CN109774856B - 安全高效水下潜水器布放回收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了安全高效水下潜水器布放回收方法及装置，采用主动保护的技术方案，使水下潜水器布放回收过程中，即使出现水下潜水器与船体碰撞也不会造成的不良后果；采用缆控及带绳索捕捉机构的回收装置，极大地提高了水下潜水器布放回收的效率和成功率；为使水下潜水器与船体碰撞不造成不良后果，其装置主要采用气囊、绳索、塑料杆等轻质材料，故对其加工制造简单、方便、成本低廉；本发明适于水下隐蔽布放回收和只对水下潜水器进行充电、收发数据的场景，可实现在一人无需离开母船的情况下完成普通舰船甲板上布放回收水下潜水器，适用性强，布放回收人员安全。本发明可行、实用、可靠、完整，有着广泛的市场应用前景。

Description

安全高效水下潜水器布放回收方法及装置

技术领域

本发明涉及水下潜水器布放回收领域，尤其涉及一种安全高效水下潜水器布放回收方法及装置。

背景技术

随着对海洋资源开发的不断深入，运用水下潜水器对海洋的研究日益增多，而对于布放回收水下潜水器要求也日益提高。因水下潜水器水下远比水面受风浪的影响要小，故其水下布放回收得到广泛采用。但从目前国内实际从事水下潜水器研发、生产的机构：中科院沈阳自动化所和中船重工七0二所公开的中国专利公开号CN108216522A、CN104670440A、CN103183113A、CN108688782A、CN106956757A、CN106956760A、CN106314732B来看，存在捕捉成功率低、机械结构复杂、回收时间长、适用海况性差等不实用问题。二物体在运动中完成对接，航天飞行器是一个例子，但航天飞行器有完善的姿态调控和太空天体环境较稳定，主要是解决控制的实时性问题，即可获得高的一次成功率。而对于水中、水下回收潜水器的场景，由于大多数潜水器欠驱动，再加上受风浪涌作用其运动不可控制，其捕获对接难度相比航天飞行器对接要困难，其一次成功率就较低，而且，一旦捕获失败，就可能发生潜水器和母船相碰撞。中国专利公开号：CN104890835B具体实施方式中提及了“充气防撞气囊”但只是“为了防止潜器和回收系统发生碰撞，在喇叭口左右安装有充气防撞气囊，”不是为了保护潜器；而且遗憾的是该发明发明人没有创造性地将充气防撞气囊用于防止潜器和母船碰撞，而依据该发明公开的装置来看，其一次捕获成功率不会是百分之百的，必然存在潜器和母船碰撞的可能，因而该发明不具有实用性。从公开的利用机器人代替人进行水下潜水器回收作业的技术方案来看，都偏向于被动地怎样防止潜水器和母船发生碰撞，而要真正达到此效果，一个可行的方案是在吊装潜水器时增加机器人模拟人工将其拉离母船作业的场景，但机器人不可能具有人在处理突发事件的灵敏和可靠性，因此考虑积极主动地保护潜水器的方案是必要的。另外，采用保护方案从经济上讲，更为可取。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种主动保护水下潜水器和母船，即使二者发生碰撞也无不良后果的水下潜水器的布放回收方法。

本发明的第二目的是提供该水下潜水器的布放回收方法所采用的水上布放回收水下潜水器装置。

本发明的第三目的是提供该水下潜水器的布放回收方法所采用的回收装置。

本发明一种水下潜水器的布放回收方法，布放方法包括如下步骤：

(1)、首先将主气管上的充气接头与回收装置中充气嘴相连接，使母船上的气源通过吊装脐带缆对回收装置进行充气，同时通过控制台、保护舱控制器和回收装置的控制器对吊装保护舱和回收装置进行检查，检查通过且充气气压达到规定气压后，完成对回收装置的充气过程；

(2)、将水下潜水器装入吊装保护舱内的回收装置中，对吊装保护舱上的保护气囊圈和回收装置中的内壁气囊条和外包裹气囊进行充气，内壁气囊条膨胀使水下潜水器与回收装置相固定，外包裹气囊膨胀使回收装置和吊装保护舱相固定；

(3)、将吊装带挂在吊机上，通过操作吊机将吊装保护舱放入水下，吊装保护舱放到位后，位于吊装保护舱首部和中部的保护气囊圈放气，使吊装保护舱头部向下倾斜，内壁气囊条放气使水下潜水器与回收装置相脱离，水下潜水器在自重作用下滑出回收装置；

(4)、重新对位于吊装保护舱首部和中部的保护气囊圈进行充气，通过操作吊机将吊装保护舱吊装至甲板，完成水下潜水器布放工作；

回收方法包括如下步骤：

(1)、首先将主气管上的充气接头与回收装置中充气嘴相连接，使母船上的气源通过吊装脐带缆对回收装置进行充气，同时通过控制台、保护舱控制器和回收装置的控制器对吊装保护舱和回收装置进行检查，检查通过且充气气压达到规定气压后，完成对回收装置的充气过程；

