CN112278198A - 一种用于水下救援的无人艇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水下救援的无人艇，包括艇体和用于水下救援的遥控水下机器人，艇体上设置推进器、通讯感知单元和水下搜索模块，艇体底部设置机器人舱，遥控水下机器人通过回收释放装置设置在机器人舱内，机器人舱底部设置开合式舱门，艇体内部设置救援供给模块，对应地，遥控水下机器人上设有潜艇救援模块，潜艇救援模块连接救援供给模块，遥控水下机器人上还设有搜索对接结构；当进行救援时，开合式舱门开启，遥控水下机器人脱离机器人舱并通过搜索对接结构搜索并对接潜艇，进而通过潜艇救援模块进行救援。与现有技术相比，本发明中的水下救援的无人艇可在接到救援任务时迅速响应，批量部署，覆盖式搜救，有效提高救援效率。

Description

一种用于水下救援的无人艇
技术领域
本发明涉及一种无人艇技术领域，尤其是涉及一种用于水下救援的无人艇。
背景技术
随着潜水技术的不断发展，人类已经将在海洋中的活动范围扩展到水下数百米甚至数千米，也发展出了各式水下潜器。但水下的高压环境对潜器成员来说始终是需要警惕的威胁，其中以潜艇故障最为危险。仅自1970年以来，就有12艘苏联/俄罗斯海军潜艇沉没，其中严重的是2000年的“库尔斯克”好核潜艇沉默，救生浮标没能成功发射，在确定潜艇位置后，也没能及时提供有效救援，经调查，有部分艇员在艇尾幸存了3天左右，但由于没有得到及时救援，最终导致118名艇员全部遇难。因此发展一款能够高效执行搜索救援任务的作业平台意义重大。
水面无人艇以其较强的机动性和较高的智能化程度，近些年来发展迅速。与有人驾驶船舶相比，无人艇可以在自动规划的航路上高速机动，航速大幅提高，受海况等环境因素影响较小，能够在恶劣海况下持续执行任务，且使用费用相对低廉，能够有效保障人员安全。因此，设计一种用于水下救援的无人艇成为一项重要任务。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于水下救援的无人艇。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于水下救援的无人艇，包括艇体和用于水下救援的遥控水下机器人，所述的艇体上设置推进器、通讯感知单元和水下搜索模块，所述的艇体底部设置机器人舱，所述的遥控水下机器人通过回收释放装置设置在机器人舱内，所述的机器人舱底部设置开合式舱门，所述的艇体内部设置救援供给模块，对应地，所述的遥控水下机器人上设有潜艇救援模块，所述的潜艇救援模块连接救援供给模块，所述的遥控水下机器人上还设有搜索对接结构；
运行状态下，海水充满机器人舱，所述的遥控水下机器人时刻处于水平面以下，当无人艇航行过程中，遥控水下机器人位于机器人舱中，开合式舱门闭合，当进行救援时，开合式舱门开启，遥控水下机器人脱离机器人舱并通过搜索对接结构搜索并对接潜艇，进而通过潜艇救援模块进行救援，救援结束后，回收释放装置回收遥控水下机器人至机器人舱中，开合式舱门闭合。
优选地，所述的通讯感知单元包括设置在艇体甲板前部的无人艇摄像头、设置在艇体后部桅杆上的通讯天线和航海雷达。
优选地，所述的水下搜索模块包括设置在艇体侧舷前部的左侧声纳和右侧声纳。
优选地，所述的回收释放装置包括脐带缆、脐带缆绞车和回收锁定机构，所述的回收锁定机构设置在机器人舱中央顶部，所述的脐带缆一端缠绕于脐带缆绞车，脐带缆另一端通过滑轮组件并穿过回收锁定机构连接至遥控水下机器人，遥控水下机器人顶部设有与回收锁定机构对接的回收对接头。
