CN111645835A - 一种一带多水下无人子母潜航器 - Google Patents

一种一带多水下无人子母潜航器 Download PDF

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CN111645835A CN201911255721.6A CN201911255721A CN111645835A CN 111645835 A CN111645835 A CN 111645835A CN 201911255721 A CN201911255721 A CN 201911255721A CN 111645835 A CN111645835 A CN 111645835A
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王雪
王哲
李会龙
张大为
韩袁昭
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Abstract

本发明公开了一种一带多水下无人子母潜航器,属于水中兵器与海洋工程装备技术领域,包括:岸基指挥控制系统、一个母机及两个以上子机;岸基指挥控制系统通过无线传输的方式给母机发送控制指令,以对母机和子机进行遥控;同时岸基指挥控制系统对母机和子机的运行状态进行预编程,并将编程数据通过无线传输的方式发送给母机,以实现母机和子机的自主航行;本发明能够实现同构异构相结合、多水下无人潜器编队作战及情报侦查,满足我国海军未来海上反航母作战的无人装备技术储备以及遏制强敌航母编队的军事干预等应用需求。

Description

一种一带多水下无人子母潜航器
技术领域
本发明属于水中兵器与海洋工程装备技术领域,具体涉及一种一带多水下无人子母潜航器。
背景技术
水下无人潜航器又被称为“潜水机器人”或“水下机器人”,主要分为AUV(自主水下潜航器)和ROV(有缆遥控式潜水器),AUV通常具有良好的水动力外形设计,具备快速机动航性能力,一般用于水下快速巡游探测。ROV由于主要针对复杂作业使用,需要搭载机械臂等附体结构,从而难以保证其水动力外形,快速机动能力差,巡航能力高。无人潜航器按应用领域,可分为军用和民用。在军用领域上,无人潜航器可以作为一种新概念武器中的无人作战平台武器。近几年,随着信息技术的发展和世界各国对海洋的不断深入研究,水下无人潜航器已呈现出新的发展动向,应能协助或代替人类完成越来越多的作业和作战任务,特别是在“人所不至”的作业作战区域执行“人所不能”的危险作业作战任务时,水下无人潜航器具有不可替代的优势。现有技术针对海洋开发及科考需要进行的AUV和ROV研究屡见不鲜,针对集群作战需求进行的综合型无人潜航器研究较少。现代军事领域对适用于军事作战的水下无人子母潜航器提出了迫切的技术需求。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种一带多水下无人子母潜航器,能够实现同构异构相结合、多水下无人潜器编队作战及情报侦查,满足我国海军未来海上反航母作战的无人装备技术储备以及遏制强敌航母编队的军事干预等应用需求。
本发明是通过下述技术方案实现的:
一种一带多水下无人子母潜航器,包括:岸基指挥控制系统、一个母机及两个以上子机;
所述岸基指挥控制系统通过无线传输的方式接收母机发送的无线数据,所述无线数据包括母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;岸基指挥控制系统通过无线传输的方式给母机发送控制指令,以对母机和子机进行遥控,所述控制指令包括母机运动的指令及子机运动的指令;同时岸基指挥控制系统对母机和子机的运行状态进行预编程,并将编程数据通过无线传输的方式发送给母机,以实现母机和子机的自主航行;
所述母机根据接收到的母机的控制指令和编程数据实现其自身的遥控运动或自主航行,并将接收到的子机的控制指令和编程数据通过水声通讯设备发送给子机;母机用于存放两个以上子机,并释放子机,在子机入水后,通过水声通讯设备接收子机发送的自身航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;
所述子机根据接收到的子机的控制指令和编程数据实现其自身的遥控运动或自主航行。
进一步的,所述岸基指挥控制系统包括:显示模块、操控模块、通讯模块及存储模块;
