类似于鲨鱼钳的结构，但是，在其他实施例中，也可以将第一锁紧装置140设置为如图3A、3B所示的结构，将第二锁紧装置210设置为如图1所示的横杆；还可以将第一锁紧装置140和第二锁紧装置210设置为除图1、3A、3B所示结构之外的其他结构，本发明对第一锁紧装置140和第二锁紧装置210的结构均不做限制。

托架100与母船相连接，可以承载船艇200，并实现船艇200的布放和回收。当需要布放船艇时，通过第一锁紧装置140和第二锁紧装置210将船艇200与托架100连接，将托架100下放至水面，断开船艇200与托架100的连接，即可完成船艇200的布放。当需要回收船艇200时，将托架100下放至水面，控制船艇200以大于母船的行驶速度登上托架100并与托架100建立连接，随后，回收托架100，即可完成船艇200的回收。

应当指出，本发明的托架100可以单独实现船艇的布放回收；也可以与其他托架相连接形成多节托架，本发明的托架作为该多节托架的最后一节，与该多节托架的其他节托架相互配合，实现船艇的布放和回收。例如，如图5所示，托架510、托架520与本发明的托架100相连接，形成多节托架500，托架100为托架500的最后一节，用于承载船艇200。船艇200与多节托架500建立连接的示意图如图6所示。托架100可以与托架510和托架520相互配合，实现船艇的布放和回收。

B11：B10所述的船艇，其中，所述第二锁紧装置包括固定片、与所述固定片铰接的活动片、至少两个弹簧和至少一个锁紧杆，所述固定片和所述活动片上分别设置有开口，所述至少两个弹簧和至少一个锁紧杆适于通过拉伸、旋转、复位的状态配合来实现第二锁紧装置的解锁和锁紧，其中，

在解锁状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第一预定角度，使得第一锁紧装置在进入活动片的开口的同时也进入固定片的开口；

在锁紧状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第二预定角度，所述第二预定角度大于所述第一预定角度，使得固定片开口与活动片开口形成适于锁紧第一锁紧装置的封闭的孔。

B12：B11所述的船艇，其中，所述第二锁紧装置还包括限位组件，所述限位组件适于限制所述活动片相对于所述固定片的旋转位置。

B13：B11或12所述的船艇，其中，所述第二锁紧装置还包括控制系统，适于通过控制所述锁紧杆的旋转状态来实现第二锁紧装置的解锁。

B14：B10所述的船艇，其中，所述第二锁紧装置为横杆。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种托架，与母船连接，适于承载船艇、将船艇从母船下放至水面、以及将船艇从水面回收至母船，所述托架包括：

底部支撑架，所述底部支撑架为镂空支架结构，其上设置有多个浮体，所述浮体适于使所述托架漂浮于水面；

设置于底部支撑架两侧的垂直导向轮，所述垂直导向轮为轴线垂直于所述底部支撑架的滚筒结构，适于引导船艇登上或脱离所述托架。

2.如权利要求1所述的托架，其中，所述浮体为表面喷涂有聚脲涂层的聚氨酯材料。

3.如权利要求1所述的托架，其中，所述底部支撑架上还设置有平行导向轮，所述平行导向轮为以所述底部支撑架的骨架为轴线的滚筒结构，且其轴线的方向垂直于船艇的运动方向。

4.如权利要求1-3中任一项所述的托架，其中，还包括导向杆，所述导向杆设置于所述底部支撑架的头部，其两侧设置有滚轮，所述滚轮适于在导轨中滚动以带动所述托架运动。

5.如权利要求1-4中任一项所述的托架，其中，还包括第一锁紧装置，所述第一锁紧装置设置于所述底部支撑架的头部，适于与设置于船艇上的第二锁紧装置连接以使船艇固定于所述托架。

6.如权利要求5所述的托架，其中，所述第一锁紧装置为横杆。

7.如权利要求5所述的托架，其中，所述第一锁紧装置包括固定片、与所述固定片铰接的活动片、至少两个弹簧和至少一个锁紧杆，所述固定片和所述活动片上分别设置有开口，所述至少两个弹簧和至少一个锁紧杆适于通过拉伸、旋转、复位的状态配合来实现第一锁紧装置的解锁和锁紧，其中，

在解锁状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第一预定角度，使得第二锁紧装置在进入活动片的开口的同时也进入固定片的开口；

在锁紧状态下，固定片开口的朝向与活动片开口的朝向成第二预定角度，所述第二预定角度大于所述第一预定角度，使得固定片开口与活动片开口形成适于锁紧第二锁紧装置的封闭的孔。

8.如权利要求7所述的托架，其中，所述第一锁紧装置还包括限位组件，所述限位组件适于限制所述活动片相对于所述固定片的旋转位置。

9.如权利要求7或8所述的托架，其中，所述第一锁紧装置还包括控制系统，适于通过控制所述锁紧杆的旋转状态来实现第一锁紧装置的解锁。

10.一种船艇，所述船艇的船头处设置有第二锁紧装置，所述第二锁紧装置适于与设置于托架上的第一锁紧装置连接以使所述船艇固定于所述托架。