本发明专利技术涉及一种可适于极地AUV的布放回收装置及布放回收方法，包括空心贯通的筒体，筒体的一端开口处设置有灯组，在灯组处的筒体外部阵列布置有多组驱动机构及支撑档杆，支撑档杆的一端与驱动机构连接，支撑档杆的另一端外侧安装有声呐收发机构，所有支撑档杆上安装有一整块水密布罩，支撑档杆在驱动机构的作用下实现打开与关闭筒体的端口，筒体内侧壁沿筒体深度方向并排设置有多组限位机构，端盖内侧中部设置有防撞机构。可打开关闭的水密布罩结构，缩小了布放回收装置的整体体积以及流体动力机构提供动力或辅助极地AUV进出，提高布放和回收效率，通过将声学、光学和流体力学原理进行融合，提高了极地AUV回收的安全性、成功率及回收效率。及回收效率。及回收效率。
A placement and recovery device and method suitable for polar AUV
【技术实现步骤摘要】
一种可适于极地AUV的布放回收装置及布放回收方法
[0001]本专利技术涉及水下机器人布放回收领域
，尤其是一种可适于极地AUV的布放回收装置及布放回收方法。
技术介绍
[0002]在极地水下环境中，需在水下布放和回收自主式水下无人航行器(AUV)，用于海洋科学考察、海底勘探、水下机器人回收等领域。由于AUV的续航能力及水下作业时间受到自身携带能源的限制，在AUV完成某一任务后，AUV就需要依靠自身导航回到布放点进行回收，但由于极地水下电磁水声环境复杂，往往AUV到达的回收点会出现偏差，在传统海域中的常用解决方法是当AUV上浮水面时通过GPS通信将定位发送给AUV回收船，回收船找到AUV进行回收，但在极地冰层覆盖海域，AUV可能因为导航失准撞击冰层，造成巨大损失。
[0003]在极地海域常年覆盖着厚厚的冰层，极地AUV无法应用GPS等卫星导航手段进行导航定位，极地水下复杂的电磁和海浪流环境造成水下航海导航系统性能下降甚至无法应用，对水下对接布放回收装置的需求日益强烈，现有的布放回收装置与AUV水下对接的成功率较低，对接和回收过程需要花费相当长的时间，并且存在损坏和丢失AUV的风险。同时AUV的布放需要在冰面开凿出适合布放回收装置的开口，由于冰面开凿复杂，开凿时间、设备、人工成本都比较高。
[0004]传统的一类对接方式是在AUV艏部安装捕捉绳索、杆类等导向目标的对接机构，AUV沿导向装置运动并完成对接，该种搭载对接装置结构复杂，在深海水下对接平台的适装性较差，且需对AUV进行较大的改动，影响航行运动和作业性能。
[0005]另一类是笼箱类为对接目标的对接方式，由于海流扰动、水流状况复杂，该种方式对AUV的操纵性、运动控制性能具有严苛的要求，回收失败率很高，AUV稍有偏离，即会撞击回收装置，造成AUV本体及回收装置的损坏。
[0006]此外还有一种平台式对接，即AUV采用飞机降落的原理降落于对接平台上，通过AUV腹下的两个捕捉臂捕捉对接平台上的V字形定位装置，利用锁定机构完成最终定位，该种装置需在AUV上附加复杂的捕捉机构，对AUV姿态控制的要求高，对接过程中AUV容易与对接平台发生撞击而造成损坏。
技术实现思路
[0007]本申请人针对上述现有生产技术中的极地冰面开凿成本高、AUV回收失败率高、AUV已损坏、回收效率低的问题，提供一种可适于极地AUV的布放回收装置及布放回收方法，从而既能降低布放成本实现极地AUV的水下快速布放，又能实现极地AUV的远程引导和近距离的高效对接回收，并保证足够的成功率和安全性。
[0008]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种可适于极地AUV的布放回收装置，包括空心贯通的筒体，所述筒体的一端开口处设置有灯组，在所述灯组处的筒体外部沿与筒体内壁同心的圆周阵列布置有多组驱动机
构；
[0010]还包括支撑档杆，所述支撑档杆的一端与所述驱动机构连接，支撑档杆的另一端外侧安装有声呐收发机构，所有支撑档杆上安装有一整块水密布罩，所述支撑档杆在驱动机构的作用下实现打开与关闭筒体的端口；
[0011]所述水密布罩随着支撑档杆的动作打开时，水密布罩围合成开口向外的环状锥面结构，所述水密布罩关闭时，水密布罩收缩形成与筒体端口配合的盖状结构；
[0012]所述筒体的另一端封闭形成端盖，所述端盖上设置有流体动力机构，所述流体动力机构将所述端盖内外侧连通；
[0013]所述筒体内侧壁沿筒体深度方向并排设置有多组限位机构，所述限位机构包括位于筒体内侧壁中部及上部的上限位柱和筒体内侧壁下部的支撑限位柱，所述端盖内侧中部设置有防撞机构，所述筒体外部设置有吊耳。
[0014]其进一步技术方案在于：
[0015]所述筒体外侧壁下部设置有底部支座，所述筒体外侧壁上部沿所述筒体深度方向中部设置有陀螺仪，所述端盖一侧的筒体外侧壁上下对称设置有外置流体调整机构。
[0016]所述外置流体调整机构的结构为：包括安装于所述筒体外侧壁的固定架，所述固定架上设置有外置螺旋桨。
[0017]水密布罩打开时支撑档杆与所述筒体径向方向的夹角为135
°
。
[0018]所述流体动力机构为阵列设置于端盖的大功率螺旋桨。
[0019]支撑限位柱的结构为：包括安装于筒体内侧壁的固定支座，所述固定支座上设置有支撑杆，所述支撑杆的端部安装有柔性橡胶垫，所述防撞机构与支撑限位柱结构相同；所述上限位柱的结构为：包括安装于筒体内侧壁的液压缸，所述液压缸的输出端连接有限位杆，所述限位杆端部设置有柔性防护垫。