(2)、对保护气囊圈、外包裹气囊进行充气，此时外包裹气囊膨胀使回收装置与吊装保护舱相固定，将吊装带挂在吊机上，通过操作吊机将吊装保护舱放入水下，吊装保护舱放到位后，位于吊装保护舱首、中和尾部的保护气囊圈以及外包裹气囊进行放气，使吊装保护舱与回收装置相脱离，控制台控制收放缆机放缆，同时操作控制台控制回收装置驶出吊装保护舱，操纵回收装置接近水下潜水器并完成捕捉；

(3)、捕捉有水下潜水器的回收装置到达吊装保护舱附近时，对位于吊装保护舱首、中和尾部的保护气囊圈进行充气，操纵收放缆机收缆，回收装置滑进吊装保护舱内，对外包裹气囊进行充气使回收装置和吊装保护舱相固定，通过操作吊机将吊装保护舱吊装至甲板；

(4)、吊装保护舱的保护气囊圈、外包裹气囊和内壁气囊条进行放气，将水下潜水器从回收装置中取出，完成水下潜水器回收工作。

本发明一种水下潜水器的布放回收方法所采用的水上布放回收水下潜水器装置，包括母船、位于母船上的控制台和吊机、用于装载回收装置的吊装保护舱，该吊装保护舱与母船之间连接有吊装脐带缆；所述吊装保护舱包括一内径大于回收装置外径的圆管、位于圆管内与脐带缆相连接的收放缆机、保护舱水深仪和保护舱控制器；所述圆管外壁上连接有主气管，圆管的外壁上依次套设有三个分别位于首、中、尾部的保护气囊圈，其中两两保护气囊圈之间设有吊装带，每一吊装带上设有底座；所述吊装脐带缆分别与脐带缆、保护舱控制器和控制台电连接和光连接，并与主气管相连通；所述保护气囊圈的气管与保护气囊圈的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口与主气管相连接，且每一保护气囊圈的电磁阀上均设有单向出气的出气口；所述主气管与单向出气的充气接头相连接；所述保护舱控制器分别与收放缆机、保护舱水深仪和保护气囊圈的电磁阀相电连接。

本发明一种水下潜水器的布放回收方法所采用的回收装置，包括回收筒、位于回收筒一端的用于固定脐带缆的脐带缆端接架以及位于回收筒另一端的可活动开合呈伞状结构的绳索捕捉装置，所述绳索捕捉装置包括由周向上均匀布置的多个扇形捕捉网组成的伞状网、位于每一捕捉网外边的捕捉绳索以及位于两两捕捉网之间用于收放捕捉绳索的绳索管组件，该绳索管组件的一端通过轴销与套接在回收筒外壁的绳索管固定卷相连接；所述绳索管组件的内侧、靠近回收筒处套接有扩张气囊卷，该绳索管组件的外侧、靠近回收筒处依次套接有收绳气囊卷、绳索滑动卷和捕捉包裹气囊卷。

其中，所述绳索管组件包括绳索管体、位于绳索管体内可沿其滑动的弹簧滑块、固定在绳索管体内的弹簧挡片，以及两端分别与弹簧滑块和弹簧挡片相抵接的弹簧，所述弹簧滑块的一端面上连接有穿入绳索管体内的捕捉绳索，弹簧滑块的另一端面与穿入弹簧内的收缩绳索的一端相连接，该收缩绳索的另一端穿过弹簧挡片绕过轴销与绳索滑动卷相连接。

优选的，所述回收筒为中空结构，其内外壁间形成中空密闭的贮气空间，该回收筒上还设有与贮气空间相连通的充气嘴；所述回收筒内壁设有多个长度方向与回收筒轴线方向相平行的内壁气囊条，回收筒的外壁包裹有用于保护回收筒的外包裹气囊；所述收绳气囊卷、捕捉包裹气囊卷、扩张气囊卷、内壁气囊条和外包裹气囊上的气管分别与各自的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口均与回收筒的贮气空间相连接，且每一电磁阀上均设有单向出气的出气口。

再者，所述回收筒内设有用于调节回收筒姿态避免发生纵倾的移动机构，该移动机构包括水密电动推杆和与其固连、可沿回收筒轴向移动的移动机架，其中水密电动推杆与控制器相电连接；所述移动机架上设有直径小于回收筒内径且与回收筒共中心轴线的圆环，该圆环上设有可沿圆环移动设置的无线充电模块、无线通信模块和螺旋伸缩电缆，以及用于避免回收筒横向失衡的平衡件；所述无线充电模块、无线通信模块和螺旋伸缩电缆分别与控制器相电连接。

