[实用新型]一种通用型水下航行器接驳充电系统

说明书

本实用新型涉及一种通用型水下航行器接驳充电系统，包括接驳站本体、声学释放模块、垂向收放模块、航行器捕获模块、定位模块、控制和传感模块、能源模块，所述声学释放模块挂接在接驳站本体下端，垂向收放模块上端连接航行器捕获模块，下端连接接驳站本体，定位模块分别安装在海洋航行器和航行器捕获模块上，控制和传感模块固定于航行器捕获模块的下方，接驳站本体内安装有能源模块。实现了水下滑翔机等海洋航行器与水下接驳系统在多干扰环境下的高精度、高机动灵活以及高成功率的机械对接、电气无线充电和数据无线传输，同时实现水下接驳站的全自主能源收集，保证接驳站自身工作能源耗电和为海洋航行器提供能源供给。

技术领域

本实用新型属于水下航行器技术领域，具体涉及一种通用型水下航行器接驳充电系统。

背景技术

水下滑翔机是一种新型的水下机器人，由于其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要，从时间和空间上都拓展了海洋监测的应用范围，目前已经成为当前水下航行器领域的一个研究热点。

目前水下滑翔机主要分为两类：1)为提高灵活特性而配置有推进器的滑翔机：当前为了提高水下滑翔机灵活机动特性，部分研究机构采用加装推进器的方式提高水下滑翔机灵活性，由于推进器能耗极大，这样也会随之带来续航能力降低的问题，这类滑翔机可实现小范围海域内对中小尺度甚至微尺度监测。2)为提高续航能力而不配置推进器的滑翔机：该类滑翔机灵活性差，但是续航能力强，故可实现大范围长时间海洋参数监测。

对于未配置推进器的滑翔机，一般采用使用母船投放，而后水下滑翔机进行自主弱调控作业，主要采用机载电池作为供电系统。然而，由于水下滑翔机的舱体较小，可携带的电池总容量非常有限，即使采用能量密度比较高的一次性电池，也难以进一步提高水下滑翔机的续航能力和续航时间。通过调研得知，当前电源携带容量的不足成为水下滑翔机长航程和长航时工作进一步提高的瓶颈；而当前电池技术的发展较为缓慢，高能量密度比的电池制造技术还不成熟，无法实际应用。因此如何在现有的基础上寻求对水下滑翔机接驳充电的方法，成为提高水下滑翔机续航能力、扩大海洋观测范围和能力的关键。

另外，对于水下滑翔机系统，属于“弱调控性”海洋航信器，其运行会受到多方面干扰和风险因素，据统计，水下滑翔机在海面上漂浮通讯时受到的破坏或被打捞的几率最大。由于滑翔机的自身特点决定了其运动轨迹只能为“V”形或“W”型，每次运动至海面后方可通过GPS或北斗进行定位通讯，由于GPS和北斗短报文通讯系统速率较慢，其航行的自身运动参数和采集的海洋参数数量大，水下滑翔机在海面进行长时间通讯的方案显然不现实，而水下滑翔机一旦出现故障无法回收，则其采集的数据将毁于一旦，极大的浪费财力和物力，因此如何实现对水下滑翔机中的相关参数进行定时快速回收，同样是提高水下滑翔机工作性价比存在的技术难题。

上述滑翔机能源补充和数据传输技术难题，同样也存在于其它AUV(AutonomousUnderwater Vehicle)等海洋航行器系统。

针对滑翔机续航能力提升方法，国内已经有一些技术方案或案例，这类方案可大致分为三类：

1)采用提高航行效率等方式进行提升滑翔机续航里程