CN117208169A - 一种返回舱海上打捞回收系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种返回舱海上打捞回收系统及其工作方法，涉及返回舱救援技术领域，该系统包括打捞船舶、打捞网具，还包括拖曳绞机，安装在打捞船舶沿长度方向上的一侧，与打捞网具的固定端相连；龙门起吊装置，安装在打捞船舶的后甲板上，悬吊设置有夹持机构、进行升降起吊作业的起重绳；无人艇，航行于打捞船舶设有打捞网具的一侧时，与打捞网具的展开端可拆卸相连；操作平台及支撑座，安装于后甲板上与龙门起吊装置相邻的位置，设有相对打捞船舶做滑移运动的返回舱支撑座架。返回舱通过起重绳由龙门起吊装置起吊到后甲板上的返回舱支撑座架，再有工作人员进行救援，该发明实用性强，安全性、可靠性高，可以实现航天返回舱海上高效的打捞回收。

Description

一种返回舱海上打捞回收系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及返回舱救援技术领域，具体涉及到一种返回舱海上打捞回收系统及其工作方法。

背景技术

返回舱是航天发射时航天员的座舱，是航天员往返太空时乘坐的舱段，航天任务结束后返回地球时可以在陆地或海上着陆。

在太空任务的大多数情况下，返回舱会选择在海洋中着陆，通常是远离陆地和人口密集区域的地方。这是因为海洋提供了相对广阔的着陆区域，海洋着陆范围广，备选范围大，海上着陆可以大大减少返回舱着陆的冲击力，降低着陆过程中可能的风险和危险，还能节约舱体材料上的成本费用。

一旦返回舱着陆在海上，任务团队通常会派遣救援船只前往返回舱的着陆点。这些救援队伍有时称为“搜救队”，他们的任务是确保宇航员安全返回，并尽快将他们从返回舱中救出。

比如公告号为CN107487424B的中国发明公开了一种航天器海上回收方法与装备，包括救助打捞船，所述救助打捞船用伸缩吊、航天器座架、前后张紧装置；所述伸缩吊向舷侧伸出并可转动，所述伸缩吊上设有打捞拦截臂、油缸、倾角传感器，控制中心根据倾角传感器的倾角参数控制油缸的伸缩，从而根据船舶横摇进行对打捞拦截臂的水平度进行补偿；所述打捞拦截臂下部吊接防摇装置；打捞拦截臂下部吊接网具。通过伸缩吊等结构将网具展开，以及将打捞到返回舱的网具起吊至救助打捞船上。

但是海上天气情况复杂，搜救时必须考虑海况，海况是指在风力作用下，根据视野内海面状况、波峰的形状及其破裂程度和浪花泡沫出现的多少等，把海况从低到高一共分为10级，一般在4级海况以上就会对船舶进行搜救作业造成较大影响，尤其是高海况下影响更大。

上述发明中的救助打捞船在海况较小的时候，可以正常开展对返回舱的打捞回收作业，然而，伸缩吊以及伸缩吊上附加的辅助结构作为操作网具的大型起吊回收设备，在高海况情况下，这种大型起吊回收设备由于受力面积大，容易受到风浪的影响，导致摇摆或者发生倾斜的可能性，在水中的网具也会受到风浪的影响而导致拖曳力增大，使得展开网具的操作变得困难，更别说后续起吊网具的操作，甚至大型起吊回收设备会遭受损坏，存在安全风险，综述，导致对返回舱的打捞回收作业效率降低，可靠性降低。

因此，存在待改进之处，本发明提供一种返回舱海上打捞回收系统及其工作方法，有效保障高海况情况下返回舱在海上打捞回收。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明目的在于提出一种返回舱海上打捞回收系统，具体方案如下：

一种返回舱海上打捞回收系统，包括打捞船舶、打捞网具，打捞网具形成有一个可相对打捞网具脱离的返回舱存放部，系统还包括：

拖曳绞机，安装在打捞船舶沿长度方向上的一侧，与打捞网具的固定端相连；

龙门起吊装置，安装在打捞船舶的后甲板上，悬吊设置有夹持机构、进行升降起吊作业的起重绳，起重绳的一端与返回舱存放部配合进行网口聚拢；

无人艇，航行于打捞船舶设有打捞网具的一侧时，与打捞网具的展开端可拆卸相连；

操作平台及支撑座，安装于后甲板上与龙门起吊装置相邻的位置，设有相对打捞船舶做滑移运动的返回舱支撑座架。

由此，打捞返回舱时，打捞网具由于一端连接在打捞船舶上的拖曳绞机，另一端只需由无人艇在航行过程中进行展开至便于返回舱进入返回舱存放部，当返回舱进入返回舱存放部后，将装有返回舱的返回舱存放部从打捞网具上分离，由龙门起吊装置带动起重绳将返回舱存放部收口并上升，避免返回舱在上升的过程中掉落，直至上升至夹持机构附近，由夹持机构将返回舱夹紧后转移至返回舱支撑座架上，接收到返回舱的返回舱支撑座架调整至一个合适的位置，便于工作人员对返回舱进行救援操作。

