1.本发明涉及机器人水下对接技术领域，具体是一种自治式水下机器人水下对接装置。


背景技术：

2.水下机器人对接技术是海洋航行器探测的前沿和关键性技术。伴随着海洋探测技术的发展，水下机器人对操作时间，工作内容和续航时间提出了更高的要求；但是，水下机器人由于自身携带电池容量的限制，无法满足日益提高的应用需求。水下固定或浮动补给站可以定期或不定期为水下机器人补充能量和交换数据，允许水下机器人长时间执行工作任务。而水下对接系统是水下补给站重要组成部分，各种不同结构和形状的水下对接系统对延长水下机器人工作时间,提高运行效率和降低航行风险具有重要意义。
3.本对接装置通过利用海流进行发电为整个对接装置提供水下工作所需要的电力，并且本对接装置利用海水对水下机器人进行减速缓冲，减小水下机器人与对接装置之间的碰撞，防止水下机器人内部高精度部件因碰撞出现损坏的情况发生。
4.所以，人们需要一种自治式水下机器人水下对接装置来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种自治式水下机器人水下对接装置，以解决现有技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自治式水下机器人水下对接装置，该水下对接装置包括对接机构、蓄电机构、缓冲机构，所述对接机构的下方设置有蓄电机构，对接机构与缓冲机构固定，所述对接机构对水下机器人进行对接和回收，所述蓄电机构利用水流发电为对接装置提供电力，所述缓冲机构利用水流对水下机器人的回收进行缓冲。对接机构对水下机器人进行对接和回收，蓄电机构利用海流进行水力发电，为对接装置提供正常工作所需要的电力，缓冲机构对海水进行压缩并在对接机构中喷射出去，缓冲机构通过喷射出去的水流对水下机器人进行缓冲，防止水下机器人在对接机构中的速度过大而与对接机构发生碰撞。
7.作为优选技术方案，所述对接机构包括导向罩、对接筒，所述导向罩与对接筒的一端固定；所述蓄电机构包括密封箱、转动壳，所述密封箱的上方设置有对接筒，密封箱的下方设置有转动壳；所述缓冲机构包括缓冲气囊、压缩箱、压缩轴，所述缓冲气囊设置在对接机构内，缓冲气囊与压缩箱管道连接，所述压缩轴与压缩箱转动连接。导向罩对水下机器人进入对接筒进行导向，对接筒对水下机器人进行短暂固定，使水下机器人固定在对接装置中进行数据交换和充电，密封箱为对接系统以及发电机的安装提供支撑，转动壳在海流的带动下进行转动，缓冲气囊为水下机器人接触导向罩进行缓冲，防止水下机器人速度过大与导向罩发生碰撞，同时，缓冲气囊为水下机器人进入对接筒后的减速进行减速缓冲，压缩箱为压缩气囊的安装提供支撑，压缩轴在海流的带动下进行转动并对压缩气囊进行压缩。
8.作为优选技术方案，所述密封箱的内部从上至下设置有承载板、发电机，所述承载板将密封箱的内部分隔为电力空间和控制空间，所述发电机位于电力空间中，所述控制空间中设置有对接系统，所述发电机上设置有转动齿轮，所述转动齿轮与转动壳转动连接，所述发电机通过转动齿轮实现与转动壳转动连接。承载板为对接系统的安装提供支撑，发电机在转动壳的带动下进行转动发电，对接系统对水下机器人进行水下定位，发电机通过海流进行水力发电，为整个对接系统的工作提供所需电力。
