一种无人潜航器布放回收系统及布放回收方法技术方案

本发明专利技术属于无人潜航器布放和回收技术领域，公开了一种无人潜航器布放回收系统及布放回收方法，系统主要包括设置在半潜式无人艇上的无人艇控制模块、布放回收装置、浮潜模块、动力模块和艇务信息处理模块，艇务信息处理模块连接有导航定位模块、目标识别装置和传感器模块，还包括设置在地面的远程监控模块，布放回收装置包括锁紧装置和与锁紧装置配合使用的辅助夹紧装置，锁紧装置能够限制无人潜航器的水平位移和转动，辅助夹紧装置能够限制无人潜航器的竖向滑动，具有更强的抗倾覆能力；本发明专利技术解决了现有技术中采用半潜船布放回收无人潜航器时缺乏一种能够自动、快速布放与回收无人潜航器的装置的问题。人潜航器的装置的问题。人潜航器的装置的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无人潜航器布放回收系统及布放回收方法


[0001]本专利技术涉及无人潜航器布放和回收
，具体涉及一种无人潜航器布放回收系统及布放回收方法。

技术介绍

[0002]无人潜航器作为海洋探测的重要工具，近年来越来越受到世界各国的重视；无人潜航器在执行任务时一般由母船释放到任务水域中，任务执行完毕后进行回收；无人潜航器的布放和回收一直以来是研究的重要课题。
[0003]目前基于半潜船的无人潜航器布放回收系统有以下不足：1)需要人力参与，布放回收时通常为人工布放，完成任务后无人潜航器现浮出水面，然后再进行人工打捞，操作人员作业时安全性低、风险高；2）半潜船上缺乏相应的快速锁紧无人潜航器的装置，无人潜航器在半潜船上的松开和固定过程繁琐且固定效果差；3）半潜船机动性能不好，同时对海况要求较高，作业效率不高。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于半潜式无人艇的，能够自动布放回收且布放回收效率高的无人潜航器布放回收系统及布放回收方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种无人潜航器布放回收系统，包括设置在半潜式无人艇控制室内的无人艇控制模块，无人艇控制模块连接有布放回收装置、浮潜模块和动力模块，布放回收装置设置在半潜式无人艇的甲板上的中间位置，布放回收装置上设有定位装置，定位装置设置在布放回收装置的中间位置；无人艇控制模块还连接有艇务信息处理模块，艇务信息处理模块连接有导航定位模块、目标识别装置和传感器模块；无人潜航器控制室内还设有潜航器控制模块，地面设有远程监控模块，潜航器控制模块、无人艇控制模块和艇务信息处理模块通过通信模块与远程监控模块进行实时通信，远程监控模块上还设有人机交互界面，人机交互界面实时显示各装置的运行状态，用户可在人机交互界面下达控制指令。
[0006]进一步地，布放回收装置包括一对沿半潜式无人艇宽度方向平行设置的导轨和一对垫块，垫块上设有与无人潜航器配合的弧形凹槽，导轨和垫块均设置在半潜式无人艇的甲板上；任一导轨上均滑动连接有一对对称设置的锁紧装置和一对对称设置的辅助夹紧装置，任一锁紧装置均包括与导轨滑动连接的支架，支架竖直设置，支架底端设有驱动装置，支架上设有水平设置的叶片支撑杆，叶片支撑杆呈圆柱形，叶片支撑杆远离支架的一端设有锁紧叶片；锁紧叶片的竖向截面呈圆弧状，锁紧叶片外凸的外弧面为具有弹性的金属层，锁紧叶片的内凹的内弧面为与无人潜航器配合的软质橡胶层，叶片支撑杆设置在锁紧叶片外弧面的金属层上，叶片支撑杆与锁紧叶片通过螺栓或插接的方式可拆卸连接。
[0007]进一步地，辅助夹紧装置包括对称设置在锁紧叶片上下两侧的夹板，位于锁紧叶
