[发明专利]一种模块化水下智能无人装备系统

权利要求书

1.一种模块化水下智能无人装备系统，其特征在于，所述系统包括测量船、导航通信卫星和模块化水下智能装备平台集群，所述模块化水下智能装备平台集群由多个模块化水下智能装备平台根据任务需求智能自组网形成，运用群体智能技术，形成一个去中心化、分布式、可组织、抗打击、自恢复、自扩展的群体网络系统，并具有群体协同决策和任务动态分工能力；所述模块化水下智能无人装备系统具备六种工作模式，分别是：巡线测量模式、海底作业模式、多体协同模式、拖渔测量模式、水下滑翔机模式、导航通信中继模式；

在所述的巡线测量模式下，系统中的模块化水下智能装备平台搭载标准载荷舱在测区按照规划测线进行巡线测量，根据任务需求不同，标准载荷舱中能够安装不同的科学探测设备，进行海洋环境、海底地形、海底矿藏、地球重磁场的探测；标准载荷舱中能够安装蓄电池，成为给模块化水下智能装备平台提供电能的标准电池舱；所述标准载荷舱具有承压水密的特征，能够保护内部的科学探测载荷和蓄电池免遭海水侵蚀和破坏；

在所述的海底作业模式下，系统中的模块化水下智能装备平台可利用平台本体安装的传感器和机械臂进行海底电缆的敷设的海底作业任务，还可执行水下布雷的军事任务；

在所述的多体协同模式下，系统中的模块化水下智能装备平台之间能够实现多体协同工作；两台模块化水下智能装备平台协同工作，一台作为执行任务的主体平台，一台作为资源补给的货运平台，当两者相互靠近，打开外舱盖，其中一台伸出机械手臂实现两平台相互固定，另一台的机械手臂进行两平台之间标准载荷舱的置换，并且能够根据任务需要置换搭载不同的科学探测设备的标准载荷舱，实现在水下作业过程中的探测任务变更；当某一标准载荷舱中的科学探测设备出现故障时，货运平台能够携带装有功能状态良好的同种科学探测设备的标准载荷舱赶赴探测海域，为主体平台进行载荷置换，实现在线故障排除；货运平台还能够携带装有充满电的标准电池舱，替换主体平台上电能即将耗尽的标准电池舱，实现水下在线电能补给；货运平台将运载置换下来的标准载荷舱和标准电池舱运回到测量船或母港，进行测量数据的下载、故障设备的维修以及标准电池舱的充电；

在所述的拖渔测量模式下，系统中的模块化水下智能装备平台回到测量船拖曳的多功能收放舱附近，自主航行进入多功能收放舱后，多功能收放舱锁紧，两者之间的水密光电接口对接，测量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有线充电、通信、控制和数据传输；测量船拖曳模块化水下智能装备平台进入拖渔工作模式，或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进行小范围自由作业；多功能收放舱采用开放式结构设计，模块化水下智能装备平台在多功能收放舱内所有的传感器、执行器均能正常工作；

在所述的水下滑翔机模式下，能为执行长航时、大范围测量任务的模块化水下智能装备平台选装重心调节模块、浮力驱动模块和可收放滑翔翼，使其工作在低耗能、长航时、大航程的水下滑翔机工作模式；

在所述的导航通信中继模式下，系统中的模块化水下智能装备平台搭载卫星导航通信设备和水声导航通信设备，可以实现系统中模块化水下智能装备平台之间的水声通信，也可实现模块化水下智能装备平台与测量船之间的水声通信；模块化水下智能装备平台浮出水面时可作为海洋浮标的应急替代部署，还可以实现导航通信中继功能：系统中浮出水面的模块化水下智能装备平台能够作为中继节点，实现导航通信卫星与整个系统中其他所有水下节点的通信。