相较于传统的伸缩吊等大型起吊回收设备，本发明采用独立设置的拖曳绞机、无人艇、龙门起吊装置，由拖曳绞机、无人艇配合完成对打捞网具的展开，由龙门起吊装置完成对返回舱存放部的起吊，打捞船舶上只需设置拖曳绞机、龙门起吊装置，且拖曳绞机、龙门起吊装置均为体积较小，相对简单的结构，减小对打捞船舶结构的改装影响，且龙门起吊装置单纯地完成起吊、夹持操作，操作难度相对较低。

而无人艇具备自主导航和自动化控制能力，可以执行预定的任务，无需实时操作人员，具有高灵活性，展开打捞网具时，可以减少与打捞船舶之间的直接接触，无人艇也可以在不同海况和环境条件下操作，适用于各种不同的搜救和回收任务，降低了潜在的危险和安全风险。

进一步的，后甲板位于龙门起吊装置的下方设有定位架；

不进行打捞作业时，无人艇固定于定位架上。

由此，无人艇具有易于携带和部署的特点，需要进行打捞作业时，可以很容易地从定位架上取下，投入海域中进行使用，与打捞船舶保持一定的距离航行，一旦需要展开打捞网具，无人艇便可快速执行任务，具有可控性、安全性以及灵活性。

进一步的，龙门起吊装置还包括门架、起吊绞车以及导向机构；

门架与后甲板固接，顶部装配有夹持机构；

起吊绞车与后甲板固接，与起重绳的一端联动，起重绳的另一端经由导向机构的导向后悬吊于门架的顶部。

由此，起吊绞车对起重绳提供动力，当起吊绞车启动时，在导向机构的导向作用下，起重绳能顺畅地被起吊绞车收卷、缠绕，从而实现起重绳的起吊升降作业。

进一步的，门架包括底板、主臂、主臂油缸、折臂、折臂油缸；

底板与后甲板固接，主臂的一端与底板铰接，主臂的另一端铰接有折臂；

主臂油缸固定于底板上且伸缩端与主臂相连，折臂油缸固定于主臂上且伸缩端与折臂相连；

折臂上铰接有多个横梁斜拉杆，横梁斜拉杆与夹持机构相连。

由此，主臂油缸的伸缩端做伸长运动时可以驱动主臂相对底板翻转，折臂油缸门架做伸长运动时可以驱动折臂相对主臂翻转，从而将门架上的主臂、折臂依次张开，带动门架顶部的夹持机构向打捞船舶的外缘延伸出去，便于完成对返回舱的夹持操作。主臂油缸、折臂油缸做回缩运动时，便可带动夹持机构往靠近操作平台及支撑座的方向移动，便于将返回舱放入返回舱支撑座架上。可知，门架主要用于延长夹持机构与起重绳的水平运动量程。

进一步的，夹持机构设为四爪夹爪机构，包括安装座、夹爪以及夹爪油缸；

安装座的外壁上分布有四个夹爪油缸以及四个夹爪，每个夹爪油缸的伸缩端对应连接有一个夹爪。

可知，在夹爪油缸的驱动下，四个夹爪可以相互聚拢或者相互张开，从而完成夹持、放开操作。

进一步的，导向机构包括起吊滑轮、导向滑轮组；

起吊滑轮安装于折臂上，并位于夹持机构的正上方；

起重绳的布置路径为以起吊绞车为起始再依次经过底板、主臂、折臂、起吊滑轮的路径，导向滑轮组包括沿着布置路径分布的若干个导向滑轮。

由此，门架主要对导向滑轮的安装提供了安装位置，保证导向机构在操作时的稳定性，当起重绳做起吊升降作业时，起重绳按照布置路径移动，设置合理，占用空间也小，不会妨碍其他结构的作业。

进一步的，操作平台及支撑座还包括导轨、油缸支座、滑移油缸；

导轨对称设有两道，固接于后甲板上，两道导轨与返回舱支撑座架滑移连接；

油缸支座固接于后甲板上，与滑移油缸相连，滑移油缸的伸缩端与返回舱支撑座架相连。

由此，滑移油缸相对油缸支座做伸长运动时，返回舱支撑座架可以沿着导轨滑移至相邻龙门起吊装置最近的位置，便于接收来自夹持机构的返回舱。滑移油缸相对油缸支座做回缩运动时，返回舱支撑座架可以沿着导轨滑移至其他位置，便于工作人员打开返回舱。

进一步的，操作平台及支撑座还包括操作平台本体；

操作平台本体固接于后甲板上，位于滑移油缸的正上方形成有操作开孔，位于背离龙门起吊装置的一侧形成有行走扶梯。

由此，回舱支撑座架可以沿着导轨滑移至操作平台本体上操作开孔的正下方，工作人员沿着行走扶梯可以走到操作开孔的附近，便于从返回舱的顶部进行救援操作。

进一步的，打捞网具包括网身、囊网；

网身呈两端开口的网衣结构，在一端的两侧分别延伸形成有左纲以及右纲；

囊网呈两端开口的网衣结构，网身背离左纲、右纲的一端通过活扣绳与囊网开口更大的一端相连。

由此，囊网作为返回舱存放部，抽出活扣绳之后，囊网可以与网身分离，实现可拆卸连接。

一种返回舱海上打捞回收系统的工作方法，所述工作方法为：

打捞返回舱时，门架起吊装置上的夹持机构放下无人艇于海面上，控制无人艇跟随打捞船舶以一定的航速和距离L进行航行，打捞网具的左纲绕在拖曳绞机上，无人艇拖带打捞网具的右纲沿着远离打捞船舶的方向航行一定距离以展开打捞网具，使打捞网具的网口保持扩张状态，同时驾驶打捞船舶使网口中心线对准返回舱的方向航行；