优选地，所述的开合式舱门包括对称设置在机器人舱底部的左侧舱门、右侧舱门，所述的左侧舱门和右侧舱门分别连接有开合驱动结构，当开合式舱门闭合时，所述的左侧舱门和右侧舱门位于水平位置使得机器人舱底部封闭，当开合式舱门开启时，所述的开合驱动结构分别驱动左侧舱门和右侧舱门分别沿机器人舱侧壁向上运动并贴合机器人舱侧壁得机器人舱底部呈敞开状态。
优选地，所述的开合驱动结构包括对称设置舱门两端的舱门滑轮以及对称设置在机器人舱前后舱壁上的舱门限位滑道，所述的舱门限位滑道位于机器人舱前后舱壁的边缘位置并由上至下分布，舱门限位滑道上端竖直、下端为弧形，所述的舱门滑轮滑动设置在舱门限位滑道中，所述的开合驱动结构还包括步进电机、齿轮组、滚珠丝杠、滑块和舱门连杆，所述的滚珠丝杠沿垂直方向固定在舱门所在侧的机器人舱侧壁上，舱门连杆通过铰链与舱门相连，舱门连杆还与所述的滑块固连，所述的滑块通过滚珠螺母设置在滚珠丝杠上，所述的滚珠丝杠通过所述的齿轮组与所述的步进电机连接；
所述的开合驱动结构工作时，所述的步进电机驱动滚珠丝杠正转和反转使得滑块沿滚珠丝杠上下运动，进而带动舱门两端的舱门滑轮沿舱门限位滑道运动，完成舱门开合。
优选地，所述的机器人舱前后舱壁底部沿水平方向分别设有一个舱门限位挡板，当左侧舱门、右侧舱门闭合时，左侧舱门、右侧舱门均贴合所述的舱门限位挡板，所述的舱门限位挡板上对应左侧舱门和右侧舱门位置处设有检测舱门闭合的闭合检测限位开关，所述的机器人舱左右舱壁上分别设有用于检测舱门开启的开启检测限位开关。
优选地，所述的搜索对接结构包括潜艇对接装置、主摄像头、探照灯、扫描声纳，所述的主摄像头和探照灯设置在遥控水下机器人前端上部，所述的扫描声纳设置在遥控水下机器人底部前侧，所述的潜艇对接装置设置在遥控水下机器人底部中间位置，所述的潜艇对接装置四周分布对接照明灯和对接摄像头，所述的潜艇救援模块安装在遥控水下机器人中部，所述的遥控水下机器人中部还设有ROV控制舱，所述的遥控水下机器人顶部设有浮力材，所述的遥控水下机器人上还设有多个多角度分布的ROV推进器。
优选地，所述的机器人舱的前舱壁上涂有用于回收遥控水下机器人时进行定位的定位标志，所述的定位标志与遥控水下机器人上的主摄像头视野正对。
优选地，所述的无人艇作业时的具体方法包括如下步骤：
S1、无人艇接收搜救指令后，自主规划出发地至潜艇失事海域的路径，并通过通讯感知单元自主航行至目标海域，到达目标海域后，向岸基或船载指挥中心汇报状态，得到开始搜索指令后，开启水下搜索模块在目标区域内进行搜索，若搜索到目标潜艇，则上报当前方位和相关信息，等待指挥中心进一步指示，收到指挥中心释放遥控水下机器人进行靠近观察指令后，执行步骤S3，若未搜索到目标潜艇，则执行步骤S2；
S2、上报当前无人艇状态，等待指挥中心进一步指示，收到指挥中心执行精确搜索命令后，执行步骤S3；
S3、执行遥控水下机器人释放程序：开合式舱门开启，遥控水下机器人自检，回收释放装置释放遥控水下机器人，遥控水下机器人脱离机器人舱；
S4、遥控水下机器人通过搜索对接结构进行搜索扫描，并上传给指挥中心进行评估，接收到对接指令后，遥控水下机器人与目标潜艇自动对接，若不成功，则进行指挥中心远程遥控对接；
S5、对接完成后，遥控水下机器人通过无人艇建立目标潜艇内部和指挥中心之间的通讯，收到救援指令后，救援供给模块工作并通过潜艇救援模块对目标潜艇进行救援；