所述通讯模块包括数传电台和无线数传基站,用于实现与母机进行远程无线数据交互,并将无线数据发送给操控模块、显示模块及存储模块;所述无线数据包括母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;
所述操控模块用于对母机、子机的运动进行遥控,并对母机、子机的运行状态进行预编程,同时根据接收到的无线数据对母机、子机的运动进行模拟回放,并将该模拟回放的数据发送给显示模块;
所述显示模块用于显示母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置、螺旋桨运动状态、母机和子机的电源与通讯是否故障及母机、子机运动的模拟回放;
所述存储模块用于将接收到的无线数据进行储存。
进一步的,所述母机包括:母机主体、推进装置、仪器舱A及与子机一一对应的子机舱;
所述母机主体采用三角状的扁平流线形整舱结构;
所述推进装置包括两个以上主推进器A和一个以上垂直推进器;两个以上主推进器A主推进器A均安装在母体主机的艉部,分别用于实现母机的前进、后退、左转及右转的运动;一个以上垂直推进器分别安装在母体主机的艏部及艉部的两端,均用于实现母机的上浮和下潜;
所述母机主体的上表面设有无线通讯天线,用于与岸基指挥控制系统保持实时的信号传输,并将接收到的岸基指挥控制系统的关于母机的控制指令发送给推进装置的控制单元;推进装置的控制单元根据接收到岸基指挥控制系统的控制指令来控制对应的推进器工作,使母机在基本运动功能的前提下能够实现遥控行驶和按规划路径自主运动;
所述仪器舱A为耐压舱,安装在母体主机的内部;仪器舱A内安装有电池、水声通讯设备、惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪、深度传感器及避障声纳;所述电池用于给其他部件提供电力;所述水声通讯设备用于实现母机与子机之间的数据交互,即母机将岸基指挥控制系统关于子机的控制指令通过水声设备发送至各个子机,同时子机的运动数据通过水声通讯设备传输至母机,进而通过无线通讯天线发送至岸基指挥控制系统;所述惯导设备和GPS设备组合用于采集母机在水面时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和多普勒计程仪组合用于采集母机潜入水下时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和深度传感器组合用于采集母机上浮下潜的深度;所述惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪及深度传感器采集到的数据均通过无线通讯天线发送到岸基指挥控制系统;所述避障声纳用于实现母机运动过程中的避障;
与子机个数相同的子机舱并列安装在母体主机的下表面,且子机舱的开口端均朝向母体主机的艏部;子机舱用于存放子机,子机下水前,放置于子机舱中,子机舱中设有用于与子机吸合的电磁开关,母机通过无线通讯天线接收到岸基指挥控制系统发出的子机发射命令后,将该发射命令发送给所述电磁开关的控制单元,进而释放子机;或者母机按预编程序定时执行释放子机命令后释放子机。
进一步的,所述母机主体的外壳采用非耐压壳结构,该非耐压壳结构由与母机主体外形匹配的框架及安装在框架上的玻璃钢壳板组成。
进一步的,所述母机主体的上表面设有固体浮力块。
进一步的,所述子机包括:子机主体、动力组件、仪器舱B及电池舱及扩展舱;
所述子机主体采用鱼雷流线形结构;
所述动力组件包括:主推进器B、艉垂直推进器、横向推进器及艏垂推进器;所述主推进器B同轴安装在子机主体的艉部,艉垂直推进器和横向推进器沿子机主体径向安装在子机主体的舯部与艉部之间,且艉垂直推进器和横向推进器的轴线互相垂直,艏垂推进器沿子机主体径向安装在子机主体的舯部与艏部之间,且艏垂推进器的轴线与艉垂直推进器的轴线平行;