返回舱进到打捞网具中后起吊绞车控制起重绳收紧，直至囊网的开口更大的一端聚拢，并抽去网身和囊网之间的活扣绳使囊网脱开，起吊绞车继续收紧起重绳，拉动装有返回舱的囊网后移，拖曳至打捞船舶的尾部，继续收紧起吊绳直至返回舱上升至夹持机构的正下方，由夹持机构夹紧固定好返回舱后，然后操作主臂油缸和折臂油缸，带动主臂、折臂翻转，直至返回舱处于返回舱支撑座架的上方，将返回舱放置于返回舱支撑座架上并压紧定位，滑移油缸缩回返回舱支撑座架直至处于操作平台的正下方，由操作平台的工作人员进行救援操作；

龙门起吊装置恢复至原位；

在返回舱打捞回收到后甲板上的同时，无人艇自动脱开打捞网具的右纲，无人艇移动到打捞船舶的尾部，由恢复至原位的龙门起吊装置上的夹持机构、起吊滑轮配合将无人艇吊起，固定在船舶尾部的后甲板上的定位架上，网身通过拖曳绞机绞收卷左纲回收到后甲板，至此，整个打捞过程结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)相较于传统的伸缩吊等大型起吊回收设备，本发明采用独立设置的拖曳绞机、无人艇、龙门起吊装置，由拖曳绞机、无人艇配合完成对打捞网具的展开，由龙门起吊装置完成对返回舱存放部的起吊，打捞船舶上只需设置拖曳绞机、龙门起吊装置，且拖曳绞机、龙门起吊装置均为体积较小，相对简单的结构，减小对打捞船舶结构的改装影响，且龙门起吊装置单纯地完成起吊、夹持操作，操作难度相对较低。

在高海况下，通过在打捞船舶一侧设置小型的无人艇来协助展开打捞网具以辅助对返回舱的后续的打捞回收作业，可以提高安全性、操作灵活性和效率，同时减小对船舶结构的影响，为返回舱救援任务提供了更好的解决方案。

(2)另外，本发明采用无人艇，还具有如下优点：

安全性提高：通过使用小型无人艇来展开打捞网具，可以减少打捞船舶与大型回收设备之间的直接接触，特别是在恶劣的海况下，从而降低潜在的危险和安全风险。

操作更灵活：无人艇通常小型轻便，具有较小的转弯半径，能够在狭窄或拥挤的海域、难以接近的区域中自由操作，这对于在打捞船舶附近进行精确的打捞网具展开和回收非常有帮助，增加操作的灵活性和可控性。

减小对打捞船舶的影响：大型起吊回收设备可能需要打捞船舶进行改装或增强以支撑其操作。而使用小型的无人艇，无需在打捞船舶上进行改装，只需设置一个定位架，减小对打捞船舶结构的影响，降低了改装和维护成本。

提高效率：无人艇可以被配置成自动化或半自动化系统，实现建立无人艇的控制中枢，从而实现无人艇与打捞船舶航速跟踪与距离控制，方便返回舱的拦截打捞，提高操作效率，根据预定的程序执行任务，减少了人为操作的需求。

减少人力需求：通过使用无人艇，基本不会将船员置于高风浪或恶劣天气条件下的风险之中，可以减少需要在海上执行危险任务的人员数量，从而减少了人力需求和相关成本，这也有助于降低潜在的人身风险。

适用性广泛：无人艇可以在不同海况和环境条件下操作，因此它们适用于各种不同的搜救和回收任务，包括在高风浪或恶劣天气条件下的作业。

附图说明

图1是本发明返回舱海上打捞系统的俯视图；

图2为本发明返回舱海上打捞系统的局部立体图；

图3是本发明返回舱海上打捞系统的主视图；

图4是本发明返回舱海上打捞系统的左视图；

图5是操作平台及支撑座和龙门起吊装置的主视图；

图6是操作平台及支撑座和龙门起吊装置的俯视图。

附图标记：1、打捞船舶；2、拖曳绞机；3、操作平台及支撑座；31、操作平台本体；311、操作开孔；32、返回舱支撑座架；33、导轨；34、滑移油缸；35、油缸支座；36、行走扶梯；4、龙门起吊装置；41、门架；411、主臂；412、折臂；413、主臂油缸；414、折臂油缸；415、底板；416、横梁斜拉杆；42、导向机构；421、起吊滑轮；422、导向滑轮组；43、夹持机构；431、安装座；432、夹爪；433、夹爪油缸；434、夹持弧形板；44、起吊绞车；45、起重绳；5、无人艇；6、打捞网具；61、左纲；62、右纲；63、网身；64、囊网；7、返回舱；8、定位架。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1、2所示，一种返回舱海上打捞回收系统，包括打捞船舶1、打捞网具6、拖曳绞机2、龙门起吊装置4、无人艇5、操作平台及支撑座3，通过在打捞船舶1上安装龙门起吊装置4、拖曳绞机2、操作平台及支撑座3，以及额外设置在打捞船舶1之外进行工作的打捞网具6、无人艇5，旨在实现一种高效、安全、灵活的返回舱拦截、打捞、起吊以及救援的一体化系统，以最大程度地充分利用船上已有的设备。