S6、完成救援任务，回收释放装置回收遥控水下机器人返回机器人舱，开合式舱门闭合，无人艇自主返回。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明将机器人舱布置在无人艇底部且低于水线，遥控水下机器人通过回收释放装置进行回收和释放，且遥控水下机器人始终处于水线以下，简化了释放回收中的吊装过程，节约了释放和回收过程中耗能，同时由于海水充满机器人舱，不会增加救援无人艇内自由液面，有利于提高稳性。
(2)开合式舱门在开启和关闭时可同时转动和收缩，结构简单可靠，占用空间小，关闭时能够有效隔绝外界水流对内部的影响，开启时紧贴机器人舱内壁，不影响遥控水下机器人(ROV)的释放和回收，同时开启和关闭状态时舱门都不会凸出艇体，降低了对无人艇航行的影响。
(3)响应迅速，能够以较高的速度到达失事海域，保证了搜救的及时性，能够对失事潜艇进行扫描，协助救援人员评估潜艇状态。可携带潜艇救援设备，对失事潜艇进行通讯、电力和氧气保障有利于提高艇员存活率。
(4)造价和使用成本较低，操作人员安全性高，可散布多艘无人艇对失事海域进行分区域覆盖式搜索，效率高。
(5)ROV回收时可通过主摄像头的画面确定ROV姿态是否已经修正，简单可靠，不增加多余设备。
附图说明
图1是用于水下救援的无人艇航行状态下外部结构示意图
图2是用于水下救援的无人艇航行状态下外部结构仰视图
图3是用于水下救援的无人艇释放ROV的示意图
图4是ROV回收状态下舱内结构示意图
图5是ROV回收状态下舱内结构侧视图
图6是ROV释放状态下舱内结构示意图
图7是ROV释放状态下舱内结构侧视图
图8是开合式舱门闭合状态示意图
图9是ROV结构示意图；
图10是ROV结构后视图；
图11是无人艇救援流程图；
图12是ROV释放过程流程图；
图13是ROV回收过程流程图。
图中，1、艇体；2、无人艇摄像头；3、左侧声纳；4、右侧舱门；5、左侧舱门；6、第一推进器；7、第二推进器；8、桅杆；9、通讯天线；10、航海雷达；11、右侧声纳；12、机器人舱内壁；13、脐带缆；14、遥控水下机器人；15、脐带缆绞车；16、第一定滑轮；17、第二定滑轮；18、回收锁定机构；19、第一步进电机；20、第一齿轮组；21、第一舱门限位滑道；22、滚珠丝杠；23、滑块；24、舱门连杆；25、舱门滑轮；26、第二舱门限位滑道；27、第三舱门限位滑道；28、第四舱门限位滑道；29、舱门限位挡板；30、第二步进电机；31、第二齿轮组；32、回收对接头；33、ROV第一推进器；34、第一浮力材；35、ROV第二推进器；36、ROV第三推进器；37、ROV控制舱；38、第一对接摄像头；39、第一对接照明灯；40、潜艇对接装置；41、第二对接摄像头；42、扫描声纳；43、潜艇救援模块；44、主摄像头；45、第一探照灯；46、第二探照灯；47、第二浮力材；48、ROV第四推进器；49、ROV第五推进器；50、ROV第六推进器；51、第二对接照明灯；52、定位标志。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1、图2所示，本实施例提供一种用于水下救援的无人艇，包括艇体1和用于水下救援的遥控水下机器人14，遥控水下机器人14可简称为ROV。艇体1上设置通讯感知单元，通讯感知单元包括设置在救援无人艇甲板前部可旋转的无人艇摄像头2，通讯感知单元还包括后部桅杆8上安装的通讯天线9和航海雷达10。无人艇摄像头2和航海雷达10能够观察和探测周边环境，辅助无人艇的自主航行，提供实时信息以便无人艇执行避障、路径跟踪等动作。艇体1上还设置水下搜索模块，水下搜索模块包括艇体1侧舷前部两侧安装的左侧声纳3和右侧声纳11，能够在寻找失事潜艇时提供水下搜索能力，艇体1后部安装有第一推进器6和第二推进器7，两个推进器能够同时提供动力和转向力矩。艇体1内部设置有接救援供给模块，包括空气压缩机和发电机，用以对失事潜艇进行供电和供气，对应地，遥控水下机器人14上设有潜艇救援模块43，潜艇救援模块43连接救援供给模块。艇体1底部设置机器人舱，遥控水下机器人14通过回收释放装置设置在机器人舱内，机器人舱底部设置开合式舱门，包括左侧舱门5和右侧舱门4，舱门在航行时保持闭合状态，保证遥控水下机器人14和内部部件等不受高速水流的影响。