所述仪器舱B和电池舱并列安装在子机主体舯部;所述电池舱内安装有电池,用于给仪器舱B内的部件提供电力;所述仪器舱B内安装有水声通讯设备、惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪、深度传感器及避障声纳;所述水声通讯设备与母机的水声通讯设备保持实时的信号传输,并将接收到的母机的控制指令发送给动力组件的控制单元,控制单元控制对应的推进器工作,使子机在基本运动功能的前提下能够实现遥控行驶和按规划路径自主运动;所述惯导设备和GPS设备组合用于采集子机在水面时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和多普勒计程仪组合用于采集子机潜入水下时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和深度传感器组合用于采集子机上浮下潜的深度;所述惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪及深度传感器采集到的数据均发送到子机的水声通讯设备,进而发送到母机的水声通讯设备,最后通过母机上的无线传输天线发送给岸基指挥控制系统;所述避障声纳用于实现子机运动过程中的避障;
所述扩展舱安装在子机的艏部,用于给后续增加的水下设备提供安装空间。
进一步的,所述子机主体的外壳由与子机主体外形匹配的框架及安装在框架上的轻外壳组成;仪器舱B和电池舱安装在子机主体的外壳内,且仪器舱B和电池舱的外壳均为耐压壳;子机主体的外壳与仪器舱B和电池舱的外壳之间填充有浮力材料。
进一步的,所述动力组件的推进器的推进螺旋桨均由无刷直流电机驱动;且推进器的尾部均不设舵翼。
有益效果:(1)本发明的一带多水下无人子母潜航器的工作模式多样化,操作人员既可在岸基指挥控制系统进行远程无线遥控母机和子机,又可在一带多水下无人子母潜航器入水前进行航行路径和任务规划,兼容AUV和ROV两种工作模式。
(2)本发明的母机和子机各自具备电池,可供给自身进行长时间航行。
(3)本发明的母机采用扁平流线形整舱结构,垂直面稳定性好,有利于节省能源,垂直侧面目标回声强度低,有利于中浅水深时的作战隐蔽性,同时又兼顾了潜入水中之后的水动力特性,具有水面水下两栖高机动性能。
(4)本发明的子机采用鱼雷流线形结构,阻力小、航行性能好、强度高。
附图说明
图1为一带多水下无人子母潜航器组成框图;
图2为岸基指挥控制系统功能框图;
图3为母机组成框图;
图4为子机组成框图;
图5为自动定向控制原理图;
图6为速度控制原理图;
图7为自动定深控制原理图;
其中,1-主推进器A,2-垂直推进器,3-子机舱,4-仪器舱A,5-主推进器B,6-艉垂直推进器,7-横向推进器,8-仪器舱B,9-电池舱,10-艏垂推进器,11-扩展舱。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种一带多水下无人子母潜航器,参见附图1,包括:岸基指挥控制系统、一个母机及四个子机;
参见附图2,所述岸基指挥控制系统为显控台形式,包括:显示模块、操控模块、通讯模块及存储模块;所述通讯模块包括数传电台和无线数传基站,用于实现与母机进行远程无线数据交互,并将无线数据发送给操控模块、显示模块及存储模块;所述无线数据包括母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;所述操控模块用于通过显控台上的操作组件对母机、子机的运动进行遥控(即操控模块将控制指令发送给通讯模块,通讯模块将控制指令发送给母机,通过母机将子机的控制指令发送给子机,实现遥控),并对母机、子机的运行状态进行预编程,同时根据接收到的无线数据对母机、子机的运动进行模拟回放,并将该模拟回放的数据发送给显示模块;所述显控台上的操作组件包括:操作键盘、控制手柄及控制开关操作按钮;显示模块用于显示母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置、螺旋桨运动状态、母机和子机的电源与通讯是否故障及母机、子机运动的模拟回放;所述存储模块用于将接收到的无线数据进行储存;
参见附图3,所述母机包括:母机主体、推进装置、仪器舱A4及四个子机舱3;
所述母机主体采用三角状的扁平流线形整舱结构,垂直面稳定性好,有利于节省能源,垂直侧面目标回声强度低,有利于中浅水深时的作战隐蔽性,同时又兼顾了潜入水中之后的水动力特性,具有水面水下两栖高机动性能;母机主体的轻外壳采用一种不承受静水压力的非耐压壳结构,该非耐压壳结构由与母机主体外形匹配的框架及安装在框架上的玻璃钢壳板组成;母机主体的上表面设有固体浮力块,用来提供整体大部分的浮力,可以保证在水中以悬浮状态航行,同时可以有效地提高浮心的位置,从而通过增大稳心高度、浮心与重心的位置差来提高水下机器人的姿态稳定性;