其中，打捞船舶1可以采用现有的救援船，打捞船舶1的后甲板需要有一定的规格，便于提供安装位置以及提供配合返回舱拦截、打捞、起吊以及救援操作的空间，其他不做具体限制。

如图3，打捞网具6为柔性打捞结构，包括分体设置的网身63、囊网64，网身63、囊网64均为两端开口的网衣结构，并且都是一端的开口尺寸大于另一端的开口尺寸，网身63在开口尺寸较大一端的两侧分别延伸形成有左纲61以及右纲62。网身63背离左纲61、右纲62的一端通过活扣绳与囊网64开口较大的一端相连，实现可拆卸固定连接，活扣绳的安装方式参考公开号为CN1704311A的发明中的抽缝合绳与囊网、身网的安装方式。打捞网具6在使用时，若是左纲61以及右纲62被牵引往两个方向移动时，打捞网具6可以展开，用于网住海水中的返回舱7。

由于活扣绳抽离后，囊网64可以与网身63分离，囊网64作为实际存放返回舱7的部件，称做返回舱存放部，返回舱7进入返回舱存放部之后，将囊网64从打捞网具6上脱离，便可只需对装有返回舱7的囊网64进行打捞、起吊操作。

为了实现对打捞网具6的展开操作，左纲61、右纲62分别与拖曳绞机2、无人艇5对应，左纲61作为打捞网具6的固定端，实际上是相对固定在打捞船舶1上而起到定位作用，而右纲62作为打捞网具6的展开端，会被无人艇5牵引至海水中。

其中的拖曳绞机2固定安装在打捞船舶1沿长度方向上的一侧，与左纲61相连，拖曳绞机2不启动时，就只对左纲61起到固定作用，拖曳绞机2启动时，便会沿着左纲61逐渐收卷打捞网具6。

其中的无人艇5航行于打捞船舶1设有打捞网具6的一侧时，比如采用电子锁钩将右纲62锁定，与右纲62可拆卸相连。需要进行打捞作业时，首先，无人艇5对打捞船舶1保持航速跟踪，等待打捞返回舱7的时机，并且无人艇5与打捞船舶1保持距离为L，L即安全距离，数值不做限制，保证打捞船舶1、无人艇5在航行的安全，互不影响。之后，打捞时机确定后，无人艇5沿着远离打捞船舶1的方向航行，与打捞船舶1之间的距离逐渐增大，同时逐渐拉动右纲62带动整个打捞网具6展开，直至展开到可以装入返回舱7即可。

需要说明的是，不进行打捞作业时，无人艇5无需一直与打捞船舶1保持航速跟踪，节省运行成本，对此，如图2，后甲板设有定位架8，无人艇5固定于定位架8上，便于随时启用无人艇5。

为了实现对囊网64的打捞、起吊操作，龙门起吊装置4安装在打捞船舶1的后甲板上，位置靠近打捞船舶1的边缘，便于进行升降起吊。龙门起吊装置4包括门架41、夹持机构43、起重绳45、起吊绞车44以及导向机构42，门架41作为龙门式的结构支撑部件，与后甲板固接，顶部悬吊设置有夹持机构43、起重绳45，起吊绞车44以及导向机构42与起重绳45配合进行升降起吊作业，实现将囊网64从海水中打捞出来，并起吊至打捞船舶1上，最后由夹持机构43夹持住囊网64中的返回舱7至指定位置。

其中，如图4和图5，门架41包括底板415、主臂411、主臂油缸413、折臂412、折臂油缸414，底板415间隔设置有两个，两个底板415均与后甲板固接，主臂411对应底板415也设置有两个，主臂411呈倾斜设置，主臂411的一端与底板415的一端铰接，折臂412呈凵字形，两个主臂411的另一端分别与折臂412的两端铰接。如图所示，此时的折臂412在主臂411的支撑下具有一定的高度，在折臂412的中段上铰接有三个呈散开分布的横梁斜拉杆416，横梁斜拉杆416与夹持机构43相连，使得夹持机构43相对打捞船舶1呈悬空设置。

主臂油缸413、折臂油缸414也均设置有两个，两个主臂油缸413固定于不同的底板415上且伸缩端与不同的主臂411相连，两个折臂油缸414固定于不同的主臂411上且伸缩端与不同的折臂412相连。

由此，主臂油缸413的伸缩端做伸长运动时可以驱动主臂411相对底板415翻转，折臂油缸414做伸长运动时可以驱动折臂412相对主臂411翻转，从而将门架41上的主臂411、折臂412依次张开或者回缩。

