[发明专利]一种面向海洋观测与水下回收的开架式水下拖体

说明书

本发明公开了一种面向海洋观测与水下回收的开架式水下拖体，开架式水下拖曳体由控制舱、浮筒、舵机舱、可控舵板和支撑架组成，可在复杂的水下环境中，通过调整不同舵角，实现对水下拖曳体本身进行深度和姿态的控制。本发明的开架式水下拖曳体相比于仅有一对迫沉水翼的拖体，深度控制更加稳定，姿态控制效果更好。可作为水下自主航行器回收装置，采用坞站式回收，将水下自主航行器驶入拖体内部拖回水面。亦可作为搭载各种水下探测仪器的平台，提高水下探测精度和工作效率。

技术领域

本发明属于无人水下航行器领域，更具体地，涉及一种用于海洋观测与水下回收的开架式水下拖体。

背景技术

随着海洋开发和利用的发展，对海洋的观测已经进入立体观测阶段。航空航天遥感技术实现了对海洋表层大面积、实时和准实时同步观测。海面观测台、定点浮标等监测技术基本实现了对海气界面的长期、连续、定点观测。为了研究海洋里面的资源，找到海洋资源的储备信息，需要海洋探测技术的支持，目前无人水下观测技术主要分为水下拖体、无人遥控航行器和水下自主航行器三种。

水下拖体属于拖曳式无人水下航行器。它的工作方式为水面母船通过拖缆拖带着拖体在水下航行。拖体的主要动力由拖缆提供，也可安装推进器提供辅助动力。拖缆也作为通信缆，下达控制信息和收集传感器和拖体的状态信息。因此，拖体的航程基本由工作母船保障，可以进行长时间大范围航行。拖体可以根据任务需求的不同，搭载不同的水下探测器航行。对于海底资源探测，通过水下拖体进行近底探测比水面探测精度更高。而和其他近底探测方式相比，拖曳体因装置构造简单，操作方便，且造价较低更受欢迎，但现有水下拖体航速与姿态不容易保持稳定。

在大多数情况下，无人水下航行器是需要重复利用的，在完成任务后必须能够被回收。因此，如何对无人水下航行器实现快速、安全、可靠地回收已成为无人水下潜航器技术的一个研究重点。一般而言，无人水下航行器的回收方式可分为水面回收与水下回收两种。与水面回收方式相比，水下回收方式受海况影响小，速度快，更为隐蔽、灵活，已成为中小型无人水下航行器回收技术的发展趋势。水下回收方式主要有牵引回收、机械臂回收、直接对接回收和附着母艇回收等四种。其中，牵引回收和机械臂回收均采用中介装置与无人水下航行器对接，可避免无人水下航行器与母艇发生碰撞，但是对中介装置的位姿控制要求高。直接对接回收不需要中介装置，但是直接对接产生的碰撞可能损坏无人水下潜航器或者母艇。附着母艇回收可使无人水下潜航器直接降落并附着在母艇上，但这种回收方式需对母艇的外部结构做较大修改，相关技术的难度很高。

发明内容

针对海洋观测技术和水下回收技术的缺陷或改进需求，本发明提供了一种面向海洋观测与水下回收的开架式水下拖体。通过对水下拖体机械结构和舵布置分析，具备保持深度和姿态稳定功能，可解决海洋仪器的运载过程中不稳定导致的观测数据精度低的问题，能够满足水下牵引回收对中介装置位姿控制要求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种面向海洋观测与水下回收的开架式水下拖体。

一种面向海洋观测与水下回收的开架式水下拖体，用于搭载水下探测仪器进行海洋观测，所述开架式水下拖体包括控制舱1、上浮筒2.1、下浮筒2.2、可控舵板3、舵机舱4和支撑架5；所述开架式水下拖体上方设置有两个上浮筒2.1，下方设置有两个下浮筒2.2，所述控制舱1的外侧面上固定有四个圆管，控制舱1的四个圆管分别与上浮筒2.1和下浮筒2.2的前端焊接，所述支撑架5焊接在上浮筒2.1和下浮筒2.2的中部，所述上浮筒2.1的内部两端设置有舵机4.2，所述下浮筒2.2的两端分别与舵机舱4焊接，舵机舱4内部设置有舵机4.2，所述可控舵板3的一端与舵机4.2的舵机轴固接，另一端可转动的设置在上浮筒2.1或舵机舱4上的圆槽中。