所述推进装置包括四个主推进器A1和三个垂直推进器2;四个主推进器A1均安装在母体主机的艉部,分别用于实现母机的前进、后退、左转及右转的运动;三个垂直推进器2分别安装在母体主机的艏部及艉部的两端(即母体主机的三个角端),均用于实现母机的上浮和下潜;母机前进时,四个主推进器A1均顺时针旋转、三个垂直推进器2均不转;母机后退时,四个主推进器A1均逆时针旋转、三个垂直推进器2均不转(在非特殊情况下不执行后退动作);母机左转时,位于母机左侧的两个主推进器A1逆时针旋转,位于母机右侧的两个主推进器A1顺时针旋转,三个垂直推进器2均不转;母机右转时,位于母机右侧的两个主推进器A1逆时针旋转,位于母机左侧的两个主推进器A1顺时针旋转,三个垂直推进器2均不转;母机上浮时,艏部的垂直推进器2顺时针旋转,艉部的两个垂直推进器2逆时针旋转,四个主推进器A1顺时针旋转;母机下潜时,艏部的垂直推进器1逆时针旋转,艉部的两个垂直推进器2顺时针旋转,四个主推进器A1顺时针旋转;通过以上推进器控制使母机实现前进、后退、左转、右转、上浮、下潜的基本运动功能;
所述母机主体的上表面还设有无线通讯天线,用于与岸基指挥控制系统保持实时的信号传输,并将接收到的岸基指挥控制系统的关于母机的控制指令发送给推进装置的控制单元;推进装置的控制单元根据接收到岸基指挥控制系统的控制指令来控制对应的推进器工作,使母机在基本运动功能的前提下能够实现遥控行驶和按规划路径自主运动;
所述仪器舱A4为耐压舱,安装在母体主机的内部;仪器舱A4内安装有电池、水声通讯设备、惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪(DVL)、深度传感器及避障声纳;所述电池用于给其他部件提供电力;所述水声通讯设备用于实现母机与子机之间的数据交互,即母机将岸基指挥控制系统关于子机的控制指令通过水声设备发送至各个子机,同时子机的运动数据通过水声通讯设备传输至母机,进而通过无线通讯天线发送至岸基指挥控制系统;所述惯导设备和GPS设备组合用于采集母机在水面时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和多普勒计程仪(DVL)组合用于采集母机潜入水下时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和深度传感器组合用于采集母机上浮下潜的深度;所述惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪(DVL)及深度传感器采集到的数据均通过无线通讯天线发送到岸基指挥控制系统;所述避障声纳用于实现母机运动过程中的避障;
四个子机舱3并列安装在母体主机的下表面,且子机舱3的开口端均朝向母体主机的艏部;子机舱3用于存放子机,子机下水前,放置于子机舱3中,子机舱3中设有用于与子机吸合的电磁开关,母机通过无线通讯天线接收到岸基指挥控制系统发出的子机发射命令后,将该发射命令发送给所述电磁开关的控制单元,进而释放子机;或者母机按预编程序定时执行释放子机命令后释放子机;
参见附图4,所述子机包括:子机主体、动力组件、仪器舱B8、电池舱9及扩展舱11;
所述子机主体采用鱼雷流线形结构,即其舯部为圆柱状结构,子机主体的艏部为半椭球形结构,艉部为锥台状结构,组成流线型躯体;所述子机主体的外壳由与子机主体外形匹配的框架及安装在框架上的轻外壳组成;仪器舱B8和电池舱9安装在子机主体的外壳内,且仪器舱B8和电池舱9的外壳均为耐压壳;子机主体的外壳与仪器舱B8和电池舱9的外壳之间填充有高强度的浮力材料;所述轻外壳和耐压壳均采用双层碳纤维,框架采用防腐耐蚀性好的材料;子机主体用于为子机内的设备提供安装平台及浮力;仪器舱B8和电池舱9的舱体与舱盖之间均设有密封结构,该密封结构采用“接触密封法”,即在舱体与舱盖的对接面之间,夹装一个具有机械强度和弹性高、恢复变形能力大材质的辅助元件,将舱体与舱盖的对接面的间隙塞满,阻止有压力的水通过间隙进入舱体内;为了装拆方便,又能密封可靠,本实施例采用O形橡胶密封圈进行密封;
所述动力组件包括:主推进器B5、艉垂直推进器6、横向推进器7及艏垂推进器10;所述主推进器B5同轴安装在子机主体的艉部,艉垂直推进器6和横向推进器7沿子机主体径向安装在子机主体的舯部与艉部之间,且艉垂直推进器6和横向推进器7的轴线互相垂直,艏垂推进器10沿子机主体径向安装在子机主体的舯部与艏部之间,且艏垂推进器10的轴线与艉垂直推进器6的轴线平行;动力组件的推进器的推进螺旋桨均由无刷直流电机驱动,且为了便于子机布置于母机的子机舱内,推进器的尾部均不设舵翼,避免与母机的子机舱的内壁刮碰造成的舵翼损坏;所述主推进器B5和艏垂推进器10用于改变子机自身的水动力,实现子机的转舷和升沉运动,横向推进器7和艉垂直推进器6用于使子机具有更高的灵活机动性能;
