CN115476986A - 一种无人潜航器水下回收装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种无人潜航器水下回收装置及方法，属于水下设备领域。回收装置，包括：捕捉网、配重和推进器，捕捉网顶部用于与母船的起吊设备相连；配重位于捕捉网的底部，且与捕捉网的底部相连；推进器位于捕捉网的底部，且与捕捉网的底部相连。本公开能够回收深海的无人潜航器。
Description
技术领域
本公开属于水下设备领域，特别涉及一种无人潜航器水下回收装置及方法。
背景技术
无人潜航器在海洋科考、海洋工程等领域的应用非常广泛，可用于海底探测、采样，以及海底工程的检修等。
无人潜航器在工作的过程中，可能会出现通信问题或者动力问题，导致无人潜航器无法自主上浮回收，需要采取其他手段进行回收。在相关技术中，通常采用潜水员下潜挂钩的方式，将无人潜航器吊上水面，从而实现回收。
然而，由于潜水员的下潜深度受到限制，所以若无人潜航器所处的水深过深，将无法回收。
发明内容
本公开实施例提供了一种无人潜航器水下回收装置及方法，能够回收深处的无人潜航器。所述技术方案如下：
一方面，本公开实施例提供了一种回收装置，包括：
捕捉网，顶部用于与母船的起吊设备相连；
配重，位于所述捕捉网的底部，且与所述捕捉网的底部相连；
推进器，位于所述捕捉网的底部，且与所述捕捉网的底部相连。
在本公开的一种实现方式中，所述捕捉网包括吊绳连接器和网体；
所述吊绳连接器位于所述网体的顶部，且与所述网体相连，所述吊绳连接器用于与所述起吊设备可拆卸地相连。
在本公开的一种实现方式中，所述捕捉网还包括至少两个展网浮体；
各所述展网浮体均位于所述网体的顶部，且分别位于所述吊绳连接器的两侧，各所述展网浮体均与所述网体相连。
在本公开的一种实现方式中，所述网体的顶部具有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面均与所述吊绳连接器相连；
所述展网浮体为板状结构件，所述展网浮体与所述第一斜面或者第二斜面相贴。
在本公开的一种实现方式中，所述展网浮体背离所述网体的一侧面为流线型。
在本公开的一种实现方式中，所述网体为不锈钢丝绳编织体或凯夫拉绳编织体。
在本公开的一种实现方式中，所述配重包括柔性连接的多个配重体；
各所述配重体沿所述捕捉网的底部边缘布置。
在本公开的一种实现方式中，所述回收装置包括至少两个所述推进器；
各所述推进器相互间隔，且分别位于所述捕捉网的底部边缘处。
在本公开的一种实现方式中，所述回收装置还包括监控器；
所述监控器位于所述捕捉网的顶部，且与所述捕捉网相连，所述监控器的摄像头朝向所述捕捉网的底部。
另一方面，本公开实施例提供了一种无人潜航器水下回收方法，基于前文所述的回收装置，所述回收方法包括：
通过母船将所述回收装置移动至无人潜航器附近；
通过所述母船的起吊设备将所述回收装置下放，使得所述回收装置在所述配重的作用下下沉至所述无人潜航器附近；
通过所述推进器将所述回收装置移动至所述无人潜航器处，使得所述捕捉网与所述无人潜航器的挂钩相连；
通过所述起吊设备将所述回收装置和所述无人潜航器一同吊起。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过本公开实施例提供的回收装置对无人潜航器进行回收时，通过母船将回收装置移动至无人潜航器的上方，并利用母船上的起吊设备将回收装置下放，在配重的作用下，回收装置下潜至无人潜航器处。启动推进器，使得推进器带动捕捉网朝向无人潜航器移动，以便于捕捉网的底部能够与无人潜航器上的挂钩相连。在捕捉网与无人潜航器上的挂钩勾在一起后，通过母船上的起吊设备将回收装置吊起，以实现对于无人潜航器的回收。
也就是说，由于本公开实施例提供的回收装置，在对无人潜航器进行回收时，无需潜水员的参与，所以不会受到水深的限制，能够对处于水深较深处的无人潜航器进行回收。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的回收装置的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的回收装置的工作示意图；
图3是本公开实施例提供的无人潜航器水下回收系统的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的无人潜航器水下回收系统的工作示意图；
图5是本公开实施例提供的无人潜航器水下回收方法的流程图。
图中各符号表示含义如下：
