[发明专利]一种UUV海底驻留的锚泊装置及方法

说明书

本发明提供一种UUV海底驻留的锚泊装置及方法，由液压驱动臂、可收放锚杆和抓泥铲组成。当UUV在航行过程中，锚杆和抓泥铲合为一体并在液压驱动臂的作用下收放在UUV两侧，保持UUV的流线外型；当UUV需要在海底停驻时，通过液压驱动臂伸长使锚杆和抓泥铲伸出，在液压驱动臂和重力的共同作用下使抓泥铲嵌入到泥土中，从而使UUV稳定驻停在海底表面；当UUV需要从海底起航时，通过收缩液压驱动臂带动锚杆将抓泥铲从泥土中拔出，并逐渐收回锚杆和抓泥铲实现UUV海底起航。该发明可以使UUV在海底驻留时避免由于海流作用而产生移位或被泥沙掩埋得风险。

技术领域

本发明涉及一种UUV海底驻留的锚泊装置及方法。

背景技术

UUV在执行水下侦查、海底伏击、充当水下通讯节点等任务时，需要通过稳定停驻在海底，实现隐蔽性高且能耗极低的潜伏作业。而为了使UUV在航行时具备节能且易于操控的特性，通常将UUV设计为浮力等于重力。这样UUV在执行海底着陆任务时，就极易受到海流的影响，使得UUV漂离坐底位置。因此，设计一种能够将UUV稳定固定到海底的装置对于UUV执行海底留驻任务而言是十分必要的。

海底锚泊装置一方面可以保证UUV在海底驻留的稳定性，防止UUV受到海流干扰漂离坐底位置。另一方面还可以防止泥沙将UUV掩埋，保证可以从海底顺利起航。在CNKI中检索发现，西北工业大学的宋保维等在《火力与指挥控制》(2010年第8期)发表的文章《潜伏式无人水下航行器概念设计》对潜伏式无人水下航行器进行了概念设计，并设计了两种潜伏控制方式——液压支撑式和锚链式，但两种方式均没有解决UUV受到海流干扰漂离坐底位置的问题。查阅国内外相关文献，目前尚未有通过嵌入式锚泊方式解决该问题的文献报道。

发明内容

本发明的目的是针对UUV海底驻留时，容易受到海流干扰而漂离坐底位置的问题而提供一种UUV海底驻留的锚泊装置及方法，且能实现稳定的驻留。

本发明的目的是这样实现的：一种UUV海底驻留的锚泊装置，包括设置在UUV主体上的四个锚泊结构，四个锚泊结构两两为一组沿着UUV主体的长度方向上布置，每组的两个锚泊结构相对设置在UUV主体的两侧，每个锚泊结构包括分别铰接在UUV主体上的液压驱动臂和锚杆、与锚杆端部铰接的叉形抓泥铲，液压驱动臂的端部与锚杆的中上部铰接，所述UUV主体上设置有与用来嵌入对应锚杆的凹槽，且所述锚杆是弧状弯曲杆，锚杆的弧度与锚杆在UUV主体上对应的位置的弧度相等。

一种UUV海底驻留的锚泊方法：

(1)检测UUV与海底距离满足锚泊要求时，同时伸长设置的四个液压驱动臂使对应的锚杆向下伸出，抓泥铲在重力和锚杆的共同作用下向UUV内侧斜下方插入泥土，实现海底锚泊；

(2)同时收缩四个液压驱动臂使锚杆向上收回，抓泥铲在锚杆的作用下向UUV外侧斜上方从泥土中拔出，直至锚杆与抓泥铲贴合在一起嵌入到UUV表面凹槽内使UUV表面恢复流线型，实现海底起锚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：当UUV在航行过程中，锚杆和抓泥铲合为一体并在液压驱动臂的作用下收放在UUV两侧，保持UUV的流线外型；当UUV需要在海底停驻时，通过液压驱动臂伸长使锚杆和抓泥铲伸出，在液压驱动臂和重力的共同作用下使抓泥铲嵌入到泥土中，从而使UUV稳定驻停在海底表面；当UUV需要从海底起航时，通过收缩液压驱动臂带动锚杆将抓泥铲从泥土中拔出，并逐渐收回锚杆和抓泥铲实现UUV海底起航。该发明可以使UUV在海底驻留时避免由于海流作用而产生移位或被泥沙掩埋得风险。

本发明的整个机构占用UUV内部空间小，结构简单，适用于UUV在大深度海域海底着陆，不用考虑为实现UUV稳定坐底而将UUV预设为重力大于浮力，可以提高UUV航行效能。本发明具有较强的实用性，在工程实现中简单易用。对应的锚泊方法依靠所设置的结构，能简单的实现UUV稳定的驻留。

附图说明

图1为UUV海底锚泊装置锚杆和抓泥铲收起状态结构示意图；