进一步的，如图3所示，在无人艇搜索到潜艇位置或需要对海底进行更精确扫描时，会开启底部开合式舱门，释放遥控水下机器人14，遥控水下机器人14与无人艇通过脐带缆13连接。脐带缆绞车15安装在机器人舱前部，脐带缆13一端缠绕于脐带缆绞车15，另一端通过滑轮组件(依次为第一定滑轮16、第二定滑轮17)并穿过回收锁定机构18与遥控水下机器人14相连。ROV固定于机器人舱中，与ROV回收锁定机构18固连。图4为机器人舱内结构示意图，左侧舱门5和右侧舱门4及相关结构呈对称布置，左侧舱门5和右侧舱门4分别连接有开合驱动结构，当开合式舱门闭合时，左侧舱门5和右侧舱门4位于水平位置使得机器人舱底部封闭，当开合式舱门开启时，开合驱动结构分别驱动左侧舱门5和右侧舱门4分别沿机器人舱侧壁向上运动并贴合机器人舱侧壁得机器人舱底部呈敞开状态。具体地：左侧舱门5外侧通过铰链与舱门连杆24相连，舱门连杆24设计为V字形以便在舱门开启和闭合过程中不影响舱门转动。舱门连杆24与滑块23固连，滑块23内部安装了滚珠螺母，使得滑块23可以随着滚珠丝杠22的转动沿着滚珠丝杠22运动，滚珠丝杠22通过齿轮组20与步进电机19相连，步进电机19可以驱动滚珠丝杠22正转和反转，左侧舱门5两端还安装了舱门滑轮25，左侧舱门5上的两个滑轮可以在第一舱门限位滑道21和第二舱门限位滑道26中滑动，第一舱门限位滑道21和第二舱门限位滑道26位于机器人舱前后舱壁的边缘位置并由上至下分布，第一舱门限位滑道21和第二舱门限位滑道26的上端竖直、下端为弧形；同样，右侧舱门4设置同样的开合驱动结构，右侧舱门4上的两个舱门滑轮可以在第三舱门滑道27和第四舱门滑道28中滑动，如图5所示。
机器人舱前后舱壁底部沿水平方向分别设有一个舱门限位挡板29，当左侧舱门5、右侧舱门4闭合时，左侧舱门5、右侧舱门4均贴合舱门限位挡板29，舱门限位挡板29上对应左侧舱门5和右侧舱门4位置处设有检测舱门闭合的闭合检测限位开关，机器人舱左右舱壁上分别设有用于检测舱门开启的开启检测限位开关。具体地，如图12，当无人艇上的声纳系统探测到目标潜艇的位置，无人艇控制单元向指挥中心上传相关图像和位置信息，得到指挥中心释放遥控水下机器人14命令后，控制单元向舱门伺服驱动单元发送指令信息开启舱门，舱门伺服驱动单元接受到控制单元的指令信息，将其转化为伺服驱动信号后传输给第一步进电机19和第二步进电机30，第一步进电机19正转，通过第一齿轮组20带动滚珠丝杠22转动，滑块23向上滑动，通过舱门连杆24带动左侧舱门5门轴一侧向上滑动，同时在滑轮25与第一舱门滑道21和第二舱门滑道26的作用下，左侧舱门5向外翻开，并在翻开过程中向机器人舱内收缩，右侧舱门4的运动过程相同。舱门收缩到指定位置后，会触发机器人舱内壁上的开启检测限位开关，控制单元接收到开启检测限位开关的信号，进而判定舱门已经收缩到指定位置，向舱门伺服驱动单元发送指令信息停止动作，至此，舱门旋转了90°，并呈贴紧机器人舱内壁状态，舱门完成开启动作，如图6、图7为舱门完全开启后的状态。