9.作为优选技术方案，所述转动壳与密封箱转动连接，转动壳上设置有若干组转动板，转动壳内壁上设置有轮齿，转动壳内设置有中转齿轮，所述中转齿轮与轮齿啮合，中转齿轮通过轮齿实现与转动壳转动连接，中转齿轮与转动齿轮转动连接。转动板在海流的冲击下带着转动壳一起转动，轮齿与中转齿轮啮合，转动壳通过轮齿带动中转齿轮一起转动，中转齿轮与转动齿轮转动连接，转动壳通过中转齿轮带动转动齿轮进行转动，从而带动发电机进行转动发电。
10.作为优选技术方案，若干组所述转动板上设置有若干组单向转动孔，若干组所述单向转动孔的一端设置有挡板，单向转动孔内设置有挡块，所述挡块与单向转动孔滑动连接。单向转动孔对转动板单向受力转动，挡板对挡块进行阻挡，防止挡块滑出单向转动孔，挡块对单向转动孔进行单向封堵。
11.作为优选技术方案，所述压缩箱一端与对接筒固定，压缩箱的另一端与压缩轴转动连接，所述压缩箱内从左往右依次设置有压缩筒、分隔板，所述分隔板与压缩筒固定，所述压缩箱与压缩筒、分隔板三者相互配合在压缩箱内部形成储水舱，所述压缩筒与压缩轴转动连接。压缩筒为压缩气囊的安装提供支撑，分隔板与压缩筒相互配合对压缩箱内部空间进行分隔，使压缩箱内部形成储水舱。
12.作为优选技术方案，所述压缩筒内部从左往右依次设置有若干组压缩气囊、抵板，若干组所述压缩气囊的一端与抵板固定，所述抵板的中间位置设置有支撑转轴，所述支撑转轴远离抵板的一端设置有转板，所述转板与压缩气囊的另一端转动连接，所述压缩轴与转板转动连接。压缩气囊通过储水舱吸收海水，并在被压缩时将海水喷射出去，抵板为压缩气囊的压缩提供支撑，支撑转轴对转板的安装提供支撑，转板在被压缩轴压缩时，转板对压缩气囊进行挤压。
13.作为优选技术方案，所述压缩轴上从左往右依次设置有扇叶、固定板，所述固定板靠近转板的一侧设置有固定转轴，所述固定转轴与转板转动连接。扇叶在海流的推动下带动压缩轴进行转动，固定板安装在压缩轴上，固定板随着压缩轴同步转动，固定转轴在固定板的带动下进行转动，并对转板进行转动压缩。
14.作为优选技术方案，所述导向罩为锥形的导向罩，所述对接筒为若干组支架组成的圆筒状对接筒，且对接筒远离导向罩的一端呈弧形。
15.作为优选技术方案，所述对接筒弧形端内部设置有至少四组缓冲板，至少四组所述缓冲板呈环形设置，缓冲板由缓冲滑板和缓冲定板组成，所述缓冲定板与缓冲滑板滑动连接，缓冲定板远离缓冲滑板的一端设置有若干组进水孔和若干组排水孔，所述排水孔的孔径为进水孔孔径的。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、蓄电机构利用海流进行水力发电，为对接装置提供正常工作所需要的电力，缓冲机构对海水进行压缩并在对接机构中喷射出去，缓冲机构通过喷射出去的水流对水下机器人进行缓冲，防止水下机器人在对接机构中的速度过大而与对接机构发生碰撞。
17.2、当水下机器人进入对接筒内部时，缓冲气囊喷射出的水流方向与水下机器人进行对接筒的方向相反，使水下机器人在水流的作用下进行减速缓冲；当水下机器人退出对接筒时，缓冲气囊喷射出的水流方向与水下机器人退出对接筒的方向相同，通过水流的冲击力以及水下机器人自身的动力使得对接装置与水下机器人快速脱离对接。
附图说明
