一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统技术方案

本发明专利技术提供一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统，该系统包括两栖运载装置，动力装置，水平固定装置，垂向压紧装置，铰链连接装置等装置。所述两栖运载装置用于该系统的水平固定装置及垂向压紧装置等部件的搭载，包括两个完全相同的浮体、四旋翼结构等。所述水平固定装置用于水平方向固定小型水下航行器，包括导轨、滑块、摆动杆及固定板等部件。所述垂直压紧装置小型水下航行器水平固定后的垂向固定，包括缸筒、活塞杆、活塞、弧形压板等部件。所有与小型航行器接触的部件均覆盖一层渗透防水材料做成的减压层。本发明专利技术系统集小型水下航行器空中运载、布放与回收一体化，有效地克服了现有水下航行器回收系统工作效率低等不足。

【技术实现步骤摘要】
一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统
本专利技术专利涉及水下航行器领域，特指一种用于小型水下航行器空中运载、布放及回收的系统。
技术介绍
水下航行器的使用流程中布放回收是必不可少的一环，成功的布放回收是水下航行器在水下正常工作的基础，不成功的布放回收则可能对水下航行器产生损伤，整个系统无法工作甚至是水下航行器丢失。由于海上风、浪、的综合影响，水下航行器的回收一直是世界性难题，影响着自治水下航行器的推广和应用。目前水下航行器的回收主要有以下三种方式：第一种是采用浮船坞型和升降平台进行水下对接回收作业，虽然能减少风浪的影响，但是需要专用支持母船，且专用母船造价和使用费用昂贵，不适合国内现状；第二种是在水面上用母船起吊回收，一般都需要工作人员乘坐机动艇靠近水下航行器完成与回收机构的对接，但是该作业方式受风浪影响较大，当海况差时容易出现设备损坏和人员受伤情况；第三种是通过牵引水下航行器抛出的牵引绳，使用专用的对接起吊装置进行对接回收，该方式虽然解决了工作人员不下机动艇便可回收水下航行器的问题，但其牵引装置和对接起吊装置均为专用设备，结构相对复杂，成本较高。因此需要一种更加经济可靠的回收装置及回收方法使得无人下母船回收水下航行器成为可能。
技术实现思路
本专利技术专利要解决的技术问题是克服目前回收水下航行器方式成本高、或者人员风险大、或者装置复杂的问题，提供一种工作人员位于母船上即可实现水下航行器空中运载、布放及回收功能一体化的回收系统及其回收方法。本专利技术通过以下技术方案予以实现：包括一个水空两栖运载撘载装置、动力装置、水平固定装置、垂向压紧装置以及铰链连接装置等装置。所述水空两栖运载撘载装置包括两流线型浮体、四旋翼结构等，两个螺旋桨位于位于两流线型浮体尾部内部，通过双螺旋桨差速来控制运载器在水面航行时的行驶及转向，所述流线型浮体均在尾部对称设有导流孔，使得螺旋桨与水面充分接触，提高螺旋桨实际效率同时起到保护螺旋桨的作用。所述四旋翼通过“X”型碳纤维支架与两流线型浮体相连，四个空气螺旋桨相对于中部设备舱两两左右对称。所述控制装置位于四旋翼中部设备舱内部，所述设备舱顶部均匀分布太阳能板，用于提升运载器的续航能力，底部布置360度全方位摄像头，用来反馈视角，便于工作人员操控。所述水平固定装置包括导轨、滑块、摆动杆及固定板等部件，固定板与摆动杆相连，摆动杆固定在滑块上，通过两边滑块在导轨上滑动带动固定板水平固定小型水下航行器，所述固定板下部与水下航行器接触部位呈一定程度弧线形状，以防止水下航行器在水平方向固定后下滑。所述垂向压紧装置包括缸筒、活塞杆、活塞、弧形压板等部件，弧形压板固定在活塞杆上，活塞与活塞杆连接，通过活塞在缸筒上下垂向运动带动活塞杆垂向运动从而带动弧形压板垂向运动，从而在垂直方向压紧水下航行器达到锁死作用。所有与小型航行器接触的部件如固定板、弧形压板等均在表面覆盖一层渗透防水材料做成的减压层，以防止运载、布放及回收小型水下航行器时对小型航行器的损害破坏。本专利技术采用双体结构，靠垂直起降实现两栖，集小型水下航行器空中运载、布放与回收一体化，有效地克服了现有水下航行器回收系统工作效率低等不足。采用空中推进系统和水面推进系统两种推进系统为装置提供动力，所述水上推进系统用于两栖搭载器水面航行时推进和控制，主要为双螺旋桨推进器差速控制；所述空中推进系统用于两栖搭载器水面航行时抬升浮体减少航行阻力或者避免恶劣海况两栖搭载器在空中航行时推进和控制，主要包括四个空气螺旋桨、四个无刷电机等部件，通过改变四个螺旋桨的转速使不同螺旋桨产生的升力形成不同的力和力矩的组合来控制飞行器姿态和运动。在高海况或者一些特殊情况如浮体破损可以采用空气螺旋桨推进，可完全脱离水面，能有效地控制两栖搭载器航速及姿态。并且当该专利技术装置能源不足时，可以通过太阳能板进行补充动力能源。本专利技术系统的工作原理为：所述小型水下航行器任务结束后漂浮在水面，工作人员控制该两栖运载器飞行至水下航行器上空，垂直降落于水面,行驶至水下航行器上方，通过水平固定装置和垂向压紧装置将水下航行器锁死在两栖运载器上，进而通过操控两栖运载器将水下航行器垂直降落在母船甲板上，同理布放水下航行器采用一样的方法，从而达到了本专利技术系统集水下微型航行器运载、布放及回收一体化的目的。本专利技术基于艇体水动力学、空气动力学、系统工程学及控制科学多学科综合优化设计，能有效地克服目前水下航行器回收方法成本高、效率低等不足，在高海况情况下，本专利技术具有优良耐波性，可完全脱离水面，使其不受恶劣的海洋环境的影响，适用于任何海况条件下水下航行器的运载、布放及回收作业。附图说明图1是本专利技术上下二等角轴测图图2是本专利技术俯视图图3是本专利技术左视图图4是本专利技术主视图图5是本专利技术水平固定装置和垂向压紧装置整体图图6是本专利技术四旋翼左右二等角轴测图图7是本专利技术浮体左视图其中：1.浮体；2.空气螺旋桨；3.设备舱；4.“X”型碳纤维支架；5.水平固定装置；6.垂向压紧装置；7.小型水下航行器；8.导流孔；9.螺旋桨；10.全方位摄像头；11.导轨；12.滑块；13.摆动杆；14.固定板；15.缸筒；16.活塞杆；17.活塞；18.弧形压板；19.减压层；20.连接支架。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1-4所示，本专利技术的回收系统包括两个流线型浮体1，两个流线型浮体1通过四个水平导轨11连接，用角件、螺钉进行固定。保证水平导轨11的良好空气动力性能，水平导轨11为规则体，且前两个导轨水平距离与后两个导轨距离一样，用内六角尖端紧定螺丝固定四块正方形钢板在导轨上，四块正方形钢板关于装置中心两两对称。用螺栓分别固定四个垂直连接支架20在四块正方形钢板上，然后将“X”型碳纤维支架4四条轴分别与四个垂直连接支架20连接固定。“X”型碳纤维支架4正上方固定有一近似于正方体水平对称的设备舱3，所述回收系统中控制装置均位于设备舱3内部，所述设备舱3顶部均匀分布太阳能板，用于提升运载器的续航能力，所述设备舱3底部布置有360度全视角摄像头10，能及时传输信息便于工作人员操控运载器运载、布放及回收小型水下航行器7。“X”型碳纤维支架4四条轴末端布置左右前后均对称四个无刷电机，四个无刷电机分别连接四个不同的空气螺旋桨2，逆时针依次为一号螺旋桨，二号螺旋桨，三号螺旋桨，四号螺旋桨。导轨11两侧装有水平固定装置，具体包括导轨11、滑块12、摆动杆13及固定板14等部件，正中间装有垂向压紧装置，具体包括缸筒15、活塞杆16、活塞17、弧形压板18等部件。由于该运载器的空气螺旋桨2的布置，要求“X”型碳纤维支架轴长距离应大于空气螺旋桨2的桨叶半径以使得空气螺旋桨2能正常工作。如图5所示，水平固定装置包括导轨11、滑块12、摆动杆13及固定板14等部件，固定板14与摆动杆13相连，摆动杆13固定在滑块12上，通过两边滑块12在导轨11上滑动带动摆动杆13运动，从而使得固定板14能水平固定小型水下航行器7，所述固定板14下部与水下航行器7接触部位呈一定程度弧线形状，以防止水下航行器7在水平方向固定后下滑。垂向压紧装置包括缸筒15、活塞杆16、活塞17、弧形压板18等部件，弧形压板18固定在活塞杆16上，活塞17与活塞杆16连接，通过活塞1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统，包括一个水空两栖运载撘载装置、动力装置、水平固定装置、垂向压紧装置以及铰链连接装置等装置，其特征在于：两个流线型浮体（1）通过水平导轨（11）连接，用四个垂直连接支架（20）支撑“X”型碳纤维支架（4），四个空气螺旋桨（2）位于“X”型碳纤维支架（4）四轴末端，“X”型碳纤维支架（4）正上方固定有一近似于正方体水平对称的设备舱（3），所述回收系统中控制装置均位于设备舱（3）内部，导轨（11）两侧装有水平固定装置，正中间装有垂向压紧装置。