如图9、图10所示，遥控水下机器人14设有搜索对接结构，遥控水下机器人14脱离机器人舱后通过搜索对接结构搜索并对接潜艇，搜索对接结构包括潜艇对接装置40、主摄像头44、探照灯、扫描声纳42，主摄像头40和探照灯设置在遥控水下机器人14前端上部，探照灯包括第一探照灯45和第二探照灯46，第一探照灯45和第二探照灯46分布在主摄像头40两侧，扫描声纳42设置在遥控水下机器人14底部前侧，潜艇对接装置40设置在遥控水下机器人14底部中间位置，潜艇对接装置40四周分布对接照明灯和对接摄像头，对接照明灯和对接摄像头均分别设置两个，分别为第一接照明灯39、第二对接照明灯51、第一对接摄像头38和第二对接摄像头41，潜艇救援模块43安装在遥控水下机器人14中部，遥控水下机器人14中部还设有ROV控制舱37，遥控水下机器人14顶部设有浮力材，浮力材对称设置两块，分别为第一浮力材34和第二浮力材47，遥控水下机器人14上还设有多个多角度分布的ROV推进器，第一浮力材34和第二浮力材47之间对称布置与水平面呈45°角的ROV第一推进器33和ROV第四推进器48，ROV尾部对称布置与ROV艏向呈30°角的ROV第二推进器35、ROV第三推进器36、ROV第五推进器49和ROV第六推进器50。
舱门开启后，开始进行ROV状态检测，测试ROV推进器、探照灯、摄像头和扫描声纳42的工作状态，检测完成后，开启第一探照灯45、第二探照灯46和主摄像头44。控制单元向回收锁定机构18发送释放指令，ROV解除锁定，依靠自身动力开始下潜，脱离机器人舱，如图3、图6所示为脱离后的ROV工作状态和机器人舱内情况。ROV在航行过程中，通过ROV控制舱37中携带的加速度计和磁罗经进行航位推算，实时计算与救援无人艇的相对位置，并与摄像头画面和声纳图像共同上传至救援无人艇，经压缩后，上传指挥中心。航行至指定区域后，ROV开启前部扫描声纳42，按照指挥中心指令开始进行进一步搜索或扫描，执行搜索任务时，若搜索范围大于脐带缆长度范围，无人艇可启动推进器，根据ROV方位在水面进行跟随。在对潜艇搜索扫描过程中，无人艇控制单元通过计算机视觉对ROV上传的图像和雷达影响进行分析比对，若检测到预定潜艇特征，立即上报指挥中心。指挥中心确认目标状态后，下达准备对接指令。ROV开启第一对接摄像头38、第二对接摄像头41、第一对接照明灯39和第二对接照明灯51，在6台ROV推进器的精确控制下，自主航行至潜艇救生舱口附近，多角度拍摄救生舱口状态，并上传至指挥中心，经过确认无误且满足对接条件后，指挥中心下达对接指令。ROV在视觉辅助下控制推进器进行自动对接，若自动对接无法实现，则返回信号，由指挥中心进行远程遥控对接。
进一步的，对接完成后，立刻通过潜艇对接装置40对潜艇内部环境进行检测并上报状态，建立潜艇内部人员与指挥中心的通讯。指挥中心通过对潜艇状态的分析，可下达向潜艇内供电、供氧指令。此时无人艇控制单元发送信号，艇身内的发电机和空气压缩机开始工作，将电力和高压空气输送至潜艇救援模块43，高压空气经调温等处理后输入潜艇，以保障艇内被困人员基本生存需求，直到后续救援设备的抵达。
