本發(fā)明涉及潛水器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及應(yīng)用于水下精確捕獲回收與部署AUV的潛水器與新方法。

背景技術(shù)：

AUV(無(wú)纜水下機(jī)器人)水下回收一直是一個(gè)研究的熱點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題，目前AUV回收的主要方法：通過(guò)固定在母船上的漏斗式回收器或者母船坐底平臺(tái)進(jìn)行自主回收；通過(guò)ROV的攝像機(jī)器觀察，采用ROV機(jī)械手夾住AUV從潛艇魚(yú)雷管回收等。由于受到母船水動(dòng)力、產(chǎn)生的噪聲或磁場(chǎng)影響，且對(duì)接過(guò)程中水下母船處于較復(fù)雜的航行運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致對(duì)接精度較低，回收成果率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了上述缺點(diǎn)，提出一種對(duì)接精度高、回收可靠、回收成果率高的用于長(zhǎng)距離聲光雙向?qū)б东@回收AUV的新型潛水器，可以遠(yuǎn)離母船進(jìn)行靈活主動(dòng)套捕AUV，采用潛水器與AUV的光學(xué)與聲學(xué)的雙向?qū)б龑?duì)接，可以提高對(duì)接回收的對(duì)接定位距離和定位的精度，提高長(zhǎng)距離對(duì)接引導(dǎo)能力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)離母船回收釋放AUV。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下方案：

一種用于長(zhǎng)距離聲光雙向?qū)б东@回收AUV的新型潛水器，該潛水器通過(guò)臍帶纜與絞車(chē)連接，所述絞車(chē)布置于水下母船平臺(tái)內(nèi)；所述潛水器包括支撐框架，所述支撐框架具有可容納所述AUV的套腔，支撐框架中安裝有浮力塊、水平推進(jìn)器、垂直推進(jìn)器、固定夾緊機(jī)構(gòu)及聲學(xué)收發(fā)換能器，所述AUV置于所述支撐框架中后，所述固定夾緊機(jī)構(gòu)將AUV夾緊；所述AUV的端部設(shè)有與所述聲學(xué)收發(fā)換能器對(duì)接的聲學(xué)應(yīng)答器；所述支撐框架中還安裝有控制器，所述聲學(xué)收發(fā)換能器、水平推進(jìn)器及垂直推進(jìn)器均與所述控制器連接；所述AUV根據(jù)聲學(xué)應(yīng)答器的信號(hào)，修正自身的前進(jìn)方向以與所述潛水器對(duì)接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述支撐框架上還安裝有光學(xué)發(fā)生器，所述AUV的端部安裝有與所述光學(xué)發(fā)生器對(duì)接的光學(xué)接收器；所述AUV根據(jù)光學(xué)接收器的信號(hào)，修正自身的前進(jìn)方向以與所述潛水器對(duì)接。

所述支撐框架的上安裝有由有若干個(gè)水聽(tīng)器單元組成的聲學(xué)收發(fā)換能器。

多個(gè)所述聲學(xué)收發(fā)換能器組成圓形陣列布置于支撐框架的端部。

多個(gè)所述光學(xué)發(fā)生器組成圓形陣列布置于支撐框架的兩端。

所述浮力塊安裝于所述支撐框架的內(nèi)壁，所述支撐框架與所述浮力塊組成中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述AUV可置于所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的環(huán)腔中。

所述潛水器上還安裝有攝像機(jī)，所述攝像機(jī)可粗略對(duì)AUV定位捕捉。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明的可以遠(yuǎn)離母船進(jìn)行靈活主動(dòng)套捕AUV，采用潛水器與AUV的光學(xué)與聲學(xué)的雙向?qū)б龑?duì)接，可以提高對(duì)接回收的對(duì)接定位距離和定位的精度，提高長(zhǎng)距離對(duì)接引導(dǎo)能力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)離母船回收釋放AUV。同時(shí)，AUV被捕獲后，有固定夾緊機(jī)構(gòu)固定，安全可靠，較容易通過(guò)帶纜連接潛水器捕獲回收AUV，該潛水器的構(gòu)型使得潛水器捕獲的功率比常規(guī)的潛水器要求要低，易于在母船上布置。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的剖視圖(AUV不剖)。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖3為圖1的B-B剖視圖。