18.图1为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的整体结构示意图；图2为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的整体结构半剖示意图；图3为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的图2中a区域的结构示意图；图4为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的转动壳内部结构示意图；图5为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的对接筒前视图；图6为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的缓冲板结构示意图。
19.图7为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的转板俯视图；图8为本发明一种自治式水下机器人水下对接装置的单向转动孔结构示意图。
20.附图标记如下：1、对接机构；2、蓄电机构；3、缓冲机构；1
‑
1、导向罩；1
‑
2、对接筒；1
‑
21、缓冲板；1
‑
22、缓冲滑板；1
‑
23、缓冲定板；2
‑
1、密封箱；2
‑
2、转动壳；2
‑
11、承载板；2
‑
12、发电机；2
‑
13、转动齿轮；2
‑
21、转动板；2
‑
22、中转齿轮；2
‑
23、轮齿；2
‑
24、单向转动孔；2
‑
25、挡板；2
‑
26、挡块；3
‑
1、缓冲气囊；3
‑
2、压缩箱；3
‑
3、压缩轴；3
‑
21、压缩筒；3
‑
22、分隔板；3
‑
23、储水舱；3
‑
24、压缩气囊；3
‑
25、抵板；3
‑
26、支撑转轴；3
‑
27、转板；3
‑
31、扇叶；3
‑
32、固定板；3
‑
33、固定转轴。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例：如图1
‑
8所示，一种自治式水下机器人水下对接装置，该水下对接装置包括对接机构1、蓄电机构2、缓冲机构3，对接机构1的下方安装有蓄电机构2，对接机构1与缓冲机构3固定，对接机构1对水下机器人进行对接和回收，蓄电机构2利用水流发电为对接装置提供电力，缓冲机构3利用水流对水下机器人的回收进行缓冲。
23.本对接装置中的发电机、单向阀均与对接系统电性连接。
24.对接机构1包括导向罩1
‑
1、对接筒1
‑
2，导向罩1
‑
1与对接筒1
‑
2的一端焊接，导向罩1
‑
1为锥形的导向罩，对接筒1
‑
2为若干组支架组成的圆筒状对接筒，且对接筒1
‑
2远离导向罩1
‑
1的一端呈弧形。
25.进一步的，对接筒1
‑
2上设置夹持固定装置以及位置检测装置，当水下机器人停在对接筒1
‑
2内并且位置检测装置检测到水下机器人到位后，夹持固定装置对水下机器人进
行夹持固定，使水下机器人固定在对接装置中，防止水下机器人在对接装置中进行充电或者进行数据交换时脱离对接装置。
26.对接筒1
‑
2弧形端内部焊接有至少四组缓冲板1
‑
21，至少四组所述缓冲板1
‑
21呈环形设置，缓冲板1
‑
21由缓冲滑板1
‑
22和缓冲定板1
‑
23组成，缓冲底板1
‑
23的内部为中空结构，缓冲定板1
‑
23焊接在对接筒1
‑
2内，缓冲滑板1
‑
22的一端安装在缓冲定板1
‑
23内部，缓冲定板1
‑
23远离缓冲滑板1
‑
22的一端焊接有限位板，限位板对缓冲滑板1
‑
22在缓冲定板1
‑
23中的滑动距离进行限定，缓冲滑板1
‑
22在缓冲定板1
‑
23内滑动，缓冲滑板1
‑
22位于缓冲定板1
‑
23内的一端与缓冲定板1
‑
23紧凑接触，且缓冲滑板1
‑
22与缓冲定板1
