CN113401322A - 一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱，属于水下无人装备领域。该系统由舱体、舱门、尾翼、吊环、光电复合拖缆、水密光电接口、滑轨、压舱铅块、水声通信系统和水声定位系统组成。舱体采用开放式结构设计，模块化水下智能装备平台所有的传感器和执行器在其内部均能正常工作。本发明能够进行模块化水下智能装备平台的布放与回收，并辅助模块化水下智能装备平台实现自主巡航测量和拖渔测量模式的切换，具有回收布放自动化程度高，延长模块化水下智能装备平台的水下工作时间，降低维护使用成本等优点，能够帮助模块化水下智能装备平台根据任务需要快速完成角色转换，极大地提高模块化水下智能无人装备系统的体系化和智能化。

Description

一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱

技术领域：

本发明属于水下无人装备领域，特别是涉及一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱。

背景技术：

水下无人装备的回收一直是海洋科考工作中的一项重难点课题。尤其遇上恶劣天气环境时，风大浪急，传统的海面人工套索回收实施起来难度很大，非常容易造成人员受伤，也极有可能出现无人装备和母船相撞的情况，造成设备损坏和财产损失。布放过程也是如此，都需要一定程度的人工参与，因此都具有一定的操作难度和危险性。

作为一种新型水下智能无人装备，模块化水下智能装备平台同样需要面对布放和回收难题，且需要具备在自主巡航测量和拖渔测量模式之间自由切换的能力。因此，需要一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱来实现上述几种功能。

发明内容：

针对上述问题，本发明提供了一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱，能够实现模块化水下智能装备平台的智能自主水下布放与回收，几乎不需要人工参与，降低了操作难度、提高了工作效率、减小了操作风险。依靠本发明，模块化水下智能装备平台能够实现自主巡航测量和拖渔测量模式之间的自由切换。同时，本发明能够为模块化水下智能装备平台进行水下有线充电、下达任务指令并回收数据，延长了模块化水下智能装备平台在水下连续工作的时间，避免了频繁的布放与回收，节约了时间成本、使用成本和维护保养成本，极大地提高模块化水下智能无人装备系统的标准化、体系化和智能化。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱，由舱体、舱门、尾翼、吊环、光电复合拖缆、水密光电接口、滑轨、压舱铅块、水声通信系统、水声定位系统组成；所述舱体通过光电复合拖缆和吊环与母船连接，舱体配置成中性浮力，底部前后两端配有压舱铅块，舱体下潜时，母船释放光电复合拖缆，舱体依靠压舱铅块的重量下潜至工作深度，到达工作深度后释放压舱铅块，舱体处于中性浮力状态，回收时母船收光电复合拖缆，利用母船上的龙门吊钩住吊环实现舱体回收；所述舱体采用开放式结构设计，在舱体内，模块化水下智能装备平台所有的传感器和执行器均能正常工作；所述舱门打开时呈喇叭口状，类似于加油机的输油口，有利于在对接过程中引导模块化水下智能装备平台进入舱体；对接完毕后，舱门通过滑轨收缩锁紧，将模块化水下智能装备平台锁定，模块化水下智能装备平台和多功能收放舱之间通过水密光电接口连接，母船通过光电复合拖缆和水密光电接口对模块化水下智能装备平台进行水下有线充电、通信、控制与数据传输；舱体上装有水声通信系统和水声定位系统，在对接过程中与模块化水下智能装备平台进行实时通信，便于水下智能装备平台准确调整位置和姿态，同时，所述尾翼能够使舱体在对接过程中具有一定的姿态保持能力；所述用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱的功能包括：模块化水下智能装备平台的布放与回收，自主巡航测量和拖渔测量模式的切换。

作为本发明的进一步改进，所述的用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱能够进行模块化水下智能装备平台的布放与回收：模块化水下智能装备平台自主航行进入舱体，完成两者之间的水密光电接口对接，舱门通过滑轨收紧锁死，母船收光电复合拖缆实现模块化水下智能装备平台的回收；布放则是其逆过程；所述模块化水下智能装备平台不能直接吊装，其布放、回收和运输均采用多功能收放舱。