进一步的，如图13，在ROV完成任务后自主进行轨迹规划并跟踪航行至无人艇机器人舱下相对位置，同时脐带缆绞车开始收揽，并在ROV推进器的协同下将ROV回收至机器人舱。通过ROV回收锁定机构进行位姿纠偏并锁定。ROV舱内壁上，在ROV锁定状态下，主摄像头44的正对位置涂有用于回收遥控水下机器人时进行定位的定位标志52，定位标志52与遥控水下机器人上的主摄像头44视野正对，在ROV回收时可通过观察主摄像头44画面中标记的位置和角度确认ROV的位姿是否处于可锁定状态。确认锁定状态后，控制单元向舱门伺服驱动单元发送指令信息关闭ROV各系统并关闭舱门，舱门伺服驱动单元接受到控制单元的指令信息，将其转化为伺服驱动信号后传输给第一步进电机19和第二步进电机30，第一步进电机19反转，通过第一齿轮组20带动滚珠丝杠22反向转动，滑块23向下滑动，通过舱门连杆24带动左侧舱门5门轴一侧向下滑动，同时在滑轮25与第一舱门滑道21和第二舱门滑道的作用下，左侧舱门5向内翻转，与舱门限位挡板29贴合并触发舱门限位挡板29上的闭合检测限位开关。控制单元接收到闭合检测限位开关的信号后，确认舱门已闭合，右侧舱门过程相同。如图5、图8所示，在左侧舱门闭合状态下，位于第二舱门滑道25末端的滑轮可看作支点，舱门连杆24给支点左侧施加推力，使得舱门时刻与舱门限位挡板29紧密贴合，保证了舱门闭合的可靠和机器人舱内部环境的稳定。舱门闭合后，无人艇水下救援任务结束，进行自主返航。
综上，本发明用于水下救援的无人艇作业方法的具体流程如图11所示，包括以下具体步骤：
S1、救援无人艇收到搜救指令后，自主规划出发地至潜艇失事海域的路径，并通过通讯感知单元自主航行至目标海域,到达目标海域后，向岸基或船载指挥中心汇报状态，得到开始搜索指令后，开启无人艇两侧声纳，在目标区域内进行梳状扫描，若搜索到目标潜艇，则上报当前方位和相关信息，等待指挥中心进一步指示。收到指挥中心释放ROV进行靠近观察指令后，执行步骤S3。
S2、若完成对目标区域的搜索，未搜索到目标潜艇，则上报当前无人艇状态，等待指挥中心进一步指示，收到指挥中心执行精确搜索命令后，执行步骤S3。
S3、执行ROV释放程序，控制单元向舱门伺服驱动单元发送指令信息开启舱门，舱门伺服驱动单元接受到控制单元的指令信息，将其转化为伺服驱动信号后传输给第一步进电机19和第二步进电机30，第一步进电机19正转，通过第一齿轮组20带动滚珠丝杠22转动，滑块23向上滑动，通过舱门连杆24带动左侧舱门5门轴一侧向上滑动，同时在滑轮25与第一舱门滑道21和第二舱门滑道26的作用下，左侧舱门5向外翻开，并在翻开过程中向机器人舱内收缩，右侧舱门4的运动过程相同。舱门收缩到指定位置后，会触发机器人舱内壁上的开启检测限位开关，控制单元接收到开启检测限位开关的信号，进而判定舱门已经收缩到指定位置，向舱门伺服驱动单元发送指令信息停止动作，至此，舱门旋转了90°，并呈贴紧机器人舱内壁状态，舱门完成开启动作。开始进行ROV状态检测，测试ROV推进器、探照灯、摄像头和扫描声纳42的工作状态，检测完成后，回收锁定机构18释放ROV上的回收对接头32，ROV依靠自身动力脱离机器人舱。
S4、ROV使用扫描声纳42和水下摄像头对失事潜艇状态进行观察扫描，并上传给指挥中心进行评估，接收到对接指令后，通过自主或远程遥控航行至对接舱口附近，开启对接照明灯和对接摄像头，在视觉辅助下进行自动对接，若不成功，则进行指挥中心远程遥控对接，对接过程中ROV运动范围若受到脐带缆13长度限制，无人艇会在水面对水下的ROV进行跟随。
S5、对接完成后，ROV通过救援无人艇建立失事潜艇内部和指挥中心之间的通讯，收到指令后，无人艇内部的发电机和空气压缩机工作，将电力和加压空气传输到ROV上的潜艇救援模43，经过气温调节后，输入失事潜艇。
S6、任务完成后，ROV自主返回机器人舱，并通过脐带缆绞车15收缆，将ROV上的回收对接头32拖入回收锁定机构18，对ROV位姿进行矫正后，对ROV主摄像头44拍摄到的定位标志进行图像处理和分析，判定已对正后，对ROV进行锁定，关闭ROV上各设备并断电，开合式舱门闭合，无人艇自主返回母船或母港。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (10)