[0020]所述上限位柱、支撑限位柱和防撞机构上设置有压力传感器。
[0021]一种可适于极地AUV的布放回收方法，
[0022]包括以下步骤：
[0023]一、极地AUV布放步骤：
[0024]将极地AUV布置到布放回收装置中的支撑限位柱上方；
[0025]上限位柱动作锁紧极地AUV；
[0026]关闭水密布罩；
[0027]通过吊装机构将布放回收装置通过开凿好的冰洞中放至水中，并到达预定的深度；
[0028]等待布放回收装置姿态平稳后，打开水密布罩；
[0029]打开上限位柱；
[0030]启动流体动力机构，通过流体动力机构产生的水流推动极地AUV，将极地AUV从布放回收装置中推出；
[0031]二、极地AUV回收步骤：
[0032]打开水密布罩或使水密布罩持续摆动；
[0033]打开声呐收发机构，与极地AUV建立水声通信，将极地AUV引导至极地AUV的摄像头识能别灯组发出光源的水域位置；
[0034]保持水密布罩处于打开状态；
[0035]打开灯组，通过极地AUV的摄像头识别灯组发出的光源位置来反馈给极地AUV的控制系统，极地AUV调整姿态并抵近布放回收装置使其与筒体的开口处对准；
[0036]打开流体动力机构，将极地AUV吸入布放回收装置中；
[0037]关闭极地AUV的动力机构，极地AUV撞到防撞机构并落在极地AUV下方的升降限位机构上；
[0038]上限位柱动作锁紧极地AUV；
[0039]关闭水密布罩；
[0040]通过吊装机构将布放回收装置通过开凿好的冰洞吊出水面。
[0041]一、极地AUV布放步骤中：
[0042]启动流体动力机构的同时启动极地AUV的动力机构；
[0043]将极地AUV从布放回收装置中推出后关闭水密布罩，通过吊装机构将布放回收装置通过开凿好的冰洞吊出水面；
[0044]二、极地AUV回收步骤中：
[0045]打开水密布罩之前还包括以下步骤：
[0046]通过吊装机构将已关闭水密布罩的布放回收装置通过开凿好的冰洞中放至水中，并到达预定的深度。
[0047]启动流体动力机构的同时启动陀螺仪和外置流体调整机构，通过陀螺仪实时感知布放回收装置的姿态，辅助控制外置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可适于极地AUV的布放回收装置，其特征在于：包括空心贯通的筒体(6)，所述筒体(6)的一端开口处设置有灯组(4)，在所述灯组(4)处的筒体(6)外部沿与筒体(6)内壁同心的圆周阵列布置有多组驱动机构(3)；还包括支撑档杆(2)，所述支撑档杆(2)的一端与所述驱动机构(3)连接，支撑档杆(2)的另一端外侧安装有声呐收发机构(1)，所有支撑档杆(2)上安装有一整块水密布罩(11)，所述支撑档杆(2)在驱动机构(3)的作用下实现打开与关闭筒体(6)的端口；所述水密布罩(11)随着支撑档杆(2)的动作打开时，水密布罩(11)围合成开口向外的环状锥面结构，所述水密布罩(11)关闭时，水密布罩(11)收缩形成与筒体(6)端口配合的盖状结构；所述筒体(6)的另一端封闭形成端盖(10)，所述端盖(10)上设置有流体动力机构(9)，所述流体动力机构(9)将所述端盖(10)内外侧连通；所述筒体(6)内侧壁沿筒体(6)深度方向并排设置有多组限位机构(5)，所述限位机构(5)包括位于筒体(6)内侧壁中部及上部的上限位柱(501)和筒体(6)内侧壁下部的支撑限位柱(502)，所述端盖(10)内侧中部设置有防撞机构(8)，所述筒体(6)外部设置有吊耳(7)。2.如权利要求1所述的一种可适于极地AUV的布放回收装置，其特征在于：所述筒体(6)外侧壁下部设置有底部支座(15)，所述筒体(6)外侧壁上部沿所述筒体(6)深度方向中部设置有陀螺仪(16)，所述端盖(10)一侧的筒体(6)外侧壁上下对称设置有外置流体调整机构(17)。3.如权利要求2所述的一种可适于极地AUV的布放回收装置，其特征在于：所述外置流体调整机构(17)的结构为：包括安装于所述筒体(6)外侧壁的固定架(1702)，所述固定架(1702)上设置有外置螺旋桨(1701)。4.如权利要求1所述的一种可适于极地AUV的布放回收装置，其特征在于：水密布罩(11)打开时支撑档杆(2)与所述筒体(6)径向方向的夹角为135
°
。5.如权利要求1所述的一种可适于极地AUV的布放回收装置，其特征在于：所述流体动力机构(9)为阵列设置于端盖(10)的大功率螺旋桨。6.如权利要求1所述的一种可适于极地AUV的布放回收装置，其特征在于：支撑限位柱(502)的结构为：包括安装于筒体(6)内侧壁的固定支座(5021)，所述固定支座(5021)上设置有支撑杆(5022)，所述支撑杆(5022)的端部安装有柔性橡胶垫(5023)，所述防撞机构(8)与支撑限位柱(502)结构相同；所述上限位柱(501)的结构为：包括安装于筒体(6)内侧壁的液压缸，所述液压缸的输出端连...
【专利技术属性】
技术研发人员：周恒，倪天，羊敏，李龙，吴海波，郭佳，付薇，赵春城，张琳丹，姚明超，徐渴望，吴雨，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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