所述子机平行前进时,主推进器B5正转,艉垂直推进器6、横向推进器7及艏垂推进器10不转;子机平行后退时,主推进器B5反转,艉垂直推进器6、横向推进器7及艏垂推进器10不转;子机左转时,主推进器B5正转,横向推进器7正转,艉垂直推进器6和艏垂推进器10不转;子机右转时,主推进器B5正转,横向推进器7反转,艉垂直推进器6和艏垂推进器10不转;子机上浮时,主推进器B5正转,横向推进器7不转,艉垂直推进器6反转,艏垂推进器10正转;子机下潜时,主推进器B5正转,横向推进器7不转,艉垂直推进器6正转,艏垂推进器10反转;通过以上推进器控制使子机实现前进、后退、左转、右转、上浮、下潜等基本运动功能;
所述仪器舱B8和电池舱9并列安装在子机主体舯部;所述电池舱9内安装有电池,用于给仪器舱B8内的部件提供电力;所述仪器舱B8内安装有水声通讯设备、惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪(DVL)、深度传感器及避障声纳;所述水声通讯设备与母机的水声通讯设备保持实时的信号传输,并将接收到的母机的控制指令发送给动力组件的控制单元,控制单元控制对应的推进器工作,使子机在基本运动功能的前提下能够实现遥控行驶和按规划路径自主运动;所述惯导设备和GPS设备组合用于采集子机在水面时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和多普勒计程仪(DVL)组合用于采集子机潜入水下时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和深度传感器组合用于采集子机上浮下潜的深度;所述惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪(DVL)及深度传感器采集到的数据均发送到子机的水声通讯设备,进而发送到母机的水声通讯设备,最后通过母机上的无线传输天线发送给岸基指挥控制系统;所述避障声纳用于实现子机运动过程中的避障;
所述扩展舱11安装在子机的艏部,用于给后续增加的水下设备提供安装空间。
其中,令母机和子机为载体,载体的运动过程中除了前进、后退、左转、右转、上浮、下潜的动作控制,均还包括自动定向控制、自动速度控制及自动定深控制;
自动定向控制原理如图5所示,采用PID调节器作为闭环系统的控制器,设定航向角度(即航向角输入)Ψi经过PID调节器生成航向方向有效转矩Mzc,对Mzc进行推力分配,得到各个推进器与其自身对应的转矩Mz,Mz为每个推进器的实际转矩,载体的每个推进器均根据对应的Mz工作,进而输出载体实际航向角度(即航向角输出)Ψo和载体实际航向角速度
Figure BDA0002310193180000081
载体角速度
Figure BDA0002310193180000082
乘以载体角速度负反馈的增益系数KΨ作为设定偏航角度的负反馈引入内环,即角速度反馈,可以改善闭环控制系统性能;实际航向角度Ψo经过惯导设备采集作为负反馈至设定航向角度Ψi
自动速度控制原理如图6所示,航行的速度控制采用惯导速度输出作为速度反馈从而实现航行速度闭环控制;在水下时使用惯导设备与DVL组合速度输出,在水面时使用惯导设备与GPS设备组合速度输出,采用PID调节器作为闭环系统的控制器;设定航行速度(即航行速度输入)ui经过PID调节器生成转矩Mzc,对Mzc进行推力分配,得到各个推进器与其自身对应的转矩Mz,Mz为每个推进器的实际转矩,载体的每个推进器均根据对应的Mz工作,进而输出载体实际航行速度(航行速度输出)uo;实际航行速度uo经过惯导设备(与DVL或GPS设备组合)采集作为负反馈至设定航行速度ui
自动定深控制原理如图7所示,采用深度计作为反馈元件,采用PID调节器作为闭环系统的控制器,实现自动定深;设定深度(深度输入)Di经过PID调节器生成纵向方向有效转矩,对进行推力分配,得到各个推进器与其自身对应的转矩,为每个推进器的实际转矩,载体的每个推进器均根据对应的工作,进而输出载体实际深度(深度输出)Do和纵倾角θ;纵倾角θ乘以纵倾角速率反馈的增益系数
Figure BDA0002310193180000085