1.一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，包括艇体(1)和用于水下救援的遥控水下机器人(14)，所述的艇体(1)上设置推进器、通讯感知单元和水下搜索模块，所述的艇体(1)底部设置机器人舱，所述的遥控水下机器人(14)通过回收释放装置设置在机器人舱内，所述的机器人舱底部设置开合式舱门，所述的艇体(1)内部设置救援供给模块，对应地，所述的遥控水下机器人(14)上设有潜艇救援模块(43)，所述的潜艇救援模块(43)连接救援供给模块，所述的遥控水下机器人(14)上还设有搜索对接结构；
运行状态下，海水充满机器人舱，所述的遥控水下机器人(14)时刻处于水平面以下，当无人艇航行过程中，遥控水下机器人(14)位于机器人舱中，开合式舱门闭合，当进行救援时，开合式舱门开启，遥控水下机器人(14)脱离机器人舱并通过搜索对接结构搜索并对接潜艇，进而通过潜艇救援模块(43)进行救援，救援结束后，回收释放装置回收遥控水下机器人(14)至机器人舱中，开合式舱门闭合。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的通讯感知单元包括设置在艇体(1)甲板前部的无人艇摄像头(2)、设置在艇体(1)后部桅杆(8)上的通讯天线(9)和航海雷达(10)。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的水下搜索模块包括设置在艇体(1)侧舷前部的左侧声纳(3)和右侧声纳(11)。
4.根据权利要求1所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的回收释放装置包括脐带缆(13)、脐带缆绞车(15)和回收锁定机构(18)，所述的回收锁定机构(18)设置在机器人舱中央顶部，所述的脐带缆(13)一端缠绕于脐带缆绞车(15)，脐带缆(13)另一端通过滑轮组件并穿过回收锁定机构(18)连接至遥控水下机器人(14)，遥控水下机器人(14)顶部设有与回收锁定机构(18)对接的回收对接头(32)。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的开合式舱门包括对称设置在机器人舱底部的左侧舱门(5)、右侧舱门(4)，所述的左侧舱门(5)和右侧舱门(4)分别连接有开合驱动结构，当开合式舱门闭合时，所述的左侧舱门(5)和右侧舱门(4)位于水平位置使得机器人舱底部封闭，当开合式舱门开启时，所述的开合驱动结构分别驱动左侧舱门(5)和右侧舱门(4)分别沿机器人舱侧壁向上运动并贴合机器人舱侧壁得机器人舱底部呈敞开状态。
6.根据权利要求5所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的开合驱动结构包括对称设置舱门两端的舱门滑轮(25)以及对称设置在机器人舱前后舱壁上的舱门限位滑道，所述的舱门限位滑道位于机器人舱前后舱壁的边缘位置并由上至下分布，舱门限位滑道上端竖直、下端为弧形，所述的舱门滑轮(25)滑动设置在舱门限位滑道中，所述的开合驱动结构还包括步进电机、齿轮组、滚珠丝杠(22)、滑块(23)和舱门连杆(24)，所述的滚珠丝杠(22)沿垂直方向固定在舱门所在侧的机器人舱侧壁上，舱门连杆(24)通过铰链与舱门相连，舱门连杆(24)还与所述的滑块(23)固连，所述的滑块(23)通过滚珠螺母设置在滚珠丝杠(22)上，所述的滚珠丝杠(22)通过所述的齿轮组与所述的步进电机连接；
