[实用新型]全海深无人潜水器的自主回收装置

说明书

本实用新型涉及一种全海深无人潜水器的自主回收装置，针对全海深无人潜水器海试作业后回收困难的问题，通过姿态传感器采集的航向角和各轴加速度信息，利用北斗卫星传输通信，可以使无人潜水器回收航行时具有自主的航线及航行纠错能力，能够自行调整航向及各推进器运动状态，确保其始终在目标航线上运行且航线路径偏移量始终在可控范围内。实现无人潜水器利用北斗定位与通信功能控制推进器自主的向母船航行，实现了无人潜水器回收的智能化，提升了无人潜水器海上实验回收的快速性、稳定性和准确性；本实用新型通用性好,可广泛用于深海作业型ROV、AUV、ARV等海洋装备的控制系统中。

技术领域

本实用新型涉及一种无人潜水器控制技术，特别涉及一种全海深无人潜水器的自主回收装置。

背景技术

全海深无人潜水器是一种用微细光缆代替传统电缆，通过母船上遥控装置控制运行的水下智能化装置，它即能进行近距离的成像和采样，又能够进行海底探索和测绘。未来无人潜水器在人类对海洋的各式各样的开发中将发挥巨大的作用。微细光缆的使用虽然降低了传统脐带缆缠绕、控制范围小及对母船要求高的缺点，但是其在复杂海况下易出现通信中断甚至光缆断裂现象，这对于无人潜水器的水面搜寻与回收提出了更高的要求。同时无人潜水器在水下作业的活动时间主要受自身携带的能源限制，当无人潜水器完成某一任务后，通常需要回收到母船，以便补充能源、下载数据和卸载样品等。而当无人潜水器在大深度海底工作时，由于水流等因素会使其偏离预先的布放点，浮出水面后的无人潜水器可能远离出发地点，若作业海域海况较差，回收过程更会增加一定的风险甚至于丢失。但无人潜水器往往集成很多昂贵测量与探测仪器、存储大量宝贵数据，可见其安全、高效回收一直备受重视。

目前国内外主流回收方式是建造专用回收母船或以船员冒险作业回收，但由于受到风速及海浪的影响使无人潜水器与母船回收装置对接困难，且船员下水回收人身安全也无法得到保障，因此研制一种智能的无人潜水器远程自主回收装置及控制系统显得尤为重要。

发明内容

本实用新型是针对全海深无人潜水器回收技术中存在的问题，提出了一种全海深无人潜水器的自主回收装置，结合姿态传感器所采集的无人潜水器姿态数据及双闭环控制方法，设计了全海深无人潜水器自主回收装置及控制系统，能够实现无人潜水器水面位置、姿态及运动位置监测，实现了无人潜水器回收的智能化，大大提高了无人潜水器水面回收的安全性、稳定性、快速性和准确性。

本实用新型的技术方案为：一种全海深无人潜水器的自主回收装置，包括安装在无人潜水器本体顶部玻璃浮球控制舱、无人潜水器本体运动控制系统、北斗卫星和科考母船上的水面控制系统，玻璃浮球控制舱内有STM32微处理器、北斗定位与通信模块BDM910、温度传感器模块、光敏传感器、姿态传感器和电源模块，运动控制系统包括两个水平推进器、一个转向推进器及各推进器的ELMO驱动器；玻璃浮球控制舱和运动控制系统之间利用CAN总线通过水密电缆连接通信；姿态传感器、北斗定位与通信模块、温度传感器、光敏传感器与STM32微控制器之间分别通过IIC、USART、单总线、IO口进行通信；温度传感器和光敏传感器共同启动北斗定位与通信模块BDM910，北斗定位与通信模块BDM910发送位置及姿态传感器采集的姿态数据通过北斗卫星至母船的水面控制系统，母船水面控制系统将母船位置信息发送至无人潜水器，无人潜水器顶端的玻璃浮球控制舱内的北斗定位与通信模块BDM910接收到母船位置信息，送STM32微处理器，STM32微处理器输出控制信号到运动控制系统中各推进器的ELMO驱动器，ELMO驱动器驱动三台推进器自主的向母船靠拢完成回收。

所述科考母船上的水面控制系统包括北斗发送接收终端、水面电源和计算机