进一步，所述脐带缆端接架为大端直径大于回收筒外径且与回收筒共中心轴线的圆锥形结构件，该脐带缆端接架的小端处连接有脐带缆，脐带缆端接架的大端与回收筒相连接；所述脐带缆连接回收筒一端为长度至少为回收筒二倍长度且具有增大的抗拉强度和弹性模量的加强型脐带缆；还包括对称固定于脐带缆端接架上的航行推进器、固定于回收筒外壁的水平面调节推进器和垂直面调节推进器、分别位于脐带缆端接架和绳索捕捉装置上的带灯图像传感器、与脐带缆和脐带缆端接架固定连接的拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪、压力传感器和控制器，所述控制器分别与脐带缆、航行推进器、水平面调节推进器、垂直面调节推进器、带灯图像传感器、拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪、压力传感器、收绳气囊卷的电磁阀、捕捉包裹气囊卷的电磁阀、扩张气囊卷的电磁阀、内壁气囊条的电磁阀和外包裹气囊的电磁阀相电连接，且控制器与脐带缆相光连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先本发明采用主动保护的技术方案，在水下潜水器布放回收过程中，即使出现水下潜水器与船体碰撞也不会造成的不良后果；其次本发明采用缆控及带绳索捕捉机构的回收装置回收水下潜水器，充分利用缆控操作及多个推进器因而对回收装置的运动操控性好，能高效、安全地在对其放置、接近水下潜水器、捕捉水下潜水器、返回母船过程中所需的方向、速度、深度、及姿态控制调节，使得极大地提高了对水下潜水器布放回收的效率和成功率；再其次本发明为使水下潜水器与船体碰撞不造成不良后果，其回收装置主要采用气囊、绳索、塑料杆等轻质材料；再者又由于装置均由轻质材料构成，故对其加工制造简单、方便、成本低廉；还有本发明回收装置既适于水下隐蔽布放回收，也可用于只对水下潜水器进行充电、收发数据的场景，可实现在一人无需离开母船的情况下完成普通舰船甲板上布放回收水下潜水器，具有适用性强；布放回收人员安全的优点。

附图说明

图1为本发明一种水上布放回收水下潜水器装置的结构示意图；

图2为本发明中吊装保护舱的结构示意图；

图3为本发明中回收装置捕捉水下潜水器时的状态示意图；

图4为本发明中回收装置捕捉到水下潜水器时的状态示意图；

图5为本发明中回收装置捕捉到水下潜水器返回时的状态示意图；

图6为本发明中回收装置的侧视图；

图7为本发明中回收装置的绳索捕捉机构收缩状态示意图；

图8为本发明中回收装置的绳索捕捉机构扩张状态示意图；

图9为本发明中回收装置的移动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例一

如图1、2所示，本实施例一种水上布放回收水下潜水器装置，包括母船1、控制台、吊机5、回收装置9和吊装保护舱10。回收装置9是用于捕捉水下潜水器17的，控制台放置在母船，可放置母船任一合适舱室。如图2所示，本实施例的吊装保护舱10包括一内径大于回收装置9外径的圆管、位于圆管内的收放缆机6、保护舱水深仪、保护舱控制器。吊装保护舱10与母船1之间连接有吊装脐带缆11，吊装脐带缆11分别与脐带缆7、保护舱控制器和控制台电连接和光连接，并与主气管12相连通；吊装脐带缆11至少包括一根连接主气管12的气管、一根与回收装置中的控制器相连接的光纤、一对与回收装置中的控制器和保护舱控制器相连接的电源线、一对与保护舱控制器相连接的通信电缆。收放缆机6通过脐带缆7与回收装置9相连接。圆管可采用橡胶制成，圆管外壁上连接有主气管12，圆管的外壁上依次套设有三个分别位于首、中、尾部的保护气囊圈13，其中两两保护气囊圈13之间设有吊装带14，每一吊装带14上设有底座15。吊装带14与母船上吊机5连接，底座15用以使吊装保护舱10在甲板上平稳放置、固定吊装带14和水下浮力调节，该底座15可采用软性塑料制成，靠近吊装保护舱头部的一底座中间嵌有水泥块用以调节浮力，平衡尾部收放缆机6重量，在此位置放置水泥块可最大限度减少于母船碰撞可能性及撞击力。保护气囊圈13的气管与保护气囊圈13的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口与主气管12相连接，且每一保护气囊圈13的电磁阀上均设有单向出气的出气口；主气管12与单向出气的充气接口16相连接。保护舱控制器分别与收放缆机6、保护舱水深仪和保护气囊圈13的电磁阀相电连接，并控制其工作。