需要说明的是，不需要进行打捞、起吊作业时，主臂油缸413、折臂油缸414均处于回缩状态，主臂411、折臂412被折叠呈收拢状态。需要进行打捞、起吊作业时，如图5所示，主臂油缸413、折臂油缸414均处于伸长状态，主臂411、折臂412被翻转呈张开状态，带动门架41顶部的夹持机构43向打捞船舶1的外缘延伸出去，此时的夹持机构43会正对打捞船舶1之外的海面，为后续夹持返回舱7做好准备。

如图5，本实施例的夹持机构43设为四爪夹爪机构，结构对称，能对返回舱7提供均匀的夹持力。夹持机构43具体包括安装座431、夹爪432以及夹爪油缸433，安装座431整体呈圆筒状，内部形成有通孔，安装座431的外壁上分布有四个夹爪油缸433以及四个夹爪432，夹爪油缸433与夹爪432均与安装座431铰接，夹爪油缸433在上，夹爪432在下。每个夹爪油缸433的伸缩端对应与一个夹爪432相连。

如图5可以看出，夹爪432远离与夹爪油缸433相连的一端形成有增大与返回舱7接触面积的夹持弧形板434，夹持弧形板434的表面可以覆设一层防滑橡胶层，在夹爪油缸433的驱动下，四个夹爪432可以相互聚拢或者相互张开，从而完成夹持、放开操作。在夹持的时候，四个夹持弧形板434与返回舱7的表面之间的摩擦力较大，减小返回舱7在夹持过程突然错位打滑而晃动的可能性。

其次，起吊绞车44为现有可直接购买到的设备，用于进行收卷工作，与后甲板固接。导向机构42包括起吊滑轮421、导向滑轮组422，起吊滑轮421固定安装于折臂412中段的下部，并位于夹持机构43的正上方，导向滑轮组422包括若干个导向滑轮，从图5中可以看出，后甲板上靠近底板415与主臂411的铰接处的位置固定有一个导向滑轮，主臂411上靠近与折臂412的铰接处的位置固定有一个导向滑轮，折臂412的拐角处固定有一个导向滑轮，折臂412上的导向滑轮与起到滑轮处于同一水平向线上。由此，门架41主要对起吊滑轮421、导向滑轮的安装提供了安装位置，保证导向机构42在操作时的稳定性。

将起重绳45装配在起吊绞车44、导向机构42的过程为：起吊绞车44与起重绳45的一端联动，之后起重绳45再依次由近到远绕过不同的导向滑轮，经由三个导向滑轮的导向后，最后绕设在折臂412下方的折臂412下方的起吊滑轮421上。因此，起重绳45的布置路径为以起吊绞车44为起始依次经过底板415、主臂411、折臂412、起吊滑轮421的路径。

并且，为了保证起重绳45和夹持机构43的互不妨碍，起重绳45从起吊滑轮421绕过之后便会穿过下方的安装座431中心处的通孔，也会从多个夹爪432之间穿过，由于安装座431上通孔的直径远大于起重绳45的直径，在夹爪432在张开或者收拢时均不会影响起重绳45的升降、起吊。

起吊绞车44对起重绳45提供动力，当起吊绞车44启动时，在导向机构42的导向作用下，起重绳45能顺畅地被起吊绞车44收卷、缠绕，从而实现起重绳45的起吊升降作业。当起重绳45做起吊升降作业时，起重绳45按照布置路径移动，设置合理，占用空间也小，不会妨碍其他结构的作业。

需要说明的是，起重绳45的另一个端部与囊网64相连，从而在升降起吊的同时将囊网64中的返回舱7吊起。由于囊网64中装入返回舱7之后，如果直接由起重绳45吊起，在没有外力的承托的情况下，返回舱7在自身重力作用下会从囊网64中掉落，因此，囊网64开口较大的一端沿着周向分布有若干个绳环，起重绳45的端部形成有活扣，起重绳45另一端不带有活扣的端部实际上会逐一穿过绳环后从活扣中穿出，起重绳45、活扣以及绳环的安装方式参考公开号为CN1704311A的发明中的起重绳45、起吊环与活扣的安装方式，不做详细赘述。

起重绳45被起吊绞车44拉直收紧后，囊网64上的绳环相互直接收拢，逐渐将囊网64的网口聚拢而缩小，如图4可以看出，返回舱7的表面呈弧面，上端为出口端，当返回舱7装入囊网64中之后，网口缩小的囊网64贴合在返回舱7靠近出口端的表面。起重绳45被起吊绞车44继续收紧后，囊网64随着起重绳45移动至打捞船舶1的尾部，进而被起吊至悬空。

需要注意的是，由于起重绳45与囊网64相连的一端靠近返回舱7的出口端，当返回舱7以悬空状态逐渐升高时，返回舱7的出口端朝上，可以提高返回舱7内部人员的平衡性以及安全。

为了满足将夹持住的返回舱7转移至指定位置，操作平台及支撑座3安装于后甲板上与龙门起吊装置4相邻的位置，用于辅助工作人员对打捞上来的返回舱7进行救援操作。操作平台及支撑座3具体包括返回舱支撑座架32导轨33、油缸支座35、滑移油缸34，在油缸支座35、滑移油缸34与返回舱支撑座架32的配合下，返回舱支撑座架32接收到返回舱7后，相对打捞船舶1做滑移运动，从而带动返回舱7转移至指定位置进行救援。