作为设定深度Di的正反馈引入内环;纵倾角θ乘以纵倾角增益系数Kθ作为设定深度Di的正反馈引入内环;实际深度Do经过深度计作为负反馈至设定深度Di。
即纵向方向有效转矩
Figure BDA0002310193180000083
其中,
Figure BDA0002310193180000084
为纵倾角微分即纵倾角速率,Kp、Ki和Kd为PID调节器的系数,为了兼顾快速和精度,可根据误差信号的大小切换积分系数的取值。
在大误差信号状态下(即深度误差大于0.5m),去掉积分环节,有利于提高系统响应的快速性;在小误差信号状态下(即深度误差信号小于或等于0.5m),引入积分环节可以提高系统精度;载体精确地进入某个平面位置并保持该位置称为定位控制。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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 (8)

1.一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,包括:岸基指挥控制系统、一个母机及两个以上子机;
所述岸基指挥控制系统通过无线传输的方式接收母机发送的无线数据,所述无线数据包括母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;岸基指挥控制系统通过无线传输的方式给母机发送控制指令,以对母机和子机进行遥控,所述控制指令包括母机运动的指令及子机运动的指令;同时岸基指挥控制系统对母机和子机的运行状态进行预编程,并将编程数据通过无线传输的方式发送给母机,以实现母机和子机的自主航行;
所述母机根据接收到的母机的控制指令和编程数据实现其自身的遥控运动或自主航行,并将接收到的子机的控制指令和编程数据通过水声通讯设备发送给子机;母机用于存放两个以上子机,并释放子机,在子机入水后,通过水声通讯设备接收子机发送的自身航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;
所述子机根据接收到的子机的控制指令和编程数据实现其自身的遥控运动或自主航行。
2.如权利要求1所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述岸基指挥控制系统包括:显示模块、操控模块、通讯模块及存储模块;
所述通讯模块包括数传电台和无线数传基站,用于实现与母机进行远程无线数据交互,并将无线数据发送给操控模块、显示模块及存储模块;所述无线数据包括母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置及螺旋桨运动状态;
所述操控模块用于对母机、子机的运动进行遥控,并对母机、子机的运行状态进行预编程,同时根据接收到的无线数据对母机、子机的运动进行模拟回放,并将该模拟回放的数据发送给显示模块;
所述显示模块用于显示母机和子机航行的深度、航向、姿态、地理位置、螺旋桨运动状态、母机和子机的电源与通讯是否故障及母机、子机运动的模拟回放;
所述存储模块用于将接收到的无线数据进行储存。
3.如权利要求1所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述母机包括:母机主体、推进装置、仪器舱A(4)及与子机一一对应的子机舱(3);
所述母机主体采用三角状的扁平流线形整舱结构;
所述推进装置包括两个以上主推进器A(1)和一个以上垂直推进器(2);两个以上主推进器A(1)主推进器A(1)均安装在母体主机的艉部,分别用于实现母机的前进、后退、左转及右转的运动;一个以上垂直推进器(2)分别安装在母体主机的艏部及艉部的两端,均用于实现母机的上浮和下潜;
所述母机主体的上表面设有无线通讯天线,用于与岸基指挥控制系统保持实时的信号传输,并将接收到的岸基指挥控制系统的关于母机的控制指令发送给推进装置的控制单元;推进装置的控制单元根据接收到岸基指挥控制系统的控制指令来控制对应的推进器工作,使母机在基本运动功能的前提下能够实现遥控行驶和按规划路径自主运动;