如图3～图9所示，回收装置9包括回收筒901、脐带缆端接架902、绳索捕捉装置903、捕捉网904、捕捉绳索905、绳索管组件906、轴销907、绳索管固定卷908、扩张气囊卷909、收绳气囊卷910、绳索滑动卷911、捕捉包裹气囊卷912、绳索管体913、弹簧滑块914、弹簧挡片915、弹簧916、收缩绳索917、贮气空间918、充气嘴919、内壁气囊条920、外包裹气囊921、移动机构922、水密电动推杆923、移动机架924、圆环925、无线充电模块926、无线通信模块927、螺旋伸缩电缆928、平衡件929、航行推进器930、水平面调节推进器931、垂直面调节推进器932、带灯图像传感器933、拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪、压力传感器和控制器。

回收筒901的一端与脐带缆端接架902相连接，另一端与可活动开合呈伞状结构的绳索捕捉装置903相连接。回收筒901为中空结构，其内外壁间形成中空密闭的贮气空间918，该回收筒901上还设有与贮气空间918相连通的单向进气充嘴919，充气嘴919内含气门芯。本实施例的回收筒901作一物二用，使本实施例使用气源的各气囊能就近获得气源，极大地方便了回收装置的制作、使用，也使贮气罐质量分散有助于减小撞击力。回收筒901的筒体可采用橡胶、塑料、铝材制成。回收筒901内壁设有多个长度方向与回收筒901轴线方向相平行的内壁气囊条920，回收筒901的外壁包裹有用于保护回收筒的外包裹气囊921。内壁气囊条920的数量为3条。内壁气囊条920和外包裹气囊921上的气管分别与各自的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口均与回收筒的贮气空间918相连接，且每一电磁阀上均设有单向出气的出气口。内壁气囊条920的电磁阀和外包裹气囊921的电磁阀分别与控制器相电连接，并由控制器控制其工作。

本实施例脐带缆端接架902为大端直径大于回收筒901外径且与回收筒901共中心轴线的圆锥形结构件，该脐带缆端接架902的小端处连接有脐带缆7，脐带缆端接架902的大端与回收筒901相连接。其中脐带缆7连接回收筒一端为长度至少为回收筒二倍长度且具有增大的抗拉强度和弹性模量的加强型脐带缆，该加强型脐带缆为在脐带缆外加套超高分子量聚乙烯套管，则脐带缆的弹性模量增大使得回收装置在航行中不易被脐带缆缠绕，在返回母船过程中使回收装置不易与母船相碰；回收筒的一端抗拉强度增大的脐带缆，可使回收装置在返回母船过程中母船控制台允许收放缆机能用更大的拉力将回收装置拉回母船。

如图6所示，本实施例的绳索捕捉装置903包括由周向上均匀布置的多个扇形捕捉网904组成的伞状网、位于每一捕捉网904外边的捕捉绳索905以及位于两两捕捉网904之间用于收放捕捉绳索905的绳索管组件906。该绳索管组件906的一端通过轴销907和轴销固定件934与套接在回收筒901外壁的绳索管固定卷908相连接。绳索管组件906的内侧、靠近回收筒901处套接有扩张气囊卷909，该绳索管组件906的外侧、靠近回收筒901处依次套接有收绳气囊卷910、绳索滑动卷911和捕捉包裹气囊卷912。收绳气囊卷910、捕捉包裹气囊卷912和扩张气囊卷909上的气管分别与各自的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口均与回收筒的贮气空间918相连接，且每一电磁阀上均设有单向出气的出气口。收绳气囊卷910的电磁阀、捕捉包裹气囊卷912的电磁阀和扩张气囊卷909的电磁阀分别与控制器相电连接，由控制器控制其工作。本实施例的绳索管组件906包括绳索管体913、位于绳索管体913内可沿其滑动的弹簧滑块914、固定在绳索管体913内的弹簧挡片915，以及两端分别与弹簧滑块914和弹簧挡片915相抵接的弹簧916。弹簧滑块914的一端面上连接有穿入绳索管体913内的捕捉绳索905，弹簧滑块914的另一端面与穿入弹簧916内的收缩绳索917的一端相连接，该收缩绳索917的另一端穿过弹簧挡片915绕过轴销907和轴销固定件934之间的间隙与绳索滑动卷911相连接。本实施例中捕捉绳索905、收缩绳索917、绳索管体913、弹簧916、弹簧挡片915、弹簧滑块914和捕捉网904的数量分别为8个，且一一对应。