【技术特征摘要】
1.一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统，包括一个水空两栖运载撘载装置、动力装置、水平固定装置、垂向压紧装置以及铰链连接装置等装置，其特征在于：两个流线型浮体（1）通过水平导轨（11）连接，用四个垂直连接支架（20）支撑“X”型碳纤维支架（4），四个空气螺旋桨（2）位于“X”型碳纤维支架（4）四轴末端，“X”型碳纤维支架（4）正上方固定有一近似于正方体水平对称的设备舱（3），所述回收系统中控制装置均位于设备舱（3）内部，导轨（11）两侧装有水平固定装置，正中间装有垂向压紧装置。2.根据权利要求1所述的一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统，其特征是：水平固定装置由导轨（11）、滑块（12）、摆动杆（13）及固定板（14）组成，固定板（14）与摆动杆（13）相连，摆动杆（13）固定在滑块（12）上，通过两边滑块（12）在导轨（12）上滑动带动摆动杆（13）和固定板（14）运动。3.根据权利要求1所述的一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统，其特征是：垂向压紧装置由缸筒（15）、活塞杆（16）、活塞（17）、弧形压板（18）组成，弧形压板（18）固定在活塞杆（16）上一端，活塞（17）与活塞杆（16）另一端连接，通过活塞（17）在缸筒（15）上下垂向运动带动活塞杆（16）垂向运动从而带动弧形压板（18）垂向运动。4.根据权利要求2所述的一种小型水下航行器空中运载、布放及回收系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽才，陈畅，高志超，陈洋，李宝明，郝留磊，
申请(专利权)人：周泽才，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23