[发明专利]一种带有应急自救浮标的无人潜航器及其控制方法

说明书

本发明属于无人潜航器技术领域，具体涉及一种带有应急自救浮标的无人潜航器及其控制方法。本发明的无人潜航器适用于复杂的任务，针对不同工作环境可以采取相应保障措施。当本发明的无人潜航器因突发事件失事沉没于水底时，若浮标所带的缆绳长度大于失事的深度，且缆绳没有被海带等杂物缠住，则浮标可以直接带缆绳浮出水面，可以通过缆绳直接打捞无人潜航器；若浮标所带缆绳长度小于失事的深度，或缆绳长度大于失事的深度，但缆绳被缠住导致浮标不能带缆绳浮出水面时，浮标可以抛弃缆绳独自浮出水面。本发明不仅可以保护重要的工作数据，也可以在水面上第一时间向远程的工作人员发送自身的位置信息，作为UUV失事位置的参考定位。

技术领域

本发明属于无人潜航器技术领域，具体涉及一种带有应急自救浮标的无人潜航器及其控制方法。

背景技术

无人潜航器在水下工作时通讯困难，因此在很大程度上需要自主决策，为了尽可能地减小失事风险，无人潜航器一般会设有自救装置。无人潜航器的自救方式大体上可以分为三类，分别是通过增大体积获取浮力，通过减小重量获取浮力，通过释放自救浮标从而间接获取外力来打捞失事的无人潜航器。但这几种方式都存在缺陷，例如，对于增大体积式自救方式，当无人潜航器体积越大、工作深度越深时，对气囊的强度和体积要求越来越难以实现；对于减小重量自救方式，当无人潜航器自身运动受到限制时，抛载式装置即使抛掉重物，也依旧会使无人潜航器难以上浮。因此目前的大多数无人潜航器会根据自身的工作需求，至少采用上述一种甚至多种的自救手段，尽可能实现最优的自救方案。

释放自救浮标的方式，是指在无人潜航器遇险时，无人潜航器释放出一个带缆绳的浮标装置，该装置能够依靠自身正浮力快速上浮到水面，向水面工作人员示警并指示无人潜航器的大致位置；工作人员可以利用浮标所携带的极细、且韧性强的缆绳打捞遇险的无人潜航器。这种自救浮标装置在适合条件下具有驱动结构简单、救援效率高的优点。但在复杂环境下，这种自救浮标装置就很容易失效。

自救浮标装置对携带的缆绳强度有很高的要求，强度越大、长度越长的缆绳占用的体积和重量也越大，但自救浮标装置自身的正浮力也是有限的，不可能让这根缆绳无限制增长，因此这对无人潜航器的最大工作深度有限制。当无人潜航器工作的水域由于某些因素，其部分区域的最大深度超过自救浮标装置携带缆绳的长度，这样就会增加无人潜航器的风险。在某些复杂水域中，即使自救浮标装置携带缆绳的长度超过工作水域的深度，自救浮标装置携带缆绳也可能会能被渔网、海带等杂物缠住，使自救浮标装置不能顺利浮出到水面，从而失去定位的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供可以执行水域环境复杂、且深度可能有突然异常增加等条件的复杂任务，具备较好安全保障的一种带有应急自救浮标的无人潜航器。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括浮标；所述的浮标整体内嵌于无人潜航器的上部，且浮标的上表面与无人潜航器共形；所述的浮标包括浮标耐压舱、存储与供电单元和应急控制单元；所述的存储与供电单元包括供电与通讯防水接口P1、充电防水接口P2、数据存储计算机U0、充电模块U1、电源分配模块U2、蓄电池BT1、第一继电器K1和第一二极管D1；所述的应急控制单元包括压力传感器P3、缆绳释放电磁铁P4、复合天线1、北斗定位与通讯模块U3、浮标控制器U4、第二继电器K2、第二二极管D2和三极管Q1；

所述的浮标耐压舱外侧表面上铺设有浮力材料，在浮标耐压舱底部开设有凹槽；所述的数据存储计算机U0、充电模块U1、电源分配模块U2、北斗定位与通讯模块U3、浮标控制器U4、蓄电池BT1、第一继电器K1、第二继电器K2、第一二极管D1、第二二极管D2和三极管Q1均设置在浮标耐压舱内部；所述的供电与通讯防水接口P1、充电防水接口P2和压力传感器P3均设置在浮标耐压舱底部；所述的缆绳释放电磁铁P4设置在浮标耐压舱底部的凹槽中；所述的复合天线1设置在浮标耐压舱顶部；