CN109747800A - 一种欠驱动微型auv - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种欠驱动微型AUV，属于水下机器人技术领域。本发明应用目标定位为水下机器人。可根据需要任意增减模块，具备无线充电以及无线通讯功能。AUV主载体设计成流线形纵剖面，艉部舵片呈十字形布置，舯部有可以进行能源和信息交互的线圈，艉端安装一个推进器。本发明的有益效果为：可实现不同模块的快速重组，安装方便，性能可靠，航行阻力低，设计合理等优点，无须出水面就可进行能源和信息的交互，大大提高了利用AUV进行近海勘探的效率。

Description

一种欠驱动微型AUV

技术领域

本发明属于水下机器人技术领域，尤其涉及一种欠驱动微型AUV。

背景技术

海洋覆盖了地球表面积的百分之七十一，在广阔的海洋里，蕴含着丰富的资源。我国的领海面积约三百万平方公里，这片辽阔的“蓝色疆土”蕴藏着丰富的资源有待我们去勘查和开发。古人云：“工欲善其事，必先利其器”，随着海洋开发活动的不断深入，为了详细地了解海洋环境变化和资源分布，水下机器人这个可以搭载各种科学载荷的水下载体得到迅速发展。

AUV是无缆水下机器人的英文缩写，是一种水下工程设备，水下机器人的一种。习惯称为自主式水下潜器(Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV)。

水下机器人主要分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜器(RemoteOperated Vehicle，简称ROV)；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自主式水下潜器(Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV)。自主式水下机器人是新一代水下机器人，具有活动范围大、机动性好、安全、智能化等优点，成为完成各种水下任务的重要工具。例如，在民用领域，可用于铺设管线、海底考察、数据收集、钻井支援、海底施工，水下设备维护与维修等；在军用领域则可用于侦察、布雷、扫雷、援潜和救生等。由于无缆水下机器人具有活动范围不受电缆限制，隐蔽性好等优点，所以从60年代中期起，工业界和军方开始对无缆水下机器人发生兴趣。

然而，在某些特定情况下，由于要大范围巡视一些工作区域，会布放大量的微型AUV，人工布放回收太过繁琐，因此研制一款微型化、低阻力、可水下进行能源以及信息交互的微型AUV具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了一种欠驱动微型AUV，目的在于提出一种可在水下进行能源与信息交互的欠驱动微型AUV，具有自主航行、低阻力和便于能源与信息交互的优点，可广泛应用于军用或民用场合。

为实现上述目的，本发明采用模块化设计的理念，布放前可根据实际需要增减模块。具体结构如下：包括艏部段1，艉部段2，科学载荷段7，控制段8，能源段9，定位导航段10和能源交互段12。此外，艉部段还安装有多功能天线11。AUV主体为流线回转体，可以有效减小阻力，降低加工成本。各段之间通过连接件进行密封连接。

本发明还进一步包括：欠驱动微型AUV壳体为铝合金材料。能有效降低重量，提高稳定性。AUV最大直径为100mm，总长度为800mm，质量为15～25kg。

所述的艏部段为椭圆形，可以减少阻力；

所述的艏部段装备了摄像机6，可以获取海底大面积的高分辨率图像；

所述的艉部段安装了多功能天线系统，包括铱卫星通信系统，WiFi连接和闪光器。该天线允许水下航行器与地面上的其他水下航行器通信。

所述的定位导航导航段安装了定位导航系统，提供精确的卫星定位导航数据，提高海上的自主性和安全性。

所述的能源交互段由无线线圈13与对接销14组成。

所述的艉部段设有四块舵片和一个主推进器5；其中竖直分布的舵片为方向舵3，水平分布的为升降舵4，方向舵与升降舵成十字形分布，剖面为NACA翼型结构，可以稳定AUV的航行，又能降低航行阻力。

作为本方案的优选实施例，AUV可以根据任务的要求自主选择性地选择一系列传感器和系统选项。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具备如下技术效果或优点：

1.采取模块化的设计理念，提高了多功能扩展和组合的能力，能应用于多种任务。

2.AUV主体采用流线型回转体，能有效减少加工成本，减低航行阻力。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的俯视解剖图；

图3是本发明的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明提供了一种欠驱动微型AUV，具有阻力小，效率高，实用性强等优点，采用了模块化的设计方法，可根据实际需要增减模块，能应用于多种任务。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1-图3所示，本实施例所述的一种载人深潜器搭载AUV，包括艏部段1，艉部段2，科学载荷段7，控制段8，能源段9，定位导航段10。此外。艉部段还安装有多功能天线，多功能天线包括WIFI，铱卫星通讯系统和发生故障时使用的闪光灯。

其中，在实际应用中，所述的一种载人深潜器搭载AUV壳体为铝合金材料，结构强度高，质量轻，体积小，成本低。AUV直径为100mm，长度为800mm，质量为15～25kg，一个成人便可独自布放和回收。

其中，在实际应用中，所述的艏部段1的安装了摄像机，可以获取海底大面积的高分辨率图像。

其中，在实际应用中，所述的方向舵3和升降舵4成十字形分布，剖面为NACA翼型结构，可以稳定AUV的航行，又能降低航行阻力。

其中，在实际应用中，所述的主推进器5在AUV的航行中提供大部分的动力。

其中，在实际应用中，所述的科学载荷段7可以根据实际需要增减科学载荷。

其中，在实际应用中，所述的控制段8可以根据AUV实际的海洋环境调整AUV的姿态和航向。

其中，在实际应用中，所述的定位导航段10有通讯设备，可以与地面或海面船体取得联系。

其中，在实际应用中，所述的能源与信息交互段12，可以在水中与海底站进行配对连接，起到能源与信息交互的作用。能源与信息交互的过程大致可以分为三个阶段，第一个阶段，当AUV距离海底站比较远时，由海底站发出声学信号引导AUV向海底站行驶，第二阶段，当AUV距离海底站的距离小于某个临界值，AUV可以通过自身携带的摄像机接受海底站发射的光学信号以及声学新号一起向海底站行驶，第三阶段，当AUV接近海底站时，AUV的对接销与海底站的对接销对接，AUV的无线线圈与海底站的无线线圈形成对接，实现能源与信息的交互。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种欠驱动微型AUV，其特征在于：包括艏部段(1)，艉部段(2)，科学载荷段(7)，控制段(8)，能源段(9)，定位导航段(10)和能源交互段(12)，此外，艉部段还安装有多功能天线(11)；各段之间通过连接件进行密封连接。

2.根据权利要求1所述一种欠驱动微型AUV，其特征在于：AUV主体为流线回转体，AUV壳体为铝合金材料，最大直径为100mm，总长度为800mm，质量为15～25kg。

3.根据权利要求1所述一种欠驱动微型AUV，其特征在于：所述的艏部段为椭圆形，装备了摄像机(6)。

4.根据权利要求1所述一种欠驱动微型AUV，其特征在于：所述的艉部段安装了多功能天线，包括铱卫星通信系统，WiFi连接和闪光器。

5.根据权利要求1所述一种欠驱动微型AUV，其特征在于：所述的能源交互段由无线线圈(13)与对接销(14)组成。

6.根据权利要求1所述一种欠驱动微型AUV，其特征在于：所述的艉部段设有四块舵片和一个主推进器(5)；其中竖直分布的舵片为方向舵(3)，水平分布的为升降舵(4)，方向舵与升降舵成十字形分布，剖面为NACA翼型结构。