如图9所示，本实施例的回收筒901内还可设有用于调节回收筒姿态避免发生纵倾的移动机构922，移动机构922可沿回收筒901轴向移动。该移动机构922包括水密电动推杆923和与其固连、可沿回收筒轴向移动的移动机架924，其中水密电动推杆923与控制器相电连接。回收装置在接近水下潜水器及捕捉水下潜水器过程中，移动机构922可在控制器控制下对回收装置进行纵倾调节，特别是，由于绳索捕捉机构收缩、扩张状态的不同，将导致回收装置的重心纵向变动，使回收装置发生纵倾，而这对于捕捉水下潜水器极不利，操控移动机架924在回收筒内轴向移动就可对此纵倾进行调节，这样回收装置就能以最有利姿态接近捕捉水下潜水器。

本实施例还包括对称固定于脐带缆端接架902上的航行推进器930、固定于回收筒901外壁的水平面调节推进器931和垂直面调节推进器932、分别位于脐带缆端接架902和绳索捕捉装置903上的带灯图像传感器933、与脐带缆7和脐带缆端接架902固定连接的拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪、压力传感器和控制器。控制器分别与脐带缆7、航行推进器930、水平面调节推进器931、垂直面调节推进器932、带灯图像传感器933、拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪和压力传感器相电连接。本实施例的带灯图像传感器933为二个，一个放置在一绳索管体913一端，另一个放置在脐带缆端接架902侧面。压力传感器是用于采集回收装置9的贮气空间918所储存气体压力。本实施例的推进器为水密电动螺旋桨式推进器。本实施例所用控制器为电子器件和电路板及传感器，考虑到使回收装置在水中纵、横向的平衡被分散安装，本实施例回收装置的浮力制作时将其做为稍偏负值，在水下可通过对内壁气囊条或外包裹气囊充气进行调节。

实施例二

为本发明应用在水下隐蔽布放回收场景，母船采用公知的水下布放非线控鱼雷方式布放水下潜水器，回收水下潜水器时，母船采用公知的水下布放线控鱼雷方式布放本发明实施例二的回收装置，只是需在水下布放筒内放置一台商品化的收放缆机。

回收装置的放置：

回收装置被放置水下前，通过回收装置的充气嘴对其充气，母船控制台将对回收装置包括回收筒所储存气体压力等状态进行测试，此时回收装置的收绳气囊卷处于充气状态，绳索管体内的弹簧处于压缩状态，回收装置以布放线控鱼雷方式布放。

回收装置接近水下潜水器：

回收装置被放置水下后，母船操控其上的收放缆机放脐带缆，同时母船通过脐带缆采集拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪相关信息及操控回收装置上推进器以绳索捕捉机构一端对准水下潜水器头部的方式接近水下潜水器，当回收装置与水下潜水器相距带灯图像传感器能有效使用距离时，收绳气囊卷将被放气，绳索管体内的8个弹簧处于扩张状态，由于弹簧滑块的滑动，绳索滑动卷滑动至绳索管固定卷处，同时捕捉绳索被推出绳索管体，此时对扩张气囊卷充气，绳索捕捉机构扩张为捕捉水下潜水器状态，如图3和图8所示，母船线控回收装置并通过安装在绳索管体上的带灯图像传感器发现搜寻发现水下潜水器，一旦发现，母船即根据所发现的水下潜水器图象操控回收装置上相关推进器以最有利姿态接近水下潜水器。

回收装置捕捉水下潜水器：

一旦发现，图象显示水下潜水器已进入捕捉绳索所围范围内，母船操控扩张气囊卷放气，收绳气囊卷充气，绳索滑动卷被推向绳索管体靠近捕捉绳索一端方向，同时收缩绳索拉动弹簧滑块的滑动，压缩弹簧，将捕捉绳索所围范围缩为回收筒端面大小，如附图4和图7所示，如图象显示已捕捉到水下潜水器，则母船操控相关推进器直至图象显示水下潜水器已完全进入回收筒，此时绳索管体上的带灯图像传感器所对方向已不为水平方向，故使带灯图像传感器能传感水下潜水器是否已完全进入回收筒图象，一旦水下潜水器已完全进入回收筒后，母船控制台操控内壁气囊条、捕捉包裹气囊卷充气，将水下潜水器固定于回收筒内，对绳索捕捉机构和水下潜水器包裹气囊，如图5所示；如图象显示捕捉水下潜水器不成功，母船控制台则操控回收装置重复接近、捕捉水下潜水器过程。

回收装置返回母船：

回收装置成功完成捕捉水下潜水器过程后，母船控制台将操控其上的收放缆机收脐带缆，回收回收装置，并通过拉力传感器和安装在脐带缆端接架上的带灯图像传感器监控返回过程，一旦发现，图象显示回收器已接近母船，外包裹气囊充气，以防一旦发生回收器与母船相碰，外包裹气囊、捕捉包裹气囊卷将缓冲、吸收能量，人工通过操控收放缆机收拉脐带缆及脐带缆端接架的圆锥形面将回收器滑动进入母船水下布放筒内，完成整个回收过程。