‑
23之间安装有密封圈，缓冲滑板1
‑
22位于缓冲定板1
‑
23内的一端将缓冲底板1
‑
23内部分隔成两个空间，分别为密封空间和缓冲空间，当缓冲滑板1
‑
22受到水下机器人的推动在缓冲定板1
‑
23内滑动时，密封空间不断扩大，且内部压力值不断降低，缓冲定板1
‑
23远离缓冲滑板1
‑
22的一端加工有若干组进水孔和若干组排水孔，若干组进水孔和若干组排水孔位于限位板的左侧，海水通过进水孔进入到缓冲空间中，且若干组进水孔中安装有单向阀，单向阀使海水只能从进水孔进入缓冲空间， 排水孔的孔径为进水孔孔径的。
27.当水下机器人退出对接筒1
‑
2时，由于密封空间处于低压状态，海水通过进水孔进入到缓冲空间中，并对缓冲滑板1
‑
22进行推动，使缓冲滑板1
‑
22会到初始位置，海水再次将缓冲空间填满。
28.蓄电机构2包括密封箱2
‑
1、转动壳2
‑
2，密封箱2
‑
1的上方通过螺丝固定有对接筒1
‑
2，密封箱2
‑
1的下方转动安装有转动壳2
‑
2；密封箱2
‑
1的内部从上至下焊接有承载板2
‑
11、螺丝固定有发电机2
‑
12，承载板2
‑
11将密封箱2
‑
1的内部分隔为电力空间和控制空间，发电机2
‑
12位于电力空间中，控制空间中设置有对接系统，发电机2
‑
12的电机轴上通过螺丝固定有转动齿轮2
‑
13，转动齿轮2
‑
13与转动壳2
‑
2转动连接，发电机2
‑
12通过转动齿轮2
‑
13实现与转动壳2
‑
2转动连接。
29.密封箱2
‑
1的下端面加工有环形滑轨，转动壳2
‑
2上端面加工有转动槽，环形滑轨通过转动槽位于转动壳2
‑
2内部，转动壳2
‑
2通过环形滑轨与密封箱2
‑
1转动连接，密封箱2
‑
1的下端面焊接有支柱，且支柱位于环形滑槽内，支柱的另一端位于转动壳2
‑
2中，支柱位于转动壳2
‑
2内部的一端转动安装有中转齿轮2
‑
22，且中转齿轮2
‑
22一侧与转动壳2
‑
2转动连接，另一侧与转动齿轮2
‑
13转动连接。
30.转动壳2
‑
2外端面上焊接有若干组转动板2
‑
21，转动壳2
‑
2内壁上加工有轮齿2
‑
23，中转齿轮2
‑
22与轮齿2
‑
23啮合，中转齿轮2
‑
22通过轮齿2
‑
23实现与转动壳2
‑
2转动连接。
31.若干组转动板2
‑
21上加工有若干组单向转动孔2
‑
24，若干组单向转动孔2
‑
24的一端焊接有挡板2
‑
25，单向转动孔2
‑
24内安装有挡块2
‑
26，挡块2
‑
26与单向转动孔2
‑
24滑动连接，挡板2
‑
25对挡块2
‑
26进行阻挡，防止当块2
‑
26在海水的冲击下脱离单向转动孔2
‑
24，挡块2
‑
26对单向转动孔2
‑
24进行单向封堵，使单向转动孔2
‑
24单向通水。
32.缓冲机构3包括缓冲气囊3
‑
1、压缩箱3
‑
2、压缩轴3
‑
3，缓冲气囊3
‑
1固定在导向罩1
‑
1以及对接筒1
‑
2内表面上，压缩轴3
‑
3与压缩箱3
‑
2转动连接。
33.压缩箱3
‑
2一端与对接筒1
‑
2固定，压缩箱3
‑
2的另一端与压缩轴3
‑
3转动连接，压
缩箱3
‑
2内从左往右依次焊接有压缩筒3
‑
21、分隔板3
‑
22，压缩筒3
‑
21的一端与分隔板3
‑
22焊接，压缩筒3
‑
21的另一端与压缩箱3
‑
2内壁焊接，压缩箱3
‑
2与压缩筒3
‑
21、分隔板3
‑
22三者相互配合在压缩箱3
‑