10、捕捉网；
110、吊绳连接器；120、网体；121、第一斜面；122、第二斜面；130、展网浮体；
20、配重；
210、配重体；
30、推进器；
40、监控器；
100、母船；1100、起吊设备；1200、缆绳；200、回收装置；300、电缆；
1000、无人潜航器。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
无人潜航器在海洋科考、海洋工程等领域的应用非常广泛，常规的无人潜航器主要包括UUV(Unmanned Underwater Vehicle)和AUV(Autonomous Underwater Vehicle)两种，能够应用于海底探测、采样，以及海底工程的检修等。
无人潜航器在工作的过程中，可能会出现通信问题或者动力问题，导致无人潜航器无法自主上浮回收，此时就需要采取其他手段进行回收。在相关技术中，通常采用潜水员下潜挂钩的方式，将无人潜航器吊上水面，从而实现无人潜航器的回收。
然而，由于潜水员的下潜深度受到限制，所以若无人潜航器所处的水深过深，将无法回收。
为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种无人潜航器水下回收装置，图1为该回收装置200的结构示意图，参见图1，在本实施例中，该回收装置200包括捕捉网10、配重20和推进器30。捕捉网10的顶部用于与母船100的起吊设备1100相连，配重20位于捕捉网10的底部，且与捕捉网10的底部相连，推进器30位于捕捉网10的底部，且与捕捉网10的底部相连。
图2为回收装置200的工作示意图，结合图2，通过本公开实施例提供的回收装置200对无人潜航器1000进行回收时，通过母船100将回收装置200移动至无人潜航器1000的上方，并利用母船100上的起吊设备1100将回收装置200下放，在配重20的作用下，回收装置200下潜至无人潜航器1000处。启动推进器30，使得推进器30带动捕捉网10朝向无人潜航器1000移动，以便于捕捉网10的底部能够与无人潜航器1000上的挂钩相勾。在捕捉网10与无人潜航器1000上的挂钩勾在一起后，通过母船100上的起吊设备1100将回收装置200吊起，以实现对于无人潜航器1000的回收。
也就是说，由于本公开实施例提供的回收装置200，在对无人潜航器1000进行回收时，无需潜水员的参与，所以不会受到水深的限制，能够对处于水深较深处的无人潜航器1000进行回收。
由前文可知，捕捉网10能够实现与无人潜航器1000之间的挂扣，下面对捕捉网10进行介绍。
再次参见图1，在本实施例中，捕捉网10包括吊绳连接器110和网体120。
吊绳连接器110位于网体120的顶部，且与网体120相连，吊绳连接器110用于与起吊设备1100可拆卸地相连(参见图2)。
网体120为捕捉网10的主体结构，其用于实现与无人潜航器1000上的挂钩相勾。并且，由于网体120的面积较大，所以能够很方便的与无人潜航器1000上的挂钩相勾，有效的提高了回收装置200的作业效率。
示例性地，网体120为不锈钢丝绳编织体或凯夫拉绳编织体。也就是说，网体120通过不锈钢丝绳编织形成，或者是通过凯夫拉绳编织形成。这两种绳索均具有很强的结构强度，能够可靠的承载无人潜航器1000。
吊绳连接器110用于与起吊设备1100的缆绳1200相连，从而通过缆绳1200实现与起吊设备1100之间的连接。并且，缆绳1200与吊绳连接器110之间可拆卸地连接，如此一来，若回收装置200在水下被卡住，能够及时的断开缆绳1200与回收装置200之间的连接，避免了造成进一步地损失。
示例性地，吊绳连接器110包括液压驱动的挂钩，缆绳1200与吊绳连接器110之间通过该挂钩相连。在缆绳1200与该挂钩连接后，挂钩利用液压动力将缆绳1200锁扣住，在需要断开缆绳1200与回收装置200之间的连接时，控制该挂钩开启，从而与缆绳1200脱离。
在其他实施例中，吊绳连接器110和缆绳1200之间通过快接接头相连，该快接接头能够承载起吊无人潜航器1000的载荷，但当回收装置200在水下被卡住时，该快接接头承载的载荷突然增大，将导致快接结构断开，从而自动断开缆绳1200与回收装置200之间的连接。
继续参见图1，在本实施例中，捕捉网10还包括至少两个展网浮体130，各展网浮体130均位于网体120的顶部，且分别位于吊绳连接器110的两侧，各展网浮体130均与网体120相连。
