[发明专利]用于AUV接驳的柔性接驳基站以及柔性接驳方法

说明书

本发明涉及一种用于AUV接驳的柔性接驳基站以及柔性接驳方法，属于水下航行器设备技术领域。包括基站板、设置在基站板边缘的视觉单元和布置在基站板上的至少三个接驳单元；接驳单元设有依次连接的至少三个柱状的弯曲模块，形成用于接驳AUV的机械臂，弯曲模块由柔性材料制作，且内设有若干用于充液以使弯曲模块变形的液腔；当视觉单元检测到AUV时，向各弯曲模块的液腔内充液，使接驳单元各自向外形成接驳口；AUV进入接驳口后，各弯曲模块改变充液液腔的充液量，使接驳单元向内对AUV进行锁紧。整个接驳基站结构简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及水下航行器设备技术领域，具体地说，涉及一种用于AUV接驳的柔性接驳基站以及柔性接驳方法。

背景技术

随着科技的发展，人们对水下机器人的使用需求日益增加，其涉及领域包括水下观测与监测、水下救援、考古、石油管道作业以及军事排雷等多个方面。

水下机器人主要分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜器(RemoteOperated Vehicle，简称ROV)；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自主式水下潜器(Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV)。

AUV是一种海洋移动观测平台，它无缆且不需要人为操作，能够自主航行进入海底观测网络无法布放的区域进行观测，具有活动范围大、机动性好、安全、智能化等优点，成为完成各种水下任务的重要工具。然而，AUV通常由蓄电池供电，因此携带的能源十分有限，无法长期持续性地进行水下观测。为了提高AUV的水下观测时长，国内外科研单位开始研究AUV接驳技术，即通过海底接驳基站对AUV进行自主导引、回收与锁紧，并对接驳基站内的AUV进行充电与数据回收。

目前，AUV接驳基站多为具有锥状导引入口的坐底式结构，其优点在于能降低AUV末端对接精度要求，但是基站入口的刚性结构会在接驳碰撞过程中对AUV艏部造成损伤。除此之外，坐底式接驳基站的体积与重量大，仅能在海底固定节点布放使用，限制了接驳技术的应用场景。

刚性接驳机构的固有缺陷制约了AUV动态回收技术在海洋环境中长期可靠的应用，成为子、母水下航行器进行交会对接的主要技术瓶颈，因此，探索质量轻盈、形态与刚度可调，以及能够柔顺接触与锁紧AUV的接驳机构至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于AUV接驳的柔性接驳基站以及柔性接驳方法，可以实现柔性接触与锁紧，重量轻，形态可以调节，便于在水下移动节点搭载使用。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供的用于AUV接驳的柔性接驳基站包括基站板、设置在所述基站板边缘的视觉单元和布置在所述基站板上的至少三个接驳单元；

所述接驳单元设有依次连接的至少三个柱状的弯曲模块，形成用于接驳AUV的机械臂，所述弯曲模块由柔性材料制作，且内设有若干用于充液以使弯曲模块变形的液腔；

当视觉单元检测到AUV时，向各弯曲模块的液腔内充液，使接驳单元各自向外形成接驳口；AUV进入接驳口后，各弯曲模块改变充液液腔的充液量，使接驳单元向内对AUV进行锁紧。

上述技术方案中，通过向弯曲模块的液腔内充液形成液体压力，使弯曲模块完成弯曲变形，由接驳导引口变形成为锁紧框，实现对AUV的柔性接驳。整个接驳基站结构简单，易于操作。

可选地，在一个实施例中，所述的接驳单元包括依次连接的第一弯曲模块、第二弯曲模块和第三弯曲模块；

所述第一弯曲模块和第三弯曲模块内设有三个沿弯曲模块的中心轴对称的液腔，所述第二弯曲模块内设有两个对称的液腔。

可选地，在一个实施例中，所有接驳单元及其对应的弯曲模块内的液腔均呈中心对称布置。

可选地，在一个实施例中，所述的弯曲模块内设有供充液管道通过的通道。