圖4為圖1右視圖(包括水下母船平臺(tái))。

圖5為圖4的C-C剖視圖。

圖6為本發(fā)明中潛水器與AUV的對(duì)接示意圖。

圖中：1、支撐框架；2、水平推進(jìn)器；3、垂直推進(jìn)器；4、控制器；5、浮力塊；6、聲學(xué)收發(fā)換能器；7、光學(xué)發(fā)生器；8、攝像機(jī)；9、固定夾緊機(jī)構(gòu)；10、絞車(chē)；11、AUV；12、聲學(xué)應(yīng)答器；13、光學(xué)接收器；14、臍帶纜；15、水下母船平臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、圖4所示，本實(shí)施例的用于長(zhǎng)距離聲光雙向?qū)б东@回收AUV的新型潛水器，該潛水器通過(guò)臍帶纜14與絞車(chē)10連接，絞車(chē)10布置于水下母船平臺(tái)15內(nèi)，母船平臺(tái)15打開(kāi)啟閉門(mén)，可釋放潛水器；潛水器包括支撐框架1，支撐框架1作為潛水器設(shè)備支撐安裝的載體，起到保護(hù)潛水器上的設(shè)備的作用。支撐框架1具有可容納AUV11的套腔，支撐框架1中安裝有浮力塊5(見(jiàn)圖2、圖3)、水平推進(jìn)器2、垂直推進(jìn)器3、固定夾緊機(jī)構(gòu)9(見(jiàn)圖3)及聲學(xué)收發(fā)換能器6，AUV11置于支撐框架1中后，固定夾緊機(jī)構(gòu)9將AUV11夾緊；AUV11的端部設(shè)有與聲學(xué)收發(fā)換能器6對(duì)接的聲學(xué)應(yīng)答器12(見(jiàn)圖1、圖5)；支撐框架1中還安裝有控制器4，聲學(xué)收發(fā)換能器6、水平推進(jìn)器2及垂直推進(jìn)器3均與控制器4連接；AUV11根據(jù)聲學(xué)應(yīng)答器12的信號(hào)，修正自身的前進(jìn)方向以與潛水器對(duì)接。其中，水平推進(jìn)器2包括設(shè)置在潛水器支撐框架1上的多個(gè)，左右、前后均設(shè)有，可以實(shí)現(xiàn)潛水器的水平面的前進(jìn)與轉(zhuǎn)向，垂直推進(jìn)器3設(shè)置在支撐框架1的上下兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)潛水器的升沉運(yùn)動(dòng)。

如圖1、圖5所示，支撐框架1上還安裝有光學(xué)發(fā)生器7，AUV11的端部安裝有與光學(xué)發(fā)生器7對(duì)接的光學(xué)接收器13；AUV11根據(jù)光學(xué)接收器13的信號(hào)，修正自身的前進(jìn)方向以與潛水器對(duì)接，其中，AUV11上也有水平與垂直推進(jìn)器，圖中未示出。

如圖4所示，支撐框架1的上安裝有由有若干個(gè)水聽(tīng)器單元組成的聲學(xué)收發(fā)換能器6，為提高聲學(xué)收發(fā)換能器6與聲學(xué)應(yīng)答器12之間的信號(hào)對(duì)接強(qiáng)度，多個(gè)聲學(xué)收發(fā)換能器6組成圓形陣列布置于支撐框架1的端部。

如圖4所示，同樣為提高光學(xué)發(fā)生器7與光學(xué)(主要采用激光)接收器13之間的信號(hào)對(duì)接強(qiáng)度，多個(gè)光學(xué)發(fā)生器7組成圓形陣列布置于支撐框架1的兩端，多個(gè)光學(xué)接收器13布置于AUV11的端部。

如圖2、圖3所示，浮力塊5安裝于支撐框架1的內(nèi)壁，支撐框架1與浮力塊5組成中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，AUV11可置于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的環(huán)腔中。

如圖4所示，潛水器上還安裝有攝像機(jī)8，攝像機(jī)8可對(duì)AUV11定位捕捉。

本發(fā)明中，潛水器主要是人為操控，AUV11自身帶有控制器(圖中未示出)，其控制器可以解算與控制AUV11來(lái)對(duì)接。近距離AUV11依靠圓形的光學(xué)標(biāo)志，進(jìn)行計(jì)算分析，來(lái)定位靠近潛水器，同時(shí)，潛水器可以通過(guò)攝像機(jī)8，人工觀察后，人為控制器迎合對(duì)接AUV11。聲學(xué)收發(fā)換能器6用于遠(yuǎn)距離對(duì)接引導(dǎo)。

本發(fā)明的工作原理如下：

潛水器每一端有若干個(gè)水聽(tīng)器單元組成聲學(xué)收發(fā)換能器6基陣，可以通過(guò)聲學(xué)收發(fā)換能器6發(fā)射信號(hào)并接收測(cè)量AUV11聲學(xué)應(yīng)答器12信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)AUV11的定位，從而通過(guò)控制修正潛水器的位置。另一方面，潛水器兩端均配備光學(xué)發(fā)生器7，AUV配備光學(xué)接收器13，通過(guò)AUV11的光學(xué)接收器13接收潛水器圓形的光學(xué)信息，通過(guò)AUV11信號(hào)處理算法識(shí)別該圓形信號(hào)，就可以對(duì)潛水器進(jìn)行定位，通過(guò)定位信息可以修正AUV11的位置姿態(tài)；此外，還可以通過(guò)潛水器上的攝像機(jī)8，通過(guò)人為操控，進(jìn)行對(duì)AUV11的定位。通過(guò)AUV11與潛水器的雙邊的不斷修正，可以達(dá)到比較精確定位的目的。AUV11通過(guò)聲光導(dǎo)引矯正進(jìn)行對(duì)接到支撐框架1的環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，套接在潛水器內(nèi)支撐框架1環(huán)狀結(jié)構(gòu)的固定夾緊機(jī)構(gòu)9進(jìn)行夾緊固定。然后通過(guò)水平推進(jìn)器2、垂直推進(jìn)器3與絞車(chē)10回收臍帶纜14回收AUV11。反之，通過(guò)水平推進(jìn)器2、垂直推進(jìn)器3與絞車(chē)10釋放臍帶纜14投送布放AUV11。

如圖6所示，本發(fā)明中潛水器與AUV11進(jìn)行對(duì)接的過(guò)程，屬于簡(jiǎn)單示意，包括潛水器的升降調(diào)節(jié)、方向修正及AUV11的方向修正過(guò)程。

以上所舉實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，僅用來(lái)方便說(shuō)明本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部改動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。