2内部形成储水舱3
‑
23，且压缩箱3
‑
2在储水舱3
‑
23的外侧加工有进水孔，压缩筒3
‑
21与压缩轴3
‑
3转动连接。
34.压缩筒3
‑
21内部从左往右依次安装有若干组压缩气囊3
‑
24、焊接有抵板3
‑
25，若干组压缩气囊3
‑
24的一端与抵板3
‑
25固定，抵板3
‑
25的中间位置焊接有支撑转轴3
‑
26，支撑转轴3
‑
26远离抵板3
‑
25的一端焊接有转动球，且转动球上转动安装有转板3
‑
27，转板3
‑
27接近压缩气囊3
‑
24的一侧转动安装若干组有挤压板，若干组挤压板与若干组压缩气囊3
‑
24一一对应，且挤压板与压缩气囊3
‑
24的另一端固定，转板3
‑
27通过挤压板实现与压缩气囊3
‑
24转动连接。
35.若干组压缩气囊3
‑
24呈环形设置，压缩筒3
‑
21在每个压缩气囊3
‑
24的外侧加工有吸水孔，且吸水孔中安装有单向阀，压缩气囊3
‑
24对应吸水孔的位置加工有水孔，压缩气囊3
‑
24在设置有水孔的位置与压缩筒3
‑
21胶粘固定，单向阀使储水舱3
‑
23中的水只能通过吸水孔进入到压缩气囊3
‑
24中，若干组压缩气囊3
‑
24与抵板3
‑
25固定的端面上均安装有排水管，且排水管的另一端贯穿抵板3
‑
25并通过多通管固定在一起，多通管通过输水管与缓冲气囊3
‑
1连接。
36.进一步的，在压缩气囊3
‑
24的外侧设置伸缩板，伸缩板在压缩气囊3
‑
24冲水后对压缩气囊3
‑
24进行承载，通过伸缩板可以防止压缩气囊3
‑
24因为水的重力而发生变形,伸缩板不会对压缩气囊3
‑
24的伸缩造成影响。
37.缓冲气囊3
‑
1上加工有若干组缓冲水孔，以对接筒1
‑
2弧形端内的缓冲水孔为起点，随着缓冲水孔不断的往对接筒1
‑
2的另一端设置，缓冲水孔的孔径不断的增大，位于弧形端内部的缓冲水孔的孔径为最外端缓冲水孔孔径的不断的对缓冲气囊3
‑
1进行压缩，并不断的对缓冲水孔进行封堵，使缓冲气囊3
‑
1的储水容积不断减小，由于压缩气囊3
‑
24往缓冲气囊3
‑
1中传输的水量不变，而缓冲气囊3
‑
1的容积不断减小，使得缓冲水孔排出的水的压力不断增压，通过不断增压的水流对水下机器人进一步的进行减速缓冲。
38.进一步的，缓冲水孔喷射出的水流方向与水下机器人进行对接筒1
‑
2的方向相反，与水下机器人退出对接筒1
‑
2的方向相同，当水下机器人退出对接筒1
‑
2时，通过水流的冲击力以及水下机器人自身的动力使得对接装置与水下机器人快速脱离对接。
39.压缩轴3
‑
3与转板3
‑
27转动连接，压缩轴3
‑
3上从左往右依次焊接有扇叶3
‑
31、固定板3
‑
32，固定板3
‑
32靠近转板3
‑
27的一侧焊接有固定转轴3
‑
33，固定转轴3
‑
33与转板3
‑
27接触的一端焊接有挤压球，且转动3
‑
27上加工有挤压槽，挤压球位于挤压槽内，固定转轴3
‑
33通过挤压槽以及挤压球实现与转板3
‑
27转动连接。
40.本发明的工作原理：将水下对接装置放入海中，当水下机器人需要补充电力或需要传输数据时，水下对接装置通过对接系统与水下机器人通过声波定位完成水下对接。
41.扇叶3
‑
31在海流的推动下带着压缩轴3
‑
3进行转动，压缩轴3
‑
3通过扇叶3
‑
31获取转动动力并带动固定板3
‑
32进行转动，固定转轴3
‑
33在固定板3
‑
32的带动下进行圆周运动并对转板3
‑
27进行环形压缩。