所述仪器舱A(4)为耐压舱,安装在母体主机的内部;仪器舱A(4)内安装有电池、水声通讯设备、惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪、深度传感器及避障声纳;所述电池用于给其他部件提供电力;所述水声通讯设备用于实现母机与子机之间的数据交互,即母机将岸基指挥控制系统关于子机的控制指令通过水声设备发送至各个子机,同时子机的运动数据通过水声通讯设备传输至母机,进而通过无线通讯天线发送至岸基指挥控制系统;所述惯导设备和GPS设备组合用于采集母机在水面时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和多普勒计程仪组合用于采集母机潜入水下时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和深度传感器组合用于采集母机上浮下潜的深度;所述惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪及深度传感器采集到的数据均通过无线通讯天线发送到岸基指挥控制系统;所述避障声纳用于实现母机运动过程中的避障;
与子机个数相同的子机舱(3)并列安装在母体主机的下表面,且子机舱(3)的开口端均朝向母体主机的艏部;子机舱(3)用于存放子机,子机下水前,放置于子机舱(3)中,子机舱(3)中设有用于与子机吸合的电磁开关,母机通过无线通讯天线接收到岸基指挥控制系统发出的子机发射命令后,将该发射命令发送给所述电磁开关的控制单元,进而释放子机;或者母机按预编程序定时执行释放子机命令后释放子机。
4.如权利要求3所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述母机主体的外壳采用非耐压壳结构,该非耐压壳结构由与母机主体外形匹配的框架及安装在框架上的玻璃钢壳板组成。
5.如权利要求3所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述母机主体的上表面设有固体浮力块。
6.如权利要求1所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述子机包括:子机主体、动力组件、仪器舱B(8)及电池舱(9)及扩展舱(11);
所述子机主体采用鱼雷流线形结构;
所述动力组件包括:主推进器B(5)、艉垂直推进器(6)、横向推进器(7)及艏垂推进器(10);所述主推进器B(5)同轴安装在子机主体的艉部,艉垂直推进器(6)和横向推进器(7)沿子机主体径向安装在子机主体的舯部与艉部之间,且艉垂直推进器(6)和横向推进器(7)的轴线互相垂直,艏垂推进器(10)沿子机主体径向安装在子机主体的舯部与艏部之间,且艏垂推进器(10)的轴线与艉垂直推进器(6)的轴线平行;
所述仪器舱B(8)和电池舱(9)并列安装在子机主体舯部;所述电池舱(9)内安装有电池,用于给仪器舱B(8)内的部件提供电力;所述仪器舱B(8)内安装有水声通讯设备、惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪、深度传感器及避障声纳;所述水声通讯设备与母机的水声通讯设备保持实时的信号传输,并将接收到的母机的控制指令发送给动力组件的控制单元,控制单元控制对应的推进器工作,使子机在基本运动功能的前提下能够实现遥控行驶和按规划路径自主运动;所述惯导设备和GPS设备组合用于采集子机在水面时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和多普勒计程仪组合用于采集子机潜入水下时航向、姿态、航行速度及地理位置;所述惯导设备和深度传感器组合用于采集子机上浮下潜的深度;所述惯导设备、GPS设备、多普勒计程仪及深度传感器采集到的数据均发送到子机的水声通讯设备,进而发送到母机的水声通讯设备,最后通过母机上的无线传输天线发送给岸基指挥控制系统;所述避障声纳用于实现子机运动过程中的避障;
所述扩展舱(11)安装在子机的艏部,用于给后续增加的水下设备提供安装空间。
7.如权利要求6所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述子机主体的外壳由与子机主体外形匹配的框架及安装在框架上的轻外壳组成;仪器舱B(8)和电池舱(9)安装在子机主体的外壳内,且仪器舱B(8)和电池舱(9)的外壳均为耐压壳;子机主体的外壳与仪器舱B(8)和电池舱(9)的外壳之间填充有浮力材料。
8.如权利要求6所述的一种一带多水下无人子母潜航器,其特征在于,所述动力组件的推进器的推进螺旋桨均由无刷直流电机驱动;且推进器的尾部均不设舵翼。
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