展网浮体130能够在浮力的作用下上浮，如此一来，当回收装置200在水下时，展网浮体130能够利用自身受到的浮力，给网体120施加向上的作用力，从而将网体120的顶部向上伸展开，避免了网体120在水下缠绕在一起。并且，由于展网浮体130位于吊绳连接器110的两侧，所以能够以吊绳连接器110为中心，均匀的向网体120施加作用力，避免了网体120因受力不均而倾斜翻覆。
需要说明的是，虽然展网浮体130能够向网体120施加向上的作用力，但是网体120依然能够在配重20的作用下，自行下沉。也就是说，展网浮体130不会影响到回收装置200的正常下沉。
示例性地，展网浮体130内充有气体、泡沫颗粒等密度较小的填充物，从而保证了展网浮体130能够对网体120施加足够的作用力。
在本实施例中，网体120的顶部具有第一斜面121和第二斜面122，第一斜面121和第二斜面122均与吊绳连接器110相连，展网浮体130为板状结构件，展网浮体130与第一斜面121或者第二斜面122相贴。
在上述实现方式中，第一斜面121和第二斜面122使得网体120的顶部为V形，且尖部背离网体120的底部，也即朝向水面。如此一来，当回收装置200承载无人潜航器1000的负载上浮时，能够有效的减少受到的来自水流的阻力，使得回收装置200能够更容易的承载无人潜航器1000上浮。
另外，由于展网浮体130为板状结构件，且与第一斜面121或者第二斜面122相贴，所以增大了展网浮体130与网体120之间的接触面积，使得展网浮体130能够更好的向网体120施加作用力，从而平稳的展开网体120，进而有效的避免了网体120倾斜。
示例性地，展网浮体130与网体120之间通过多根扎带绑接在一起，使得展网浮体130与网体120之间稳固的相连。当然，在需要更换展网浮体130时，能够将扎带解开，从而便于展网浮体130的更换，通过更换不同的展网浮体130，能够调整网体120受到的上浮作用力。
在本实施例中，展网浮体130背离网体120的一侧面为流线型。
在上述实现方式中，流线型的展网浮体130，能够有效的减少水流对展网浮体130作用的阻力。如此一来，不仅能够使得回收装置200能够更容易的承载无人潜航器1000上浮，还能够使得网体120更容易的展开。
在本实施例中，回收装置200包括至少两个推进器30，各推进器30相互间隔，且分别位于捕捉网10的底部边缘处。
由于推进器30与网体120相连，所以推进器30能够驱动与其相连的部分网体120移动。将至少两个推进器30分别布置在网体120的底部边缘处，能够使得推进器30驱动网体120向不同的方向移动，从而有利于网体120与无人潜航器1000的挂钩相勾。
示例性地，网体120的底部为矩形结构，回收装置200包括四个推进器30，四个推进器30分别与网体120的四角一一对应，四个推进器30分别位于对应的一个角落处。在需要驱动网体120移动时，四个推进器30均能够按需工作，使得网体120的底部能够在四个不同的方向上移动。
当然，在其他实施例中，为了节约回收装置200的制造成本，也能够减少推进器30的数量，例如两个推进器30。此时将两个推进器30分别与网体120的一对对角一一对应，两个推进器30分别位于对应的一个角落处。在需要驱动网体120移动时，两个推进器30均能够按需工作，使得网体120的底部能够在两个不同的方向上移动
示例性地，推进器30为轴流推进器30、涡流推进器30等，本公开对此不作限制。
在本实施例中，配重20包括柔性连接的多个配重体210，各配重体210沿捕捉网10的底部边缘布置。
在上述实现方式中，配重20能够有效的增加回收装置200的整体重量，使得回收装置200能够在自身重力的作用下下沉，从而快速的达到无人潜航器1000所处的位置。由于配重20的多个配重体210沿着网体120的底部边缘布置，所以配重20能够对网体120均匀的施加重力，避免了网体120倾斜。并且，由于各配重体210之间柔性连接，所以配重20能够随着网体120一同展开或者收拢，不会对网体120造成影响。
示例性地，配重体210为铅块，各配重体210之间通过绳索相连。
在本实施例中，还包括监控器40，监控器40位于捕捉网10的顶部，且与捕捉网10相连，监控器40的摄像头朝向捕捉网10的底部。
在上述实现方式中，由于监控器40位于捕捉网10的顶部，且监控器40的摄像头朝向捕捉网10的底部，所以通过监控器40，能够清晰的监控到捕捉网10与无人潜航器1000之间的对接，从而便于网体120的底部与无人潜航器1000的挂钩之间相勾。
需要说明的是，由于监控器40的工作环境是在水下，所以监控器40具有良好的防水能力，并且能够抵抗至少100米水深的高压。