作为本发明的进一步改进，所述的用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱能够辅助模块化水下智能装备平台实现自主巡航测量和拖渔测量模式的切换：当模块化水下智能装备平台在远离母船的深海工作时，需要依靠自身搭载的电池在深海测区进行自主巡航测量；当模块化水下智能装备平台在母船附近的浅海工作时，自主完成与多功能收放舱的对接，母船拖曳对接后的多功能收放舱和模块化水下智能装备平台的复合体进行拖渔测量作业，由母船对模块化水下智能装备平台进行全程控制、有线充电、任务规划和健康检测，模块化水下智能装备平台只需执行正常的测量功能；还能够适度放松光电复合拖缆，令模块化水下智能装备平台在光电复合拖缆允许的活动范围内，在母船周围进行小范围自由作业。

本发明的有益效果是：

本发明能够实现模块化水下智能装备平台的智能自主水下布放与回收，几乎不需要人工参与，降低了操作难度、提高了工作效率、减小了操作风险。水下布放与回收的方式又可避免恶劣天气的影响，即使在海面风大浪急的时候，在水下相对安静的环境中仍可进行正常的作业而不受天气的影响。同时，多功能收放舱主体为开放式结构设计，在舱体内，模块化水下智能装备平台所有的传感器和执行器均可正常工作，能够在水下实现多种工作模式的自由切换，延长了模块化水下智能装备平台在水下的连续工作时间，避免了频繁的布放与回收，节约了时间成本、使用成本和维护保养成本，可以根据任务需要快速完成角色转换，能够极大地提高模块化水下智能无人装备系统的体系化和智能化。

附图说明：

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的系统与模块化水下智能装备平台的对接过程示意图；

图3为本发明对接完成之后的侧视图；

图中所示：1-舱体，2-舱门，3-尾翼，4-吊环，5-光电复合拖缆，6-水密光电接口，7-滑轨，8-压舱铅块，9-水声通信系统，10-水声定位系统，11-模块化水下智能装备平台。

具体实施方式：

下面将通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本发明的系统结构图。本发明由舱体1、舱门2、尾翼3、吊环4、光电复合拖缆5、水密光电接口6、滑轨7、压舱铅块8、水声通信系统9和水声定位系统10组成。

图2为本发明的系统与模块化水下智能装备平台的对接过程示意图。由左至右依次为对接前、对接过程中和对接完成。从图2中可以看到，在对接前，舱门2打开时呈喇叭口状，类似于加油机的输油口，有利于在对接过程中引导模块化水下智能装备平台11进入舱体1；对接完毕后，舱门2通过滑轨7收缩锁紧，将模块化水下智能装备平台11锁定，从图1和图2中可以看到，舱体1的上、下、左、右方向上均匀分布有四条滑轨7，便于舱门2均匀收缩锁紧。对接后，模块化水下智能装备平台11和多功能收放舱之间通过水密光电接口6连接，母船通过光电复合拖缆5和水密光电接口6对模块化水下智能装备平台11进行水下有线充电、通信、控制与数据传输。

图3为本发明对接完成之后的侧视图。从图3中可以看到舱体1腹部的细节，包括压舱铅块8、水声通信系统9和水声定位系统10。舱体1通过光电复合拖缆5和吊环4与母船连接，舱体1配置成中性浮力，底部前后两端配有压舱铅块8，舱体1下潜时母船释放光电复合拖缆5，舱体1依靠压舱铅块8的重量下潜至工作深度，到达工作深度后释放压舱铅块8，舱体1处于中性浮力状态，回收时母船收光电复合拖缆5，利用母船上的龙门吊钩住吊环4实现舱体1回收。舱体1上装有水声通信系统9和水声定位系统10，在对接过程中能够与模块化水下智能装备平台11进行实时通信，便于模块化水下智能装备平台11准确调整位置和姿态，同时，所述尾翼3能够使舱体1在对接过程中具有一定的姿态保持能力。舱体1采用开放式结构设计，在舱体1内，模块化水下智能装备平台11所有的传感器和执行器均能够正常工作。

以上所述的用于模块化水下智能装备平台11的多功能收放舱包括以下功能：模块化水下智能装备平台11的布放与回收，自主巡航测量和拖渔测量模式的切换。

模块化水下智能装备平台11的布放与回收：模块化水下智能装备平台11自主航行进入舱体1，完成两者之间的水密光电接口6对接，舱门1通过滑轨7收紧锁死，母船收光电复合拖缆5实现模块化水下智能装备平台11的回收；布放则是其逆过程。所述模块化水下智能装备平台11不能直接吊装，其布放、回收和运输均采用多功能收放舱。此功能能够实现布放回收自动化，减少人工参与，加强操作安全性。

