[发明专利]一种无人艇海上空中加油系统和方法

说明书

本发明涉及一种无人艇海上空中加油系统和方法，系统包括无人机，无人艇，所述无人机上设有补给油箱、油管收放装置、输油管、三爪吸盘，所述无人艇上设有平面吸盘和待补给油箱；本发明空中加油系统设计合理、结构简单、操作稳定、方便快捷，系统整个加油过程无人工干预，完全自主，可以提高无人艇加油的实效性，同时避免了海上人工加油的危险性。加油两端通过定位扣紧固定动作，使加油操作具有较高的连接稳定性；同时，无人机与无人艇的结合进一步提高了加油的无人化和自主化程度，解决了无人艇续航能力差的问题，扩大了无人艇的作用面积，为无人艇海上作业的多功能性提供了前提和保障。

技术领域

本发明涉及一种无人艇海上空中加油系统和方法，能够在无任何人工干预的前提下为无人艇进行海上空中加油作业，属于无人艇应用技术领域。

背景技术

水面无人艇是一种小型无人水面平台。近些年来，这种无人水面平台在各种特殊任务中表现突出，比如水下扫雷，水下考古，地质勘探，反潜等。其上主要搭载了雷达、惯导、声呐、GPS、超声、摄像头等传感设备，可以实现环境感知、导航避障、路径规划、抗涌流扰动控制等功能。水面无人艇的驱动方式是通过内燃机燃烧燃油来进行。其中无人艇上面多处传感器的供电是主要通过内燃机带动，当燃油供给不足时，只能靠蓄电池维持极短时间内的工作，并不能更好地实现长时间续航。因此，无人艇的燃油供给是其完成各种功能和任务的基本前提。

目前的无人艇的续航能力比较差，只能维持几个小时的工作，对于一些小型的无人艇，其续航能力更差。目前无人艇的燃油供给主要通过人工加油，但是人工加油只能在岸边或者母艇上完成，所以当无人艇的燃油不足时，无人艇只能返航回到岸边或者母艇进行加油，这样就造成了任务完成率低下甚至完不成任务。当无人艇外出作业时，常由于任务的特殊性而无法返航加油，这极大限制了无人艇的作用面积，同时也限制了其自主和智能作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人艇海上空中加油系统和方法，解决无人艇续航能力差、作用区域小的现状，通过增加无人艇的续航能力，以提高自主化程度。本发明设计的无人艇海上空中加油系统具有易于实现、操作方便、行动高效等特点。

为了达到上述要求，本发明的构思是：

为了实现油量充足，可以采用较大的无人机进行加油作业。无人机与无人艇的结合，更好地实现了自主功能，大大提高了无人化水平。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种无人艇海上空中加油系统，包括无人机，无人艇，所述无人机上设有补给油箱、油管收放装置、输油管、三爪吸盘，所述无人艇上设有平面吸盘和待补给油箱；所述输油管一端连接补给油箱，并通过油管收放装置实现输油管的收放，输油管的另一端安装三爪吸盘，所述三爪吸盘与平面吸盘对接，平面吸盘设置在待补给油箱上，从而实现向待补给油箱的加油。

所述三爪吸盘的底面中间位置设有加油接口，在加油接口的根部设置有电磁减震环，其在加油接口与待加油接口结合时起到缓冲减震作用；所述三爪吸盘上还设有三个激光吸收器，间隔120度均匀布置，用于吸收平面吸盘上三个激光孔发射的激光，完成定位过程；三爪吸盘上还设有三个立柱，位于三个激光吸收器的间隙之间，也是间隔120度均匀布置，每个立柱的底部连接一个三爪圆盘。

所述平面吸盘上设有三个圆形槽，其位置与三爪吸盘上的三个立柱相对应，用于上电吸附三个三爪圆盘；平面吸盘上还设有三个激光孔，其位置与三爪吸盘上的三个激光吸收器相对应，用于发射激光；平面吸盘中间位置设有待加油接口，与加油接口实现对接。

一种无人艇海上空中加油方法，具体步骤如下：

S01：当无人艇检测到自身的油量低于设定阈值时，判定为缺油状态，此时无人艇通过无线通信网络向控制中心发送需要加油的信号，以及此时无人艇所在的位置坐标；

S02：控制中心接收到无人艇发出的需要加油信号后，指挥无人机飞向无人艇所在的位置坐标；