示例性地，监控器40位于吊绳连接器110上。为了能够多角度的监控捕捉网10与无人潜航器1000之间的对接，监控器40在吊绳连接器110上的位置，以及监控器40的数量，均能够根据实际需求进行调整，本公开对此不作限制。
下面对回收装置200的工作方式进行介绍。
首先，利用母船100将回收装置200移动至无人潜航器1000处，并将吊绳连接器110与起吊设备1100的缆绳1200相连，通过起吊设备1100将回收装置200下入水中。在配重20的作用下，回收装置200组件下沉至无人潜航器1000处。在回收装置200下沉的过程中，展网浮体130在浮力的作用下展开，从而将网体120的顶部展开。
然后，在监控器40的监控下，通过推进器30驱动网体120移动，以将网体120的底部对准无人潜航器1000的挂钩，使得网体120的底部与无人潜航器1000的挂钩相勾。
最后，通过起吊设备1100将回收装置200上吊，使得回收装置200带着无人潜航器1000上浮，完成对于无人潜航器1000的回收。
图3为本公开实施例提供的一种无人潜航器水下回收系统的结构示意图，结合图3，在本实施例中，该回收系统包括母船100和回收装置200，母船100具有起吊设备1100，回收装置200为图1-2所示的回收装置200，回收装置200的捕捉网10与起吊设备1100的缆绳1200相连。
图4为无人潜航器水下回收系统的工作示意图，结合图4，通过本公开实施例提供的无人潜航器水下回收系统对无人潜航器1000进行回收时，通过母船100将回收装置200移动至无人潜航器1000的上方，并利用母船100上的起吊设备1100将回收装置200下放，在配重20的作用下，回收装置200下潜至无人潜航器1000处。启动推进器30，通过推进器30带动捕捉网10的底部展开，以便于捕捉网10的底部能够与无人潜航器1000上的挂钩相勾。在捕捉网10与无人潜航器1000上的挂钩勾在一起后，通过母船100上的起吊设备1100将回收装置200吊起，以实现对于无人潜航器1000的回收。
也就是说，由于本公开实施例提供的无人潜航器水下回收系统，在对无人潜航器1000进行回收时，无需潜水员的参与，所以不会受到水深的限制，能够对处于水深较深处的无人潜航器1000进行回收。
在本实施例中，起吊设备1100A字架和绞车，缆绳1200的一端卷绕在绞车的滚筒上，缆绳1200的另一端绕过A字架，并与吊绳连接器110相连。
在上述实现方式中，通过缆车收卷和放出缆绳1200，能够实现对于回收装置200的下放和上升。
为了实现与推进器30和监控器40之间的控制和通信，母船100与推进器30和监控器40之间连接有电缆300。
下面对回收装置200的工作方式进行介绍。
首先，根据水下定位(超短基线定位等)确定无人潜航器1000的位置，并将母船100航行至该位置。
接着，将吊绳连接器110与起吊设备1100的缆绳1200相连，通过起吊设备1100将回收装置200下入水中。在配重20的作用下，回收装置200组件下沉至无人潜航器1000处。在回收装置200下沉的过程中，展网浮体130在浮力的作用下展开，从而将网体120的顶部展开。
然后，在监控器40的监控下，通过推进器30驱动网体120移动，以将网体120的底部对准无人潜航器1000的挂钩，使得网体120的底部与无人潜航器1000的挂钩相勾。
最后，通过起吊设备1100将回收装置200上吊，使得回收装置200带着无人潜航器1000上浮，完成对于无人潜航器1000的回收。
图5为本公开实施例提供的一种无人潜航器水下回收方法的流程图，参见图5，在本实施例中，该回收方法基于图1-2所示的回收装置，该回收方法包括：
步骤501：通过母船100将回收装置200移动至无人潜航器附近。
步骤502：通过母船100的起吊设备1100将回收装置200下放，使得回收装置200在配重20的作用下下沉至无人潜航器附近；
步骤503：通过推进器30将捕捉网10移动至无人潜航器处，使得捕捉网10与无人潜航器的挂钩相连。
步骤504：通过起吊设备1100将回收装置200和无人潜航器一同吊起。
通过本公开实施例提供的回收方法，能够对处于深海的无人潜航器进行回收。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则相对位置关系也可能相应地改变。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无人潜航器水下回收装置，其特征在于，包括：