42.当转板3
‑
27的一端被压缩时，转板3
‑
27通过挤压板对压缩气囊3
‑
24进行挤压，使压缩气囊3
‑
24中的海水通过排水管以及输水管进入到缓冲气囊3
‑
1中，同时转板3
‑
27的另一端翘起，将压缩气囊3
‑
1拉伸，使压缩气囊3
‑
1通过吸水孔吸取储水舱3
‑
23中的水。
43.固定转轴3
‑
33每转动到一个位置，就会对相应位置的转板3
‑
27进行挤压，从而使转板3
‑
27下方的压缩气囊3
‑
1被压缩，同时转板3
‑
27另一端的压缩气囊3
‑
1就会被拉伸，通过固定转轴3
‑
33不断的转动，压缩气囊3
‑
1就会不断的往缓冲气囊3
‑
1输入海水，缓冲气囊3
‑
1中的海水通过缓冲水孔喷射到对接筒1
‑
2内。
44.当水下机器人接触到导向罩1
‑
1时，导向罩1
‑
1通过缓冲气囊3
‑
1对水下机器人进行防撞缓冲，防止水下机器人与导向罩1
‑
1发生碰撞，导向罩1
‑
1对水下机器人进行导向，使水下机器人进入到对接筒1
‑
2中，随着水下机器人不断的进入对接筒1
‑
2内部时，水下机器人不断的对缓冲气囊3
‑
1进行压缩，并不断的对缓冲水孔进行封堵，使缓冲气囊3
‑
1的储水容积不断减小，由于压缩气囊3
‑
24往缓冲气囊3
‑
1中传输的水量不变，而缓冲气囊3
‑
1的容积不断减小，使得缓冲水孔排出的水的压力不断增压，通过不断增压的水流对水下机器人进行减速缓冲。
45.当水下机器人运动到对接筒1
‑
2弧形端的时候，水下机器人与缓冲滑板1
‑
22接触，并对缓冲滑板1
‑
22进行挤压，使缓冲滑板1
‑
22往缓冲定安1
‑
23内滑动。
46.随着缓冲滑板1
‑
22在水下机器人的推动不断的往缓冲定板1
‑
23内滑动，密封空间的体积不断扩大，且空间内部压力值不断降低，缓冲滑板1
‑
22不断对缓冲空间中的海水进行挤压，使海水通过排水孔排出缓冲空间，当大量海水被挤压并从排水孔排出时，由于排水孔的孔径小，无法满足被压缩部分海水的全部排出，海水会堆积在缓冲空间中并对缓冲滑板1
‑
22的滑动产生阻力，从而使缓冲滑板1
‑
22对水下机器人在对接筒1
‑
2内的移动产生阻力，使水下机器人停在对接筒1
‑
2内，完成水下机器人与对接装置的对接。
47.将转动板2
‑
21分为正面和反面，挡块2
‑
26位于反面的单向转动孔2
‑
24中，海水对转动板2
‑
21正面进行冲击时，海水对单向转动孔2
‑
24中的挡块2
‑
26进行冲击，使挡块2
‑
26解除对单向转动孔2
‑
24的封堵，使海水通过单向转动孔2
‑
24流到转动板2
‑
21的反面，通过单向转动孔2
‑
24减小海水对转动板2
‑
21正面的冲击力；海水对转动板2
‑
21反面进行冲击时，海水对单向转动孔2
‑
24中的挡块2
‑
26进行冲击，使挡块2
‑
26对单向转动孔2
‑
24进行封堵，使海水无法通过单向转动孔2
‑
24流到转动板2
‑
21的另一面。
48.当海水对转动板2
‑
21反面进行冲击时，转动板2
‑
21在海水的冲击下带着转动壳2
‑
2进行转动，转动壳2
‑
2通过轮齿2
‑
23、中转齿轮2
‑
22以及转动齿轮2
‑
13带动发电机2
‑
12进行转动发电，发电机2
‑
12通过海水冲击进行发电并为对接系统提供工作所需要的电力。
49.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。