片上方的为上夹板，位于锁紧叶片下方的为下夹板，上夹板和下夹板均垂直于竖直面设置；任一夹板均通过设置在夹板一端的传动轴与支架转动连接，传动轴固定在夹板上，支架上设有与传动轴配合的轴承；夹板为矩形板，矩形板远离传动轴的一端均布有齿，矩形板背对锁紧叶片的一侧设有日字形的加强框；夹板或传动轴上连接有动力机构，上夹板和下夹板在动力机构的作用下绕传动轴在竖直面内转动，同步靠近或远离锁紧叶片，动力机构设置在机架上。
[0008]进一步地，动力机构与传动轴连接；任一传动轴的中间位置固定有一对垂直于传动轴的压板，压板为长条形的板状结构，压板一端固定在传动轴上，沿压板长度方向，压板上设有长条形的传动孔，传动孔中滑动连接有一根竖直设置的T形杆，T形杆由相互垂直的横杆和竖杆组成，T形杆的竖杆设置在两个压板之间，T形杆的横杆设置在传动孔中，横杆可在传动孔中滑动；动力机构为夹紧液压缸，夹紧液压缸竖直设置在支架上，T形杆的竖杆固定在夹紧液压缸的活塞杆上并与活塞杆平行设置。
[0009]进一步地，动力机构与夹板连接；加强框上设有矩形块，矩形块上设有倒T形槽，倒T形槽内滑动连接有水平设置的T形杆；动力机构为夹紧液压缸，夹紧液压缸水平设置在支架上，夹紧液压缸的活塞杆与T形杆的竖杆平行设置。
[0010]进一步地，任一导轨均为水平设置的长条形的矩形条，沿矩形条的长度方向，矩形条上设有倒T形的导向槽，任一支架均包括与导向槽滑动连接的倒T形的滑块，滑块顶端伸出导轨连接有底板，底板上设有竖直设置的支撑杆，支撑杆为中空的方管，支撑杆一侧设有加强筋；夹紧液压缸、叶片支撑杆、传动轴均设置在支撑杆上。
[0011]进一步地，驱动装置为设置在甲板上的锁紧液压缸或设置在支架上的驱动电机，驱动装置为锁紧液压缸时锁紧液压缸的活塞杆与滑块连接，活塞杆的伸缩方向与导轨的长度方向同向；驱动装置为驱动电机时，驱动电机竖直设置在底板上，导轨上设有与驱动电机配合的齿条，齿条竖直设置并均布在导轨一侧。
[0012]一种利用上述无人潜航器布放回收系统进行的无人潜航器布放回收方法，包括布放过程和回收过程；布放过程包括以下步骤：S1.操作人员通过远程监控模块向半潜式无人艇发送指令，给出无人潜航器要下潜的任务水域的经纬度信息；半潜式无人艇接收指令，半潜式无人艇的艇务信息处理模块根据接收到的指令规划航线，无人艇控制模块根据航线控制载有无人潜航器的半潜式无人艇航行至任务区域；S2.半潜式无人艇的导航定位模块自动识别是否到达任务水域，到达任务水域后，半潜式无人艇控制模块通过浮潜模块调整半潜式无人艇艇身压载水量，使之下潜至水面没过无人潜航器的顶端，通过传感器模块判断是否到达设定的下潜深度，当达到设定的下潜深度时，布放回收装置动作，辅助夹紧装置的上夹片和下夹片同步转动，远离锁紧叶片；锁紧装置同步移动，远离无人潜航器，从而松开被夹紧的无人潜航器；S3.操作人员通过远程监控模块上的人机交互界面向无人潜航器的潜航器控制模块发出相应的的控制指令，潜航器控制模块控制无人潜航器上浮，然后驶离甲板，或控制无人潜航器直接前进驶离甲板；S4.潜航器控制模块控制无人潜航器下潜执行任务；
S5.半潜式无人艇上浮至正常航行深度，等待下一步指令；回收过程包括以下步骤：P1.无人潜航器完成水下作业任务后上浮至水面，并将所处位置的经纬度信息通过通信模块发送给远程监控模块，远程监控模块将半潜式无人艇所处位置的经纬度信息转发至半潜式无人艇；P2.半潜式无人艇接收到无人潜航器的位置信息后，半潜式无人艇的艇务信息处理模块规划航线，并通过无人艇控制模块控制半潜式无人艇航行至目标位置；P3.到达无人潜航器所在的位置区域后，目标识别装置对区域内的无人潜航器进行识别验证，验证通过后，半潜式无人艇的控制模块控制半潜式无人艇下潜，下潜深度需满足以下要求：下潜深度为潜航器底部距水面距离的二倍，但不能超过半潜式无人艇的最大下潜深度；P4.无人潜航器航行至半潜式无人艇的甲板上方，并准确定位在半潜式无人艇的布放回收装置内；半潜式无人艇的布放回收装置启动，锁紧无人潜航器；P5.半潜式无人艇上浮到正常的航行深度等待下一步指令；远程监控模块控制半潜式无人艇返航或执行下一个任务。