对此，在龙门起吊装置4的两个底板415之间的位置，导轨33对称设有两道，固接于后甲板上，结合图5和图6，从俯视的角度来看，部分导轨33与底板415重叠，另一部分的导轨33沿着远离底板415的方向延伸出去。两道导轨33与返回舱支撑座架32的底部滑移连接，油缸支座35、滑移油缸34均处于两道导轨33之间，油缸支座35固接于后甲板上，与滑移油缸34相连，滑移油缸34的伸缩端与返回舱支撑座架32相连。

由此，滑移油缸34相对油缸支座35做伸长运动时，返回舱支撑座架32可以沿着导轨33滑移至左边的末端，即与龙门起吊装置4最近的位置，当主臂411气缸、折臂412气缸回缩带动夹持机构43往右侧移动时，可以刚好处于返回舱支撑座架32的上方，便于接收来自夹持机构43的返回舱7。滑移油缸34相对油缸支座35做回缩运动时，返回舱支撑座架32可以沿着导轨33向右侧滑移至其他位置，便于工作人员打开返回舱7。

为了更好地便于工作人员打开返回舱7，结合图2和图5，操作平台及支撑座3还包括操作平台本体31，操作平台本体31具有一定的高度，操作平台本体31固接于后甲板上，并处于滑移气缸的正上方，且操作平台本体31位于滑移油缸34的正上方形成有操作开孔311，位于背离龙门起吊装置4的一侧形成有行走扶梯36。由此，当返回舱支撑座架32沿着导轨33滑移至操作平台本体31上操作开孔311的正下方之后，工作人员沿着行走扶梯36可以走到操作开孔311的附近，便于从返回舱7的顶部进行救援操作。

综述，上述返回舱海上打捞回收系统的工作方法为：

打捞返回舱7时，门架41起吊装置上的夹持机构43放下无人艇5于海面上，控制无人艇5跟随打捞船舶1以一定的航速和距离L进行航行，打捞网具6的左纲61绕在拖曳绞机2上，无人艇5拖带打捞网具6的右纲62沿着远离打捞船舶1的方向航行一定距离以展开打捞网具6，使打捞网具6的网口保持扩张状态，同时驾驶打捞船舶1使网口中心线对准返回舱7的方向航行；

返回舱7进到打捞网具6中后起吊绞车44控制起重绳45收紧，直至囊网64的开口更大的一端聚拢，并抽去网身63和囊网64之间的活扣绳使囊网64脱开，起吊绞车44继续收紧起重绳45，拉动装有返回舱7的囊网64后移，拖曳至打捞船舶1的尾部，继续收紧起吊绳直至返回舱7上升至夹持机构43的正下方，由夹持机构43夹紧固定好返回舱7后，然后操作主臂油缸413和折臂油缸414，带动主臂411、折臂412翻转，直至返回舱7处于返回舱支撑座架32的上方，将返回舱7放置于返回舱支撑座架32上并压紧定位，滑移油缸34缩回返回舱支撑座架32直至处于操作平台的正下方，由操作平台的工作人员进行救援操作；

龙门起吊装置4恢复至原位；

在返回舱7打捞回收到后甲板上的同时，无人艇5自动脱开打捞网具6的右纲62，无人艇5移动到打捞船舶1的尾部，由恢复至原位的龙门起吊装置4上的夹持机构43、起吊滑轮421配合将无人艇5吊起，固定在船舶尾部的后甲板上的定位架8上，网身63通过拖曳绞机2绞收卷左纲61回收到后甲板，至此，整个打捞过程结束。

在本发明中，正是因为设置了无人艇5，可以在高海况下来协助展开打捞网具6，建立在打捞网具6可以成功网住返回舱7的前提下，才能继续对返回舱7进行后续的拖曳、起吊、夹持、转移以及救援操作。

在现有技术中，虽然公开号为CN1704311A的发明(简称对比文件1)以及公告号为CN107487424B的发明(简称对比文件2)中有公开过采用网具打捞海面上物体的技术，但是本发明与对比文件1、对比文件2均存在较大的区别，具体阐述如下：

对比文件1中控制打捞网工作的机构为伸缩吊，伸缩吊向舷侧伸出并可转动，利用伸缩吊的吊臂支撑开柔性及漂浮状态的打捞网，伸缩吊与前张紧绳、后张紧绳配合将打捞网稳定在打捞位置。并且，伸缩吊上的拦截臂根据传感器信号、油缸的配合可以调整与海面高度的变化，使拦截臂变幅油缸运动方向与船舶摇摆方向成反方向运动。也就是说，在拦截臂波浪补偿控制下，打捞网也只能实现在船舶摇摆过程中时而上升、时而下降，从而调整与海面的高度差。

对比文件2中控制打捞网工作的机构为臂架式回转拦截臂装置，臂架式回转拦截臂装置一端固定于所述打捞船上、另一端具有回转、变幅、可浮于海上，与对比文件1的伸缩吊类似，臂架式回转拦截臂装置也是类似的方式张开打捞网，以及配合张紧绳稳定打捞网的位置。不同的是，臂架式回转拦截臂装置外端通过刚性的拦截臂支承架与海上浮筒连接。海上浮筒内部填充防沉泡末材料，其大小满足支承拦截臂臂架的浮力要求。

