[发明专利]可搭载和回收无人机的自主水下航行器及无人机回收方法

权利要求书

1.可搭载和回收无人机的自主水下航行器，包括头段(1)、第一电池舱(2)、前辅推段(3)、控制舱(8)、后辅推段(7)、电池舱(8)、天线(9)和主推段(10)；其特征在于，还包括回收舱(4)，且回收舱(4)位于前辅推段(3)和控制舱(8)之间；

所述回收舱(4)包括前舱(11)、中舱(12)、后舱(14)、舱门机构、抽水设备(16)、浮力件(17)、电子密封舱结构、无线充电装置(24)和识别模块；前舱(11)与前辅推段(3)连接，后舱(14)与控制舱(8)连接，前舱(11)和后舱(14)中装有舱门机构；中舱(12)内部为空腔，电子密封舱结构位于空腔底部，电子密封舱结构上设有浮力件(17)，浮力件(17)上设有无线充电装置和识别模块；电子密封舱结构两侧和中舱(12)侧壁之间隔有浮力件(17)；抽水设备(16)位于中舱(12)外侧；无人机位于无线充电装置和识别模块上，完成投放、回收和充电。

2.如权利要求1所述的可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述舱门机构包括防水电机(20)和减速器(22)，由防水电机(20)带动减速器(22)，再由减速器(22)带动回收舱的舱门，实现舱门开合。

3.如权利要求1所述的可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述无线充电装置(24)包括无线充电器和环状电磁铁，其中环状电磁铁用于无人机的固定装置吸附。

4.如权利要求1所述的一种可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述识别模块包括信号灯(19)和二维码薄片(18)，信号灯(19)与浮力件(17)固连，二维码塑料薄片与无线充电器固连。

5.如权利要求4所述的可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述信号灯(19)通过现有视觉识别技术，进行无人机方向定位；当摄像头识别到四个信号灯时，计算信号灯与提前设定好的信号灯的位置的角度的偏差，通过计算出的角度差，从而控制无人机的方向。

6.如权利要求1所述的可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述电子密封舱结构包括电子密封舱端盖(25)和电子密封舱舱体(26)，电子密封舱端盖(25)置于电子密封舱舱体(26)上，二者之间形成空腔，内部装有GPS和控制电路板，GPS用来和无人机进行相互定位，辅助水下航行器对无人机13进行回收；控制电路板用于控制无人机的运动。

7.如权利要求1所述的可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述中舱(12)中放置的无人机包括无刷电机及螺旋浆(27)、电子密封舱(25)、机身本体(29)、无人机电子密封舱(30)、通讯模块(30)和观测机构(28)；机身本体(26)下方设有无人机电子密封舱(30)，无人机电子密封舱(30)下方设有电磁铁(33)和充电机构(34)，电磁铁(33)吸附于充电装置的环状电磁铁上，充电机构(34)和无线充电器相配合进行充电；四角各连有无刷电机及螺旋浆(27)，机身本体(29)上方设有通讯模块(30)，通讯模块由GPS和无线装置组成，GPS用于无人机的定位，无线装置负责将无人机执行任务时收集到的信息发送到航行器上，侧面设有观测机构(28)，由微型摄像头构成，当无人机起飞执行任务时，摄像头负责监测水面上的情况；当无人机进行回收时，摄像头负责识别航行器回收舱中的信号灯和二维码；当无人机降落回航行器回收舱内时，通讯模块的无线装置将记录到水面上的信息发送到航行器上。

8.如权利要求1所述的可搭载和回收无人机的自主水下航行器，其特征在于，所述头段(1)、第一电池舱(2)、前辅推段(3)、回收舱(5)、控制舱(8)、后辅推段(7)、第二电池舱(8)、天线(9)和主推段(10)依次连接，且前辅推段(3)和后辅推段(7)内设有推进器(4)。

9.基于权利要求1所述的一种可搭载和回收无人机的自主水下航行器的无人机回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：自主水下航行器搭载无人机航行至指定地点，水下航行器导航系统产生电信号1发送至航行器控制舱中的主控制机构，控制机构接收电信号1后，控制推进器将航行器浮至水面；

步骤2：控制机构检测到航行器此时深度为0，控制舱门机构将舱门打开，控制机构再向无人机发出无线信号1；

步骤3：无人机接收到无线信号1，无人机启动，飞出回收舱，由无人机观测装置测量高度，当高度满足后无人机向航行器无线接收器发出无线信号2；无线接收器接收到无线信号2后，向航行器控制机构发送电信号2；

步骤4：控制机构接收电信号2后，控制舱门机构将舱门闭合并控制推进器将航行器下潜至水面以下；

步骤5：水下航行器和无人机同时在规定区域执行探测任务，任务执行完毕后，在指定地点进行回收。当航行器到达该地点，航行器导航系统产生电信号3，发送到航行器控制机构，控制机构接收电信号3后，控制推进器将航行器浮至水面，此时控制机构检测到此时深度为0，控制舱门机构将舱门打开；无人机利用视觉技术和GPS回到航行器回收舱上方，再利用航行器的信号模块进行精确定位，从而实现无人机的回收；回收后，充电板进行充电，电磁铁吸附后会产生电信号4发送给航行器控制机构；

步骤6：航行器控制机构接收到电信号4，控制舱门机构和推进器：将舱门关闭，航行器下潜，然后向下一个任务点前进，执行下一个探测任务。