实施例三

本发明一种水下潜水器的水面布放回收方法，其装置采用实施例二所用装置，但在回收装置的贮气空间连接有一安全阀，吊装保护舱控制器连接有一状态指示灯和一主气管压力传感器，此主气管压力传感器与主气管相连接，布放方法包括如下步骤：

(1)、首先将主气管上的充气接头与回收装置中充气嘴相连接，使母船上的气源通过吊装脐带缆对回收装置进行充气，同时通过控制台、保护舱控制器和回收装置的控制器对吊装保护舱和回收装置进行检查，当充气气压达到规定气压，即安全阀设定安全气压后，安全阀鸣响，人工撤除充气嘴与充气接头的连接，此时主气管压力传感器得到压力下降信号，如吊装保护舱和回收装置状态处待工作状态，则保护舱控制器连接的状态指示灯指示正常，即完成对回收装置的充气过程；

(2)、将水下潜水器装入吊装保护舱内的回收装置中，对吊装保护舱上的保护气囊圈和回收装置中的内壁气囊条和外包裹气囊进行充气，内壁气囊条膨胀使水下潜水器与回收装置相固定，外包裹气囊膨胀使回收装置和吊装保护舱相固定；

(3)、将吊装带挂在吊机上，通过操作吊机将吊装保护舱放入水下，在吊装过程中即使发生与母船相碰，吊装保护舱上的保护气囊圈将缓冲、吸收能量，吊装保护舱放到位后，位于吊装保护舱首部和中部的保护气囊圈放气，使吊装保护舱头部向下倾斜，内壁气囊条放气使水下潜水器与回收装置相脱离，水下潜水器在自重作用下滑出回收装置；

(4)、重新对位于吊装保护舱首部和中部的保护气囊圈进行充气，通过操作吊机将吊装保护舱吊装至甲板，完成水下潜水器布放工作；

回收方法包括如下步骤：

(1)、首先完成本实施例所述布放方法中对回收装置的充气过程；

(2)、对保护气囊圈、外包裹气囊进行充气，此时外包裹气囊膨胀使回收装置与吊装保护舱相固定，将吊装带挂在吊机上，通过操作吊机将吊装保护舱放入水下，在吊装过程中一旦发生与母船相碰，吊装保护舱的保护气囊圈将缓冲、吸收能量吊装保护舱放到位后，位于吊装保护舱首、中和尾部的保护气囊圈以及外包裹气囊进行放气，使吊装保护舱与回收装置相脱离，控制台控制收放缆机放缆，同时操作控制台控制回收装置驶出吊装保护舱，操纵回收装置接近水下潜水器并完成捕捉；

(3)、捕捉有水下潜水器的回收装置到达吊装保护舱附近时，对位于吊装保护舱首、中和尾部的保护气囊圈进行充气，操纵收放缆机收缆，回收装置的脐带缆端接架的圆锥形面将回收装置顺着位于吊装保护舱首部的保护气囊圈的圆弧斜面滑动进入吊装保护舱内，对外包裹气囊进行充气使回收装置和吊装保护舱相固定，通过操作吊机将吊装保护舱吊装至甲板，在起吊过程中即使发生与母船相碰，吊装保护舱的保护气囊圈将缓冲、吸收能量；

(4)、吊装保护舱的保护气囊圈、外包裹气囊和内壁气囊条进行放气，将水下潜水器从回收装置中取出，完成水下潜水器回收工作。

实施例四

用于只对水下潜水器进行充电、收发数据的场景，在回收装置完成对捕捉水下潜水器后，此实施例的回收装置采用实施例四的回收装置并在回收装置的移动机架924上设有直径小于回收筒内径且与回收筒共中心轴线的圆环925，该圆环925上设有可沿圆环移动设置的无线充电模块926、无线通信模块927和螺旋伸缩电缆928，以及用于避免回收筒横向失衡的平衡件929。无线充电模块926、无线通信模块927和螺旋伸缩电缆928分别与控制器相电连接。按所需充电的水下潜水器的位置要求，无线充电模块、无线通信模块固定在圆环的相应位置，以圆环垂线为圆环对称轴，此对称轴将分圆环为二个半圆环，在与固定无线充电模块、无线通信模块一半圆环位置相对称的另一半圆环位置固定平衡件，本实施例的平衡件采用相同无线充电模块、无线通信模块，以免加装无线充电模块、无线通信模块后产生回收装置横向失衡。装载有移动机构的回收筒内的3个内壁气囊条可分为3段，每一气囊段分别由9个电磁阀控制并在回收筒内壁移动固定，以避开圆环、无线充电模块、无线通信模块、平衡件所占空间；回收装置捕捉到水下潜水器后，不占圆环、无线充电模块、无线通信模块、平衡件所占空间的气囊段被充气，使回收装置与水下潜水器相固定，水密电动推杆将无线充电模块、无线通信模块移动至该水下潜水器的充电和通信接口所在轴向位置的过程中，使相关气囊段放气、充气，以保证圆环、无线充电模块、无线通信模块、平衡件移动不受阻挡，又能使回收装置与水下潜水器相互固定，移动机架移动到位后，开始充电和相互通信。完成充电、相互通信后，所有气囊段放气，使回收装置与水下潜水器相脱离，回收装置返回母船。