[0013]进一步地，步骤P4中，无人潜航器准确定位在布放回收装置的过程为：定位装置设置在布放回收装置的中轴线上，船尾设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人潜航器布放回收系统，其特征在于，包括设置在半潜式无人艇控制室内的无人艇控制模块，无人艇控制模块连接有布放回收装置、浮潜模块和动力模块，布放回收装置设置在半潜式无人艇的甲板上，布放回收装置上设有定位装置；所述无人艇控制模块还连接有艇务信息处理模块，艇务信息处理模块连接有导航定位模块、目标识别装置和传感器模块；无人潜航器控制室内设置有潜航器控制模块，地面设置有远程监控模块，所述潜航器控制模块、无人艇控制模块、艇务信息处理模块通过通信模块与远程监控模块进行实时通信，远程监控模块上还设有人机交互界面。2.根据权利要求1所述的无人潜航器布放回收系统，其特征在于，所述布放回收装置包括一对沿半潜式无人艇宽度方向平行设置的导轨和一对垫块，垫块上设有与无人潜航器配合的弧形凹槽，导轨和垫块均设置在半潜式无人艇的甲板上；任一所述导轨上均滑动连接有一对对称设置的锁紧装置和辅助夹紧装置，任一所述锁紧装置均包括与导轨滑动连接的支架，支架竖直设置，支架底端设有驱动装置，支架上设有水平设置的叶片支撑杆，叶片支撑杆的另一端设有锁紧叶片；所述锁紧叶片呈圆弧状，锁紧叶片外凸的外弧面为具有弹性的金属层，锁紧叶片的内弧面为与无人潜航器配合的软质橡胶层，叶片支撑杆设置在锁紧叶片外弧面的金属层上。3.根据权利要求2所述的无人潜航器布放回收系统，其特征在于，所述辅助夹紧装置包括对称设置在锁紧叶片上下两侧的夹板；任一所述夹板均通过设置在夹板一端的传动轴与支架活动连接；所述夹板为矩形板，矩形板远离传动轴的一端均布有齿，矩形板背对锁紧叶片的一面设有日字形的加强框；所述夹板或传动轴上连接有动力机构，夹板在动力机构的作用下绕传动轴在竖直面内转动，动力机构设置在机架上。4.根据权利要求3所述的无人潜航器布放回收系统，其特征在于，所述动力机构与传动轴连接；任一所述传动轴上均固定有一对压板，压板为长条形的板状结构，压板一端固定在传动轴上，沿压板长度方向，压板上设有长条形的传动孔，传动孔中滑动连接有一根竖直设置的T形杆，T形杆的竖杆设置在两个压板之间，T形杆的横杆设置在传动孔中；所述动力机构为夹紧液压缸，夹紧液压缸竖直设置在支架上，T形杆的竖杆固定在夹紧液压缸的活塞杆上并与活塞杆平行设置。5.根据权利要求3所述的无人潜航器布放回收系统，其特征在于，所述动力机构与夹板连接；所述加强框上设有矩形块，矩形块上设有倒T形槽，倒T形槽内滑动连接有水平设置的T形杆；所述动力机构为夹紧液压缸，夹紧液压缸水平设置在支架上，夹紧液压缸的活塞杆与T形杆的竖杆平行设置。6.根据权利要求4或5所述的无人潜航器布放回收系统，其特征在于，任一所述导轨均为水平设置的长条形的矩形条，沿矩形条的长度方向，矩形条上设有倒T形的导向槽，任一所述支架均包括与导向槽滑动连接的倒T形的滑块，滑块顶端伸出导轨连接有底板，底板上设有竖直设置的支撑杆，支撑杆为中空的方管，支撑杆一侧设有加强筋；所述夹紧液压缸、叶片支撑杆、传动轴均设置在支撑杆上。7.根据权利要求6所述的无人潜航器布放回收系统，其特征在于，所述驱动装置为设置在甲板上的锁紧液压缸或设置在支架上的驱动电机，驱动装置为锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曰英，魏岩，路楠，周卫祥，成敏，吴乃龙，杜鑫，严怀成，杨希祥，罗均，付俊，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：