深海多点位坐底观测AUV系统

本发明属于深海探测，特别涉及一种深海多点位坐底观测auv系统。

背景技术：

1、海洋是人类社会赖以生存和发展的重要基础空间，蕴藏着丰富的资源，包括生物资源、海洋矿物资源和海洋能源，拥有巨大的探索价值。自主水下机器人(auv)能够在水下自主执行任务，广泛应用于海洋环境观测、海底测绘、资源勘探、和生物探测等领域，但它们仍然依赖于辅助船的干预来完成单个航次任务，每个航次任务针对某一深海区域开展探测。深海相关科学研究(生态系统分析等)要求对深海长期进行多区域、多方位监测，深海探测正从单航次探测向深海长期多点位探测发展，当前auv探测模式难以满足上述需求，需要研究具备深海海底多点位观测功能的auv，并能够将探测数据传输至陆地，供科研工作人员进行海底生态、环境与资源分析。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种深海多点位坐底观测auv系统，能够根据任务需求在深海海底进行多点位坐底长期观测，在观测后能够浮出水面将数据传输至陆地接收站，再次下潜至海底进行多点位观测。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种深海多点位坐底观测auv系统，包括：

4、auv，具备在深海海底坐底多点位观测功能，在多点位长期观测后，浮出水面将数据传输至陆地接收站；

5、所述auv包括auv本体、水平推进装置、浮力调节装置、垂直推进装置、陆地通信天线及坐底装置，其中auv本体的重心位于形心之下，水平推进装置设置于auv本体的形心平面上；浮力调节装置设置于水平推进装置的上方，用于auv本体的浮心位置变换；陆地通信天线设置于auv本体的艏部，用于与陆地接收站通讯；垂直推进装置和坐底装置设置于auv本体的艉部，坐底装置用于auv本体坐底于深海海底。

6、所述垂直推进装置和所述坐底装置均为多个，且间隔交替设置。

7、所述坐底装置包括坐底支架和液压驱动杆，其中坐底支架的一端与所述auv本体的艉部铰接，液压驱动杆的尾部与坐底支架的另一端铰接，液压驱动杆的输出端与所述auv本体铰接；

8、当所述auv坐底观测时，液压驱动杆驱动坐底支架展开，支撑于海底；

9、当所述auv航行时，液压驱动杆驱动坐底支架折叠贴在auv本体上。

10、所述陆地通信天线包括电机、蜗轮蜗杆机构及天线，其中电机的输出端与蜗轮蜗杆机构中的涡轮固连，天线与蜗轮蜗杆机构的蜗杆固连，电机通过蜗轮蜗杆机构驱动天线伸缩。

11、所述垂直剖面auv本体的上部还设有无线充电装置和数据传输装置，可与深海实验站对接进行充电与数据交互。

12、所述auv本体为鱼雷体外形，且艏部与艉部形状相同。

13、所述auv在向地面传输数据时，利用所述浮力调节装置和所述垂直推进装置实现所述auv浮出水面作业；利用卫星实现所述auv与陆地接收站建立远程通讯，进行数据传输；在完成数据传输后，所述auv下潜继续开展海底多点位观测。

14、本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种深海多点位坐底观测auv系统，能够反复在水平运动与垂直运动之间相切换，实现长期深海环境多个规划点位的坐底观测，在观测完成后，能够浮出水面将探测数据向陆地传输，然后再次下潜开展多点位坐底观测，以便于科研人员进行分析，提高深海长期监测能力。

技术特征：

1.一种深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述auv(1)包括auv本体(101)、水平推进装置(102)、浮力调节装置(103)、垂直推进装置(104)、陆地通信天线(105)及坐底装置(108)，其中auv本体(101)的重心(110)位于形心之下，水平推进装置(102)设置于auv本体(101)的形心平面上；浮力调节装置(103)设置于水平推进装置(102)的上方，用于auv本体(101)的浮心位置变换；陆地通信天线(105)设置于auv本体(101)的艏部，用于与陆地接收站(2)通讯；垂直推进装置(104)和坐底装置(108)设置于auv本体(101)的艉部，坐底装置(108)用于auv本体(101)坐底于深海海底(3)。

3.根据权利要求2所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述垂直推进装置(104)和所述坐底装置(108)均为多个，且间隔交替设置。

4.根据权利要求2或3所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述坐底装置(108)包括坐底支架(1081)和液压驱动杆(1082)，其中坐底支架(1081)的一端与所述auv本体(101)的艉部铰接，液压驱动杆(1082)的尾部与坐底支架(1081)的另一端铰接，液压驱动杆(1082)的输出端与所述auv本体(101)铰接；

5.根据权利要求2所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述陆地通信天线(105)包括电机(1051)、蜗轮蜗杆机构(1052)及天线(1053)，其中电机(1051)的输出端与蜗轮蜗杆机构(1052)中的涡轮固连，天线(1053)与蜗轮蜗杆机构(1052)的蜗杆固连，电机(1051)通过蜗轮蜗杆机构(1052)驱动天线(1053)伸缩。

6.根据权利要求2所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述垂直剖面auv本体(101)的上部还设有无线充电装置(106)和数据传输装置(107)。

7.根据权利要求2所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述auv本体(101)为鱼雷体外形，且艏部与艉部形状相同。

8.根据权利要求2所述的深海多点位坐底观测auv系统，其特征在于，所述auv(1)在向地面传输数据时，利用所述浮力调节装置(103)和所述垂直推进装置(104)实现所述auv(1)浮出水面作业；利用卫星实现所述auv(1)与所述陆地接收站(2)建立远程通讯，进行数据传输；在完成数据传输后，所述auv(1)下潜继续开展海底多点位观测。

技术总结
本发明属于深海探测技术领域，特别涉及一种深海多点位坐底观测AUV系统。包括AUV，AUV包括AUV本体、水平推进装置、浮力调节装置、垂直推进装置、陆地通信天线及坐底装置，其中AUV本体的重心位于形心之下，水平推进装置设置于AUV本体的形心平面上；浮力调节装置设置于水平推进装置的上方，用于AUV本体的浮心位置变换；陆地通信天线设置于AUV本体的艏部，用于与陆地接收站通讯；垂直推进装置和坐底装置设置于AUV本体的艉部，坐底装置用于AUV本体坐底于深海海底。本发明所设计AUV结构简单，运动灵活，能够根据任务需求在深海海底进行多点位坐底长期观测，在观测后能够浮出水面将数据传输至陆地接收站，再次下潜至海底进行多点位观测。

技术研发人员：吕凤天,徐会希,白云鹏,赵红印
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15