对比文件1、2中的伸缩吊、臂架式回转拦截臂装置均为设置在船舶沿着长度方向的一侧的自动化悬吊臂机械装置，为实现打捞工作，两种悬吊臂的机械结构均十分复杂，也均需要设定一定的工作高度，控制打捞网工作时，均是沿着远离船舶的方向张开打捞网。

但是，在恶劣的高海况下，海上风浪、天气情况复杂时，海浪的冲击力和船舶行驶对于悬吊臂的操作以及网具的操作都有重要影响：

海浪的冲击力：

安全问题：海浪可能会对船舶和悬吊臂造成剧烈的冲击，增加了悬吊臂倾倒的可能性以及船员控制悬吊臂作业时的安全风险。海浪也会导致船舶的不稳定性，甚至可能导致船翻覆或倾斜。

悬吊臂、网具的稳定性：悬吊臂以及网具设在船舶行驶方向的一侧，海风会影响悬吊臂的稳定性，海浪灰影响网具的稳定性，可能导致网具被扯断或损坏。此外，海浪可能使网具在回收过程中受到冲击，导致渔获物流失或损坏。

船舶行驶：

网具操作：较高的船速会增加网具在水中的拖曳力，使得操作悬吊臂和渔网展开、回收变得更加复杂，需要更多的操控经验和注意力来适应不同速度下的操作要求，以确保渔网的安全回收。

为了减小海浪的冲击力和船舶行驶对悬吊臂、网具作业时产生的影响，本领域的技术人员能想到的常规做法一般为：

其一，通过使用稳定性设备、加重船体或调整船舶的姿态来提高船舶上的悬吊臂的稳定性和平衡性，从而减小风浪对悬吊臂、网具的影响。

其二，通过对悬吊臂、网具使用防风设备，比如护板、挡风罩或其他防风设备，以减少风浪的干扰。

上述两种方式，均需要对船舶再额外增设匹配的机械结构，增加成本，破坏船舶原本的结构特性。在调整船舶的姿态的技术启示下，比如，对比文件1中采用拦截臂波浪补偿控制方式调整悬吊臂的姿态，在采用稳定性设备的技术启示下，对比文件2中采用拦截臂支承架与海上浮筒的浮力控制方式来提高悬吊臂的稳定性，虽然可以在一定程度上缓解风浪带来的影响，但是收效甚微，伸缩吊、臂架式回转拦截臂装置这些具有一定高度的大型机械结构依旧容易受到风浪的冲击。

相较于采用臂架式回转拦截臂装置、伸缩吊等悬吊臂装置展开网具进行回收作业的方式，本发明无需在船舶上装配自动化悬吊臂机械装置，而是设置了移动式的无人艇5以及结构小巧、安装稳定的拖曳绞车，正常不进行打捞回收作业时，无人艇5固定在定位架8上，完成打捞回收作业之后，无人艇5也可以通过起吊滑轮421与夹持机构43的配合悬吊起来并且重新固定在定位架8上，不占用空间，也不会经受海风以及海浪的冲击。

由此，无人艇5具有易于携带和部署的特点，需要进行打捞作业时，可以很容易地从定位架8上取下，投入海域中进行使用，与打捞船舶1保持一定的距离航行，一旦需要展开打捞网具6，无人艇5便可快速执行任务，具有可控性、安全性以及灵活性。

进行打捞回收作业时，无人艇5放入海水中，结合通信讯号，只需通过手柄控制无人艇5跟随打捞船舶1以一定航速和距离航行，在恶劣海况下，无人艇5不会被风浪以及打捞船舶1影响，可以自主航行从而实现对打捞网具6的渐进式回收，将打捞网具6缓慢地提升到水面，并等待适当的时机，以便在海浪允许的情况下将装有返回舱7的囊网64安全地回收到船上。

另外，无人艇5具备自主导航和自动化控制能力，可以执行预定的任务，无需实时操作人员，具有高灵活性，展开打捞网具6时，可以减少与打捞船舶1之间的直接接触，无人艇5也可以在不同海况和环境条件下操作，适用于各种不同的搜救和回收任务，降低了潜在的危险和安全风险。

以上所述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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种返回舱海上打捞回收系统，包括打捞船舶(1)、打捞网具(6)，其特征在于，打捞网具(6)形成有一个可相对打捞网具(6)脱离的返回舱存放部，系统还包括：

拖曳绞机(2)，安装在打捞船舶(1)沿长度方向上的一侧，与打捞网具(6)的固定端相连；

龙门起吊装置(4)，安装在打捞船舶(1)的后甲板上，悬吊设置有夹持机构(43)、进行升降起吊作业的起重绳(45)，起重绳(45)的一端与返回舱存放部配合进行网口聚拢；

无人艇(5)，航行于打捞船舶(1)设有打捞网具(6)的一侧时，与打捞网具(6)的展开端可拆卸相连；

操作平台及支撑座(3)，安装于后甲板上与龙门起吊装置(4)相邻的位置，设有相对打捞船舶(1)做滑移运动的返回舱支撑座架(32)。

2.根据权利要求1所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，后甲板位于龙门起吊装置(4)的下方设有定位架(8)；

