[发明专利]太阳能驱动锚系式自主航行器多功能对接站及对接方法

说明书

本发明公开了一种太阳能驱动锚系式自主航行器多功能对接站及对接方法，包括浮力部设置在主体支架的上部，所述太阳能板设置在浮力部的上表面，所述天线部设置在浮力部的上部；所述ASV对接位设置在浮力部处，在ASV对接位的上方设置视觉靶标，在ASV对接位的中心处设置ASV磁力锁紧机构，在ASV对接位的侧方设置ASV无线电能传输部；所述AUV对接站和电子舱均设置在主体支架的底面上，AUV对接站的上方设置声学信标和水下灯，AUV对接站的后方设置AUV电能传输线圈和AUV磁力锁紧机构。本发明在自主航行器需要充电时，由GPS和导引装置同时引导，将自主航行器引至相应位置，磁力锁紧机构进行固定，对自主航行器进行非接触式电能传输。

技术领域

本发明属于自主航行器技术领域，特别涉及一种太阳能驱动锚系式自主航行器多功能对接站及对接方法。

背景技术

近年来，随着海洋环境、资源、地质引起了人们越来越多的关注，海底的观测在国防系统中也越发重要，海洋的检测与发展成为了许多国家的重大战略之一；在此背景下，能够搭载多种探测器的水下自主航行器就越来越重要；但由于水下自主航行器腔体内电池所提供电能的限制，严重束缚了水下自主航行器的观测范围，因此设计一种合理可靠的用于接驳自主航行器的接驳平台也是研究重点之一。针对此类问题，国内水下接驳技术近年来逐步发展了起来；现有技术中，自主水下航行器通过喇叭口的导引可靠地停靠在接驳站中，实现与观测网的电能与信号传输。或在水下自主航行器回坞过程中可根据水下自主航行器的朝向改变自身喇叭口的朝向，因此可以极大的提高回坞成功率。纵观国内接驳系统的设计，绝大部分都是将接驳平台固定于某一定点，这样大大限制了水下自主航行器的观测范围，定点接驳站通常重量大，在布放与海底固定时由于无法实时掌握水下情况，遇到突发情况由于其自身重量大也难以进行操作，故危险性极高。水面自主航行器同样也存在上述问题，无论是水面自主航行器(ASV)还是水下自主航行器(AUV)，一般都采用电池供电，其续航能力受到电池容量的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种太阳能驱动锚系式自主航行器多功能对接站，包括主体支架、浮力部、推进器、ASV对接位、AUV对接站、电子舱、天线、太阳能板和缆绳，其中，

所述浮力部设置在主体支架的上部，所述太阳能板设置在浮力部的上表面，所述天线部设置在浮力部的上部；所述ASV对接位设置在浮力部处，在ASV对接位的上方设置视觉靶标，在ASV对接位的中心处设置ASV磁力锁紧机构，在ASV对接位的侧方设置ASV无线电能传输部；所述AUV对接站和电子舱均设置在主体支架的底面上，AUV对接站的上方设置声学信标和水下灯，AUV对接站的后方设置AUV电能传输线圈和AUV磁力锁紧机构；所述推进器设置两个，分别在主体支架的底部后侧两端；所述电子舱提供电路控制和电能；所述缆绳的一端与主体支架的底部连接，另一端与锚连接。

优选地，所述电子舱中设置锂电池、主控电路、AUV对接站控制电路、ASV对接位控制电路、姿态传感器、电机控制电路、GPS、铱星通信电路和WiFi通信电路，其中，主控电路与AUV对接站控制电路、ASV对接位控制电路、姿态传感器、电机控制电路、GPS、铱星通信电路和WiFi通信电路分别连接，电机控制电路还与AUV对接站控制电路和推进器连接，AUV对接站控制电路连接声学信标、水下灯、AUV电能传输线圈和AUV磁力锁紧机构，ASV对接位控制电路与ASV无线电能传输部和ASV磁力锁紧机构连接，GPS对本对接站定位，姿态传感器采集姿态信息，将位置和姿态信息通过铱星通信电路或WiFi通信电路传输给岸上的操控站以及待对接的自主机器人。

优选地，所述天线部包括GPS天线、铱星天线和WiFi天线。

优选地，所述ASV无线电能传输部包括非接触式电能传输耦合器。

优选地，所述AUV对接站为喇叭状。

基于上述目的，本发明还提供了一种上述对接站的对接方法，包括以下步骤：