所述的用于模块化水下智能装备平台11的多功能收放舱能够辅助模块化水下智能装备平台11实现自主巡航测量和拖渔测量模式的切换：当模块化水下智能装备平台11在远离母船的深海工作时，需要依靠自身搭载的电池在深海测区进行自主巡航测量；当模块化水下智能装备平台11在母船附近的浅海工作时，自主完成与多功能收放舱的对接，母船拖曳对接后的多功能收放舱和模块化水下智能装备平台11的复合体进行拖渔测量作业，由母船对模块化水下智能装备平台11进行全程控制、有线充电、任务规划和健康检测，模块化水下智能装备平台11执行正常的测量功能，同时回传一个工作周期内的测量数据；还能够适度放松光电复合拖缆5，令模块化水下智能装备平台11在光电复合拖缆5允许的活动范围内，在母船周围进行小范围自由作业。完成充电、检测、数据回传后，模块化水下智能装备平台11能够自行脱离母船，进入自主巡航测量模式去执行新的任务。此功能可延长模块化水下智能装备平台11的水下工作时间，减少回收布放频率、提高工作效率、控制运行成本。

本发明具有回收布放自动化程度高，工作模式灵活多样，延长模块化水下智能装备平台11工作时间，降低维护使用成本等优点。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱，其特征在于，所述多功能收放舱由舱体、舱门、尾翼、吊环、光电复合拖缆、水密光电接口、滑轨、压舱铅块、水声通信系统、水声定位系统组成；所述舱体通过光电复合拖缆和吊环与母船连接，舱体配置成中性浮力，底部前后两端配有压舱铅块，舱体下潜时，母船释放光电复合拖缆，舱体依靠压舱铅块的重量下潜至工作深度，到达工作深度后释放压舱铅块，舱体处于中性浮力状态，回收时母船收光电复合拖缆，利用母船上的龙门吊钩住吊环实现舱体回收；所述舱体采用开放式结构设计，在舱体内，模块化水下智能装备平台所有的传感器和执行器均能正常工作；所述舱门打开时呈喇叭口状，类似于加油机的输油口，有利于在对接过程中引导模块化水下智能装备平台进入舱体；对接完毕后，舱门通过滑轨收缩锁紧，将模块化水下智能装备平台锁定，模块化水下智能装备平台和多功能收放舱之间通过水密光电接口连接，母船通过光电复合拖缆和水密光电接口对模块化水下智能装备平台进行水下有线充电、通信、控制与数据传输；舱体上装有水声通信系统和水声定位系统，在对接过程中与模块化水下智能装备平台进行实时通信，便于水下智能装备平台准确调整位置和姿态，同时，所述尾翼能够使舱体在对接过程中具有一定的姿态保持能力；所述用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱的功能包括：模块化水下智能装备平台的布放与回收，自主巡航测量和拖渔测量模式的切换。

2.如权利要求1所述的一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱，其特征在于，所述的用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱能够进行模块化水下智能装备平台的布放与回收：模块化水下智能装备平台自主航行进入舱体，完成两者之间的水密光电接口对接，舱门通过滑轨收紧锁死，母船收光电复合拖缆实现模块化水下智能装备平台的回收；布放则是其逆过程；所述模块化水下智能装备平台不能直接吊装，其布放、回收和运输均采用多功能收放舱。

3.如权利要求1所述的一种用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱，其特征在于，所述的用于模块化水下智能装备平台的多功能收放舱能够辅助模块化水下智能装备平台实现自主巡航测量和拖渔测量模式的切换：当模块化水下智能装备平台在远离母船的深海工作时，需要依靠自身搭载的电池在深海测区进行自主巡航测量；当模块化水下智能装备平台在母船附近的浅海工作时，自主完成与多功能收放舱的对接，母船拖曳对接后的多功能收放舱和模块化水下智能装备平台的复合体进行拖渔测量作业，由母船对模块化水下智能装备平台进行全程控制、有线充电、任务规划和健康检测，模块化水下智能装备平台只需执行正常的测量功能；还能够适度放松光电复合拖缆，令模块化水下智能装备平台在光电复合拖缆允许的活动范围内，在母船周围进行小范围自由作业。

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