不进行打捞作业时，无人艇(5)固定于定位架(8)上。

3.根据权利要求1所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，龙门起吊装置(4)还包括门架(41)、起吊绞车(44)以及导向机构(42)；

门架(41)与后甲板固接，顶部装配有夹持机构(43)；

起吊绞车(44)与后甲板固接，与起重绳(45)的一端联动，起重绳(45)的另一端经由导向机构(42)的导向后悬吊于门架(41)的顶部。

4.根据权利要求3所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，门架(41)包括底板(415)、主臂(411)、主臂油缸(413)、折臂(412)、折臂油缸(414)；

底板(415)与后甲板固接，主臂(411)的一端与底板(415)铰接，主臂(411)的另一端铰接有折臂(412)；

主臂油缸(413)固定于底板(415)上且伸缩端与主臂(411)相连，折臂油缸(414)固定于主臂(411)上且伸缩端与折臂(412)相连；

折臂(412)上铰接有多个横梁斜拉杆(416)，横梁斜拉杆(416)与夹持机构(43)相连。

5.根据权利要求3所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，夹持机构(43)设为四爪夹爪机构，包括安装座(431)、夹爪(432)以及夹爪油缸(433)；

安装座(431)的外壁上分布有四个夹爪油缸(433)以及四个夹爪(432)，每个夹爪油缸(433)的伸缩端对应连接有一个夹爪(432)。

6.根据权利要求4所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，导向机构(42)包括起吊滑轮(421)、导向滑轮组(422)；

起吊滑轮(421)安装于折臂(412)上，并位于夹持机构(43)的正上方；

起重绳(45)的布置路径为以起吊绞车(44)为起始再依次经过底板(415)、主臂(411)、折臂(412)、起吊滑轮(421)的路径，导向滑轮组(422)包括沿着布置路径分布的若干个导向滑轮。

7.根据权利要求1所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，操作平台及支撑座(3)还包括导轨(33)、油缸支座(35)、滑移油缸(34)；

导轨(33)对称设有两道，固接于后甲板上，两道导轨(33)与返回舱支撑座架(32)滑移连接；

油缸支座(35)固接于后甲板上，与滑移油缸(34)相连，滑移油缸(34)的伸缩端与返回舱支撑座架(32)相连。

8.根据权利要求7所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，操作平台及支撑座(3)还包括操作平台本体(31)；

操作平台本体(31)固接于后甲板上，位于滑移油缸(34)的正上方形成有操作开孔(311)，位于背离龙门起吊装置(4)的一侧形成有行走扶梯(36)。

9.根据权利要求1-8所述的返回舱海上打捞回收系统，其特征在于，打捞网具(6)包括网身(63)、囊网(64)；

网身(63)呈两端开口的网衣结构，在一端的两侧分别延伸形成有左纲(61)以及右纲(62)；

囊网(64)呈两端开口的网衣结构，网身(63)背离左纲(61)、右纲(62)的一端通过活扣绳与囊网(64)开口更大的一端相连。

10.一种根据权利要求9所述的返回舱海上打捞回收系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法为：

打捞返回舱(7)时，门架(41)起吊装置上的夹持机构(43)放下无人艇(5)于海面上，控制无人艇(5)跟随打捞船舶(1)以一定的航速和距离L进行航行，打捞网具(6)的左纲(61)绕在拖曳绞机(2)上，无人艇(5)拖带打捞网具(6)的右纲(62)沿着远离打捞船舶(1)的方向航行一定距离以展开打捞网具(6)，使打捞网具(6)的网口保持扩张状态，同时驾驶打捞船舶(1)使网口中心线对准返回舱(7)的方向航行；

返回舱(7)进到打捞网具(6)中后起吊绞车(44)控制起重绳(45)收紧，直至囊网(64)的开口更大的一端聚拢，并抽去网身(63)和囊网(64)之间的活扣绳使囊网(64)脱开，起吊绞车(44)继续收紧起重绳(45)，拉动装有返回舱(7)的囊网(64)后移，拖曳至打捞船舶(1)的尾部，继续收紧起吊绳直至返回舱(7)上升至夹持机构(43)的正下方，由夹持机构(43)夹紧固定好返回舱(7)后，然后操作主臂油缸(413)和折臂油缸(414)，带动主臂(411)、折臂(412)翻转，直至返回舱(7)处于返回舱支撑座架(32)的上方，将返回舱(7)放置于返回舱支撑座架(32)上并压紧定位，滑移油缸(34)缩回返回舱支撑座架(32)直至处于操作平台的正下方，由操作平台的工作人员进行救援操作；

龙门起吊装置(4)恢复至原位；

在返回舱(7)打捞回收到后甲板上的同时，无人艇(5)自动脱开打捞网具(6)的右纲(62)，无人艇(5)移动到打捞船舶(1)的尾部，由恢复至原位的龙门起吊装置(4)上的夹持机构(43)、起吊滑轮(421)配合将无人艇(5)吊起，固定在船舶尾部的后甲板上的定位架(8)上，网身(63)通过拖曳绞机(2)绞收卷左纲(61)回收到后甲板，至此，整个打捞过程结束。