[发明专利]一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置及方法

权利要求书

1.一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于： 包括双体船型且船身中部设置有开口舱的水面无人船、用于捕获水下无人航行器的回收笼和集成在所述水面无人船船载计算机内的主动捕获控制系统；所述水面无人船的中部开口舱用于放置回收笼的，所述回收笼通过安装在船舱中的液压伸缩杆与水面无人船连接，所述液压伸缩杆与主动捕获控制系统相连接，并由所述主动捕获控制系统控制液压伸缩杆的伸缩将回收笼放入水中或收入船舱内，且实现回收笼高度的精确调整；所述水面无人船的浮体内设置有前视声呐，用于对水面无人船的前方水域进行三维扫描成像，显示前方水域目标；

所述回收笼包括回收筒、分别设置在回收筒两侧边下部且对称设置的两个回收网、设置在回收筒外围的外部框架以及对称设置在外部框架前端部的导引门；所述回收筒为前端和底部都开口的半封闭筒状结构，其筒宽大于现有的水下无人航行器的直径，其筒末端封闭，其筒内末端依次设置有阻挡水下无人航行器前进的缓冲机构和驱动缓冲机构的缓冲机构电机；所述缓冲机构内部设置有水下摄像机，并配备探照灯，能够对回收笼内进行实时拍摄与传输，所述缓冲机构末端设置有第一触觉传感器，当水下无人航行器接触到缓冲机构时发送信号给主动捕获控制系统；回收筒顶端设置有触觉单元，所述触觉单元包括第二触觉传感器和弹簧，当水下无人航行器接触到触觉单元时发送信号给主动捕获控制系统；所述回收网成对设置，其网面为弧形，两端部设置各有一曲柄，所述曲柄的一端与固定在回收筒内的旋转轴相连接，所述旋转轴通过设置在回收筒上的回收网电机带动，能够使回收网绕曲柄的一端的自由转动，通过两个所述回收网的转动实现筒底的开合；所述曲柄另一端与气弹簧连接，所述气弹簧的另一端与回收筒连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于：所述外部框架分别与回收筒和液压伸缩杆相连接，外部框架前端部设置有由设置在外部框架上的导引门电机驱动且能够旋转的导引门，所述导引门下部安装有前视成像声呐，用以探测水下无人航行器与回收笼的相对位置。

3.根据权利要求1所述的一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于：所述水面无人船的上甲板上设置有云台摄像机，能够360度旋转，并且将拍摄到的图像实时传输至主动捕获控制系统。

4.根据权利要求2所述的一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于：所述主动捕获控制系统还分别与回收网电机、导引门电机、触觉单元、前视声呐相连接；所述回收网电机、导引门电机分别与主动捕获控制系统相连，是为了实现回收网的开合与导引门的开关控制；回收笼内的触觉单元将传感信息传至主动捕获控制系统，用于确定水下无人航行器是否完全进入回收笼；所述主动捕获控制系统与前视声呐连接，将前视声呐测绘得到的图像进行收集与处理，发送至岸站上位机，通过比对内置图像库，确定是否为水下无人航行器，实现水下无人航行器的自主搜索；所述主动捕获控制系统与前视成像声呐连接，是为了获取水下无人航行器与回收笼的相对位置，通过控制液压伸缩杆去不断调整回收笼高度，便于水下无人航行器能够水平入回收笼；所述主动捕获控制系统与气弹簧连接，是为了实现回收网在开启和关闭状态的位置锁定；所述主动捕获控制系统与水下摄影机连接，是为了在水下无人航行器入笼后，水下摄像机将继续观察到的水下无人航行器在回收笼中的位置信息传输给主动捕获控制系统，主动捕获系统控制液压伸缩杆不断调整回收笼高度，直至水下无人航行器完全进入回收笼；所述第一触觉传感器与主动捕获控制系统连接，为了将水下无人航行器接触到缓冲机构的信息发送给主动捕获控制系统。

5.根据权利要求4所述的一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于：所述外部框架为金属钢管制成，其下部包裹有柔性缓冲材料制成的缓冲垫，用于防止水下无人航行器与外部框架发生碰撞而损坏。

6.根据权利要求1所述的一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于：所述回收网为金属材料构制成的网面。

7.根据权利要求1所述的一种无人船在水面主动捕获水下无人航行器的装置，其特征在于：所述缓冲机构为弹簧和柔性材料制成。