[发明专利]一种中小型UUV智能应急自救系统

说明书

本发明涉及一种无人自主水下航行器的技术领域，公开了一种中小型UUV智能应急自救系统，包括：故障识别与触发系统检测UUV中的故障信息以及异常信号；若检测到故障信息以及异常信号，故障识别与触发系统自行判断是否触发应急安全控制自救流程；若故障识别与触发系统触发应急安全控制自救流程，故障识别与触发系统发出抛载指令；应急安全装置接收抛载指令，削弱应急安全装置中电磁铁的电吸力，UUV的抛载翼与固定基座完全脱离，并利用应急自救通信设备向陆上基站发出自救通信信息，使得UUV上浮至水面等待回收。本发明所提出的中小型UUV智能应急自救系统包括故障识别与触发系统、应急安全装置和应急电源三部分。

技术领域

本发明涉及无人自主水下航行器的技术领域，尤其涉及一种中小型UUV智能应急自救系统。

背景技术

无人自主水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)作为人类在海洋活动,特别是深海活动中的重要替代者和执行者,已被广泛应用于科学考察、深海作业、打捞救生等领域,其应用前景极其广泛。

无人自主水下航行器在水下航行作业时,面临着复杂环境的影响和考验,如浪流环境对内部仪器设备的震荡冲击、温跃层导致的掉深超限、海洋微生物附着等；同时UUV也面临着自身设备或技术状态的可靠性问题,如深度传感器失灵、控制系统故障、电池能量耗尽等,这些因素均给UUV的水下作业带来极大的安全风险,甚至导致UUV的丢失破坏。因此,为了保证UUV在出现上述故障或紧急情况时的安全性,开展相应的智能应急安全控制自救技术研究具有重要意义。本发明针对复杂海洋环境为中小型UUV研制出了一套高可靠性智能应急自救系统。

本发明所提出系统采用了电磁耦合的工作模式，应急安全装置的基本原理是通过直流线圈产生与永磁体强度相同的反向磁场，以消除电磁铁的磁力，并利用弹簧力将负载抛掉。通过分析线圈电磁力与线圈匝数等参数的对应关系，给出了电磁铁设计方法，在系统设计时通过在滑道中设置单向斜坡扰动结构，以及在控制机制中采用故障优先权联锁等，实现了系统的低功耗及高可靠性。海上试验验证表明，本发明所提出的应急自救系统对于提高中小型UUV在复杂海洋环境中的安全性具有实用价值。

发明内容

本发明提供一种中小型UUV智能应急自救系统，所提出的应急自救系统包括故障识别与触发系统、应急安全装置和应急电源三部分，应急安全自救系统工作模式分为休眠待机状态、联锁状态和抛载自救3种技术状态，休眠待机状态即无故障信息状态，输出接口信号均为低电平,此时系统类似于休眠，维持检测电路的基本工作，由5V电压供电，以极低的电流维持工作，维持电流0.3～0.5mA；联锁状态是指当深度超深或浮力调节系统信号异常，而航行控制器不允许触发应急安全自救流程，此时处于唤醒模式，但被航行控制系统联锁，不执行应急安全自救流程，此时仍然只由5V电压供电；抛载自救状态指该系统触发了应急安全自救流程，进入紧急上浮自救状态。

为实现上述目的，本发明提供的一种中小型UUV智能应急自救系统，系统流程包括：

S1：故障识别与触发系统检测UUV中的故障信息以及异常信号；

S2：若检测到故障信息以及异常信号，故障识别与触发系统自行判断是否触发应急安全控制自救流程；

S3：若故障识别与触发系统触发应急安全控制自救流程，故障识别与触发系统发出抛载指令；

S4：应急安全装置接收抛载指令，削弱应急安全装置中电磁铁的电吸力，UUV的抛载翼与固定基座完全脱离，并利用应急自救通信设备向陆上基站发出自救通信信息，使得UUV上浮至水面等待回收。

作为本发明的进一步改进方法：

所述S1步骤中故障识别与触发系统中的深度智能识别部分接收深度传感器的输入信号，并判断接收到的深度信号是否超限，包括：