从以上内容可见本发明技术方案可行、实用、可靠、完整，随着世界各国对海洋开发的日益重视，本发明有着广泛的市场应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水下潜水器的布放方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、首先将主气管上的充气接头与回收装置中充气嘴相连接，母船上的气源通过吊装脐带缆对回收装置进行充气，同时通过控制台、保护舱控制器和回收装置的控制器对吊装保护舱和回收装置进行检查，检查通过且充气气压达到规定气压后，完成对回收装置的充气过程；

(2)、将水下潜水器装入吊装保护舱内的回收装置中，对吊装保护舱上的保护气囊圈和回收装置中的内壁气囊条和外包裹气囊进行充气，内壁气囊条膨胀使水下潜水器与回收装置相固定，外包裹气囊膨胀使回收装置和吊装保护舱相固定；

(3)、将吊装带挂在吊机上，通过操作吊机将吊装保护舱放入水下，吊装保护舱放到位后，位于吊装保护舱首部和中部的保护气囊圈放气，使吊装保护舱头部向下倾斜，内壁气囊条放气使水下潜水器与回收装置相脱离，水下潜水器在自重作用下滑出回收装置；

(4)、重新对位于吊装保护舱首部和中部的保护气囊圈进行充气，通过操作吊机将吊装保护舱吊装至甲板，完成水下潜水器布放工作。

2.一种水下潜水器的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、首先将主气管上的充气接头与回收装置中充气嘴相连接，使母船上的气源通过吊装脐带缆对回收装置进行充气，同时通过控制台、保护舱控制器和回收装置的控制器对吊装保护舱和回收装置进行检查，检查通过且充气气压达到规定气压后，完成对回收装置的充气过程；

(2)、对保护气囊圈、外包裹气囊进行充气，此时外包裹气囊膨胀使回收装置与吊装保护舱相固定，将吊装带挂在吊机上，通过操作吊机将吊装保护舱放入水下，吊装保护舱放到位后，位于吊装保护舱首、中和尾部的保护气囊圈以及外包裹气囊进行放气，使吊装保护舱与回收装置相脱离，控制台控制收放缆机放缆，同时操作控制台控制回收装置驶出吊装保护舱，操纵回收装置接近水下潜水器并完成捕捉；

(3)、捕捉有水下潜水器的回收装置到达吊装保护舱附近时，对位于吊装保护舱首、中和尾部的保护气囊圈进行充气，操纵收放缆机收缆，回收装置滑进吊装保护舱内，对外包裹气囊进行充气使回收装置和吊装保护舱相固定，通过操作吊机将吊装保护舱吊装至甲板；

(4)、吊装保护舱的保护气囊圈、外包裹气囊和内壁气囊条进行放气，将水下潜水器从回收装置中取出，完成水下潜水器回收工作。

3.根据权利要求1至2任一所述的水下潜水器的布放或回收方法所采用的水上布放回收水下潜水器装置，其特征在于：包括母船(1)、位于母船上的控制台和吊机(5)、用于装载回收装置(9)的吊装保护舱(10)，该吊装保护舱(10)与母船(1)之间连接有吊装脐带缆(11)；所述吊装保护舱(10)包括一内径大于回收装置(9)外径的圆管、位于圆管内与脐带缆(7)相连接的收放缆机(6)、保护舱水深仪和保护舱控制器；所述圆管外壁上连接有主气管(12)，圆管的外壁上依次套设有三个分别位于首、中、尾部的保护气囊圈(13)，其中两两保护气囊圈(13)之间设有吊装带(14)，每一吊装带(14)上设有底座(15)；所述吊装脐带缆(11)分别与脐带缆(7)、保护舱控制器和控制台电连接和光连接，并与主气管(12)相连通；所述保护气囊圈(13)的气管与保护气囊圈(13)的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口与主气管(12)相连接，且每一保护气囊圈(13)的电磁阀上均设有单向出气的出气口；所述主气管(12)与单向出气的充气接头(16)相连接；所述保护舱控制器分别与收放缆机(6)、保护舱水深仪和保护气囊圈(13)的电磁阀相电连接。