捕捉网(10)，顶部用于与母船(100)的起吊设备(1100)相连；
配重(20)，位于所述捕捉网(10)的底部，且与所述捕捉网(10)的底部相连；
推进器(30)，位于所述捕捉网(10)的底部，且与所述捕捉网(10)的底部相连。
2.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于，所述捕捉网(10)包括吊绳连接器(110)和网体(120)；
所述吊绳连接器(110)位于所述网体(120)的顶部，且与所述网体(120)相连，所述吊绳连接器(110)用于与所述起吊设备(1100)可拆卸地相连。
3.根据权利要求2所述的回收装置，其特征在于，所述捕捉网(10)还包括至少两个展网浮体(130)；
各所述展网浮体(130)均位于所述网体(120)的顶部，且分别位于所述吊绳连接器(110)的两侧，各所述展网浮体(130)均与所述网体(120)相连。
4.根据权利要求3所述的回收装置，其特征在于，所述网体(120)的顶部具有第一斜面(121)和第二斜面(122)，所述第一斜面(121)和所述第二斜面(122)均与所述吊绳连接器(110)相连；
所述展网浮体(130)为板状结构件，所述展网浮体(130)与所述第一斜面(121)或者第二斜面(122)相贴。
5.根据权利要求4所述的回收装置，其特征在于，所述展网浮体(130)背离所述网体(120)的一侧面为流线型。
6.根据权利要求2所述的回收装置，其特征在于，所述网体(120)为不锈钢丝绳编织体或凯夫拉绳编织体。
7.根据权利要求1-6任一项所述的回收装置，其特征在于，所述配重(20)包括柔性连接的多个配重体(210)；
各所述配重体(210)沿所述捕捉网(10)的底部边缘布置。
8.根据权利要求1-6任一项所述的回收装置，其特征在于，包括至少两个所述推进器(30)；
各所述推进器(30)相互间隔，且分别位于所述捕捉网(10)的底部边缘处。
9.根据权利要求1-6任一项所述的回收装置，其特征在于，还包括监控器(40)；
所述监控器(40)位于所述捕捉网(10)的顶部，且与所述捕捉网(10)相连，所述监控器(40)的摄像头朝向所述捕捉网(10)的底部。
10.一种无人潜航器水下回收方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的回收装置，所述回收方法包括：
通过母船(100)将所述回收装置(200)移动至无人潜航器(1000)附近；
通过所述母船(100)的起吊设备(1100)将所述回收装置(200)下放，使得所述回收装置(200)在所述配重(20)的作用下下沉至所述无人潜航器(1000)附近；
通过所述推进器(30)将所述捕捉网(10)移动至所述无人潜航器(1000)处，使得所述捕捉网(10)与所述无人潜航器(1000)的挂钩相连；
通过所述起吊设备(1100)将所述回收装置(200)和所述无人潜航器(1000)一同吊起。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211024580.9A CN115476986A (zh) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 一种无人潜航器水下回收装置及方法 |
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| CN202211024580.9A CN115476986A (zh) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 一种无人潜航器水下回收装置及方法 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017211959A1 (de) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Bergevorrichtung und zugehöriges verfahren |
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2022
- 2022-08-25 CN CN202211024580.9A patent/CN115476986A/zh active Pending
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