一种用于水下无人平台的支持保障系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于水下无人平台的支持保障系统，该支持保障系统包括：船载补给模块、线缆收放模块和水下拖曳补给模块，所述线缆收放模块用于收放水下拖曳补给模块，船载补给模块通过线缆收放模块与水下拖曳补给模块相连，船载补给模块包括供电输出单元和信号处理单元，水下拖曳补给模块包括：水下对接单元、水下无线充电单元、水声通信单元和水下无线数据通信单元。与现有技术相比，本发明专利技术通过水声通信单元和水下对接单元寻找和固定住水下无人平台，通过水下无线充电单元给水下无人平台无线充电，补充水下无人平台的能源，通过水下无线数据通信单元与水下无人平台的无接触数据交换，从而使水下无人平台能大范围、长时间连续作业。连续作业。连续作业。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下无人平台的支持保障系统


[0001]本专利技术涉及水下无人平台的支持母船
，尤其是涉及一种用于水下无人平台的支持保障系统。

技术介绍

[0002]海洋中蕴藏着丰富的矿产与生物资源，人类正在尝试对海洋领域做进一步探索与开发。水下无人平台作为探测海洋的重要装备，将在海洋资源开发、水文调查、海洋生物研究等领域发挥重要作用。
[0003]水下无人平台通常自带电池作为能源，受电池容量限制，续航能力不足和巡航范围受限是限制水下无人平台广泛应用的瓶颈之一。
[0004]同时水下无人平台通常也自带存储单元，受限于存储容量以及电池容量限制，存储的数据有限。
[0005]再者，水下无人平台通常也自带高精度基准时钟作为平台工作的时间基准。但是高精度基准时钟存在时间误差累积的特点，水下无人平台长时间工作，时间误差会原来越多。