4.权利要求1至2任一所述的水下潜水器的布放或回收方法所采用的回收装置，其特征在于：包括回收筒(901)、位于回收筒(901)一端的用于固定脐带缆(7)的脐带缆端接架(902)以及位于回收筒(901)另一端的可活动开合呈伞状结构的绳索捕捉装置(903)，回收筒(901)内壁设有多个内壁气囊条(920)。

5.根据权利要求4所述的水下潜水器的布放或回收方法所采用的回收装置，其特征在于：所述回收筒(901)为中空结构，其内外壁间形成中空密闭的贮气空间(918)，该回收筒(901)上还设有与贮气空间(918)相连通的充气嘴(919)；所述回收筒(901)的外壁包裹有用于保护回收筒的外包裹气囊(921)；所述内壁气囊条(920)和外包裹气囊(921)上的气管分别与各自的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口均与回收筒的贮气空间(918)相连接，且每一电磁阀上均设有单向出气的出气口。

6.根据权利要求4所述的水下潜水器的布放或回收方法所采用的回收装置，其特征在于：所述回收筒(901)内设有用于调节回收筒姿态避免发生纵倾的移动机构(922)，该移动机构(922)包括水密电动推杆(923)和与其固连、可沿回收筒轴向移动的移动机架(924)，其中水密电动推杆(923)与控制器相电连接；所述移动机架(924)上设有直径小于回收筒内径且与回收筒共中心轴线的圆环(925)，该圆环(925)上设有可沿圆环移动设置的无线充电模块(926)、无线通信模块(927)和螺旋伸缩电缆(928)，以及用于避免回收筒横向失衡的平衡件(929)；所述无线充电模块(926)、无线通信模块(927)和螺旋伸缩电缆(928)分别与控制器相电连接。

7.根据权利要求4所述的水下潜水器的布放或回收方法所采用的回收装置，其特征在于：所述脐带缆端接架(902)为大端直径大于回收筒(901)外径且与回收筒(901)共中心轴线的圆锥形结构件，该脐带缆端接架(902)的小端处连接有脐带缆(7)，脐带缆端接架(902)的大端与回收筒(901)相连接；所述脐带缆(7)连接回收筒一端为长度至少为回收筒二倍长度且具有增大的抗拉强度和弹性模量的加强型脐带缆；还包括对称固定于脐带缆端接架(902)上的航行推进器(930)、固定于回收筒(901)外壁的水平面调节推进器(931)和垂直面调节推进器(932)、分别位于脐带缆端接架(902)和绳索捕捉装置(903)上的带灯图像传感器(933)、与脐带缆(7)和脐带缆端接架(902)固定连接的拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪、压力传感器和控制器，所述控制器分别与脐带缆(7)、航行推进器(930)、水平面调节推进器(931)、垂直面调节推进器(932)、带灯图像传感器(933)、拉力传感器、电子罗盘仪、陀螺仪、水深仪、压力传感器、收绳气囊卷(910)的电磁阀、捕捉包裹气囊卷(912)的电磁阀、扩张气囊卷(909)的电磁阀、内壁气囊条(920)的电磁阀和外包裹气囊(921)的电磁阀相电连接，且控制器与脐带缆(7)相光连接。

8.根据权利要求4所述的水下潜水器的布放或回收方法所采用的回收装置，其特征在于：所述绳索捕捉装置(903)包括由周向上均匀布置的多个扇形捕捉网(904)组成的伞状网、位于每一捕捉网(904)外边的捕捉绳索(905)以及位于两两捕捉网(904)之间用于收放捕捉绳索(905)的绳索管组件(906)，该绳索管组件(906)的一端通过轴销(907)与套接在回收筒(901)外壁的绳索管固定卷(908)相连接；所述绳索管组件(906)的内侧、靠近回收筒(901)处套接有扩张气囊卷(909)，该绳索管组件(906)的外侧、靠近回收筒(901)处依次套接有收绳气囊卷(910)、绳索滑动卷(911)和捕捉包裹气囊卷(912)，所述收绳气囊卷(910)、捕捉包裹气囊卷(912)和扩张气囊卷(909)上的气管分别与各自的电磁阀输出接口相连接，电磁阀的输入接口均与回收筒的贮气空间(918)相连接，且每一电磁阀上均设有单向出气的出气口；所述绳索管组件(906)包括绳索管体(913)、位于绳索管体(913)内可沿其滑动的弹簧滑块(914)、固定在绳索管体(913)内的弹簧挡片(915)，以及两端分别与弹簧滑块(914)和弹簧挡片(915)相抵接的弹簧(916)，所述弹簧滑块(914)的一端面上连接有穿入绳索管体(913)内的捕捉绳索(905)，弹簧滑块(914)的另一端面与穿入弹簧(916)内的收缩绳索(917)的一端相连接，该收缩绳索(917)的另一端穿过弹簧挡片(915)绕过轴销(907)与绳索滑动卷(911)相连接。

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