所述的开合驱动结构工作时，所述的步进电机驱动滚珠丝杠(22)正转和反转使得滑块(23)沿滚珠丝杠(22)上下运动，进而带动舱门两端的舱门滑轮(25)沿舱门限位滑道运动，完成舱门开合。
7.根据权利要求5所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的机器人舱前后舱壁底部沿水平方向分别设有一个舱门限位挡板(29)，当左侧舱门(5)、右侧舱门(4)闭合时，左侧舱门(5)、右侧舱门(4)均贴合所述的舱门限位挡板(29)，所述的舱门限位挡板(29)上对应左侧舱门(5)和右侧舱门(4)位置处设有检测舱门闭合的闭合检测限位开关，所述的机器人舱左右舱壁上分别设有用于检测舱门开启的开启检测限位开关。
8.根据权利要求1所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的搜索对接结构包括潜艇对接装置(40)、主摄像头(44)、探照灯、扫描声纳(42)，所述的主摄像头(44)和探照灯设置在遥控水下机器人(14)前端上部，所述的扫描声纳(42)设置在遥控水下机器人(14)底部前侧，所述的潜艇对接装置(40)设置在遥控水下机器人(14)底部中间位置，所述的潜艇对接装置(40)四周分布对接照明灯和对接摄像头，所述的潜艇救援模块(43)安装在遥控水下机器人(14)中部，所述的遥控水下机器人(14)中部还设有ROV控制舱(37)，所述的遥控水下机器人(14)顶部设有浮力材，所述的遥控水下机器人(14)上还设有多个多角度分布的ROV推进器。
9.根据权利要求8所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的机器人舱的前舱壁上涂有用于回收遥控水下机器人(14)时进行定位的定位标志(52)，所述的定位标志(52)与遥控水下机器人(14)上的主摄像头(44)视野正对。
10.根据权利要求1～9所述的一种用于水下救援的无人艇，其特征在于，所述的无人艇作业时的具体方法包括如下步骤：
S1、无人艇接收搜救指令后，自主规划出发地至潜艇失事海域的路径，并通过通讯感知单元自主航行至目标海域，到达目标海域后，向岸基或船载指挥中心汇报状态，得到开始搜索指令后，开启水下搜索模块在目标区域内进行搜索，若搜索到目标潜艇，则上报当前方位和相关信息，等待指挥中心进一步指示，收到指挥中心释放遥控水下机器人(14)进行靠近观察指令后，执行步骤S3，若未搜索到目标潜艇，则执行步骤S2；
S2、上报当前无人艇状态，等待指挥中心进一步指示，收到指挥中心执行精确搜索命令后，执行步骤S3；
S3、执行遥控水下机器人(14)释放程序：开合式舱门开启，遥控水下机器人(14)自检，回收释放装置释放遥控水下机器人(14)，遥控水下机器人(14)脱离机器人舱；
S4、遥控水下机器人(14)通过搜索对接结构进行搜索扫描，并上传给指挥中心进行评估，接收到对接指令后，遥控水下机器人(14)与目标潜艇自动对接，若不成功，则进行指挥中心远程遥控对接；
S5、对接完成后，遥控水下机器人(14)通过无人艇建立目标潜艇内部和指挥中心之间的通讯，收到救援指令后，救援供给模块工作并通过潜艇救援模块(43)对目标潜艇进行救援；
S6、完成救援任务，回收释放装置回收遥控水下机器人(14)返回机器人舱，开合式舱门闭合，无人艇自主返回。
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