技术实现思路

[0006]（一）要解决的技术问题基于此，本专利技术提出一种用于水下无人平台的支持保障系统，通过为水下无人平台提供能源补给和进行数据交换，实现水下无人平台长时间连续可靠的作业。
[0007]（二）技术方案本专利技术为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供一种用于水下无人平台的支持保障系统，其包括：船载补给模块、线缆收放模块和水下拖曳补给模块，所述线缆收放模块用于收放水下拖曳补给模块，所述船载补给模块通过线缆收放模块与水下拖曳补给模块相连，所述船载补给模块包括供电输出单元和信号处理单元，所述水下拖曳补给模块包括：水下对接单元、水下无线充电单元、水声通信单元和水下无线数据通信单元，所述水声通信单元用于广播水下拖曳补给模块的具体位置，所述水下对接单元用于将水下无人平台固定在水下拖曳补给模块的周围，所述信号处理单元通过水下无线数据通信单元与水下无人平台进行数据交换，所述供电输出单元通过水下无线充电单元为水下无人平台提供电源。
[0008]优选的，所述线缆收放模块包括布放单元和铠装光电复合缆，所述布放单元通过铠装光电复合缆与水下拖曳补给模块相连；所述铠装光电复合缆用于输送电源和传输光信号。
[0009]优选的，所述供电输出单元包括：整流滤波器、AC转DC电路和直流输出滤波器，所述整流滤波器与AC转DC电路相连，所述AC转DC电路与直流输出滤波器相连。
[0010]优选的，所述信号处理单元包括：信号处理器、存储器、北斗时钟接收卡和网卡，所
述北斗时钟接收卡用于接收北斗标准时钟信号，所述网卡设有以太网光接口，所述信号处理器用于处理北斗标准时钟信号然后通过以太网光接口发送给水下无人平台，所述存储器用于存储水下无人平台发送的数据。
[0011]优选的，所述水下对接单元包括：机械手、水下摄像头和机械手控制器，所述水下摄像头用于侦测水下无人平台的位置信息，然后将位置信息发送给机械手控制器；所述机械手控制器用于控制机械手将水下无人平台固定在水下拖曳补给模块的周围。
[0012]优选的，水下摄像头还用于对水下无人平台进行拍照，然后将图片发送给信号处理单元。
[0013]优选的，所述水下无线充电单元包括：整流滤波器、高频逆变器和发送线圈，所述整流滤波器与高频逆变器连接，所述高频逆变器和发送线圈相连。
[0014]优选的，所述水下无线数据通信单元包括：CPU、存储器、以太网控制器、蓝绿激光通信控制器和蓝绿激光发射接收器，所述CPU通过以太网控制器接收信号处理单元发送的信号数据，所述蓝绿激光通信控制器用于将接收到的信号数据转变为光信号，所述蓝绿激光发射接收器将光信号发送给水下无人平台，或者接收水下无人平台发送的光信号；所述CPU通过以太网控制器接收水下无人平台发送的其自身工作状态信息。
[0015]本专利技术还提供了一种用于水下无人平台的支持保障方法，包括如下步骤：
[0016]搭载有支持保障系统的母船移动至预定水域后，开启水声通信机，向周围水域内的水下无人平台广播其具体位置；
[0017]母船附近的水下无人平台根据预先任务约定响应母船，游弋至约定位置并向母船发送补给请求；
[0018]母船通过线缆收放模块中的布放单元将水下拖曳补给模块放入水中约定位置，同时开启水声通信机搜索水下无人平台的位置；
[0019]根据预先设定，水下无人平台向水下拖曳补给模块靠拢，直至在水下无线充电单元作用范围之内；
[0020]水下拖曳补给模块上的水下对接单元靠近水下无人平台并将其固定在水下拖曳补给模块的周围；
[0021]水下拖曳补给模块的水下无线充电单元为水下无人平台提供无线充电，同时水下拖曳补给模块的水下无线数据通信单元与水下无人平台进行数据交换；
[0022]水下无人平台完成数据交换和充电补给后，水下拖曳补给模块上的水下对接单元开始释放水下无人平台，完成对该水下无人平台的补给；
[0023]通过上述步骤完成母船附近水域内的其它水下无人平台的补给，然后通过布放单元回收水下拖曳补给模块。
[0024]优选的，所述水下拖曳补给模块的水下无线数据通信单元与水下无人平台进行数据交换步骤中：水下无线数据通信单元将北斗精准时间通过NTP或PTP协议发送至水下无人平台，以便同步水下无人平台基准时间。
[0025]优选的，所述水下拖曳补给模块的水下无线数据通信单元与水下无人平台进行数据交换步骤中：水下无线数据通信单元将任务指令发送至水下无人平台，以便更新水下无人平台的任务。
[0026]优选的，所述船载补给模块的信号处理单元通过水下无线数据通信单元发出指
令，对水下无人平台进行状态监测和故障诊断，监测并获取其工作状态信息；例如对异常状态进行报警处理，必要时打捞回收，进行预防性维修，以保证设备可用性；水下对接单元中的水下摄像头还用于近距离对水下无人平台进行水下图像采集，并通过水下无线数据通信单元，回传至所述船载补给模块的信号处理单元。通过利用上述获取的信息对无人平台外观及工作状态情况进行收集和评估，从而为修复性维修提供有效信息和依据。
[0027]（三）有益效果本专利技术的用于水下无人平台的支持保障系统有如下的优点：
[0028]本专利技术通过水声通信单元和水下对接单元寻找和固定住水下无人平台，通过水下无线充电单元给水下无人平台无线充电，补充水下无人平台的能源，通过水下无线数据通信单元与水下无人平台的无接触数据交换，该数据交换内容包括：收集水下无人平台采集到的数据、完成水下无人平台基准时间同步以及更新水下无人平台的任务，同时对水下无人平台进行状态监测和故障诊断，监测并获取其工作状态信息，为修复性维修提供信息和依据。从而使水下无人平台能大范围、长时间连续可靠性作业，使水下无人平台在海洋探测、海洋工程、科学考察、水下无人作战网络等诸多领域发挥出更大的价值。
附图说明
[0029]通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：
[0030]图1为本专利技术的结构示意图；
[0031]图2为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下无人平台的支持保障系统，其特征在于，包括：船载补给模块、线缆收放模块和水下拖曳补给模块，所述线缆收放模块用于收放水下拖曳补给模块，所述船载补给模块通过线缆收放模块与水下拖曳补给模块相连，所述水下拖曳补给模块包括：水下对接单元、水下无线充电单元、水声通信单元和水下无线数据通信单元，所述水声通信单元用于广播水下拖曳补给模块的具体位置，所述水下对接单元用于将水下无人平台固定在水下拖曳补给模块的周围，所述船载补给模块通过水下无线数据通信单元与水下无人平台进行数据交换，所述船载补给模块通过水下无线充电单元为水下无人平台提供电源。2.根据权利要求1所述的用于水下无人平台的支持保障系统，其特征在于，所述线缆收放模块包括布放单元和铠装光电复合缆，所述布放单元通过铠装光电复合缆与水下拖曳补给模块相连；所述铠装光电复合缆用于输送电源和传输光信号。3.根据权利要求2所述的用于水下无人平台的支持保障系统，其特征在于，所述布放单元通过绞车或吊车收放水下拖曳补给模块。4.根据权利要求1所述的用于水下无人平台的支持保障系统，其特征在于，所述船载补给模块包括供电输出单元和信号处理单元，所述信号处理单元通过水下无线数据通信单元与水下无人平台进行数据交换，所述供电输出单元通过水下无线充电单元为水下无人平台提供充电电源。5.根据权利要求4所述的用于水下无人平台的支持保障系统，其特征在于，所述供电输出单元包括：整流滤波器、AC转DC电路和直流输出滤波器，所述整流滤波器与AC转DC电路相连，所述AC转DC电路与直流输出滤波器相连。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎蕾，唐校兵，曾超，吴建波，刘锡坪，郑雄，刘振文，李友如，
申请(专利权)人：中科长城海洋信息系统有限公司长沙分公司，
类型：发明
国别省市：