本發(fā)明屬于水下對(duì)接，具體地說是一種模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、auv（自主水下機(jī)器人）作為探索海洋空間的有力工具，發(fā)揮著越來越大的作用。在民用領(lǐng)域，可用于鋪設(shè)管道、海底考察、數(shù)據(jù)收集、鉆井支援、海底施工、水下設(shè)備維護(hù)與維修等；在軍用領(lǐng)域，則可用于地形偵查、情報(bào)搜集、援潛救生等。

2、auv由于自身攜帶的能源有限，作業(yè)時(shí)間和作業(yè)半徑受到限制。解決方式主要有兩種：一是浮出水面，通過水面支持平臺(tái)或返回岸基基地進(jìn)行能源補(bǔ)充和數(shù)據(jù)交換；但都需要消耗大量的能源和時(shí)間，且作業(yè)的連續(xù)性也將會(huì)被打斷。二是通過與水下對(duì)接裝置連接，實(shí)現(xiàn)能源補(bǔ)充和數(shù)據(jù)的交換。從經(jīng)濟(jì)性和綜合效益方面來看，第二種方案更合理。

3、現(xiàn)有國內(nèi)外眾多的水下對(duì)接裝置中，其中最常見的有捕捉式、導(dǎo)向式、座落式三種。其中導(dǎo)向式是應(yīng)用最廣泛的一類，國內(nèi)對(duì)接裝置絕大多數(shù)都采用此形式。導(dǎo)向式對(duì)接裝置主要缺點(diǎn)為：對(duì)接成功率受海流影響較大。解決方案有兩種：一是增加轉(zhuǎn)向裝置，調(diào)節(jié)導(dǎo)向罩開口方向；二是將對(duì)接裝置設(shè)計(jì)呈懸浮狀態(tài)，可在海流作用下旋轉(zhuǎn)至迎流狀態(tài)。相比而言，方案二省去了轉(zhuǎn)向裝置，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了研究海流對(duì)懸浮對(duì)接裝置的作用，為懸浮式對(duì)接裝置設(shè)計(jì)提供依據(jù)，本發(fā)明的目的在于提供一種模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。本發(fā)明可模擬不同流速、不同方向海流對(duì)對(duì)接試驗(yàn)裝置的影響及對(duì)接試驗(yàn)裝置調(diào)整到迎流狀態(tài)的時(shí)間。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明的對(duì)接試驗(yàn)裝置包括慣組、浮筒、垂直翼板、牽引擺動(dòng)架、主框架、水平翼板、導(dǎo)向罩及蒙皮，其中主框架內(nèi)部分別設(shè)有電子艙及浮筒，所述浮筒前后兩端的主框架內(nèi)各布置有一臺(tái)慣組，位于前端的所述慣組通過水密電纜與電子艙連接，所述主框架外罩有蒙皮；所述牽引擺動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接于主框架的前端，所述導(dǎo)向罩與主框架的后端相連，所述垂直翼板與水平翼板呈“十”字形布置在主框架上，且所述垂直翼板及水平翼板的高度能夠調(diào)節(jié)。

4、其中：所述垂直翼板及水平翼板的高度調(diào)節(jié)通過增減小幅翼板的數(shù)量實(shí)現(xiàn)，即所述垂直翼板及水平翼板的一側(cè)分別與主框架固接，所述垂直翼板及水平翼板的另一側(cè)沿高度方向連接不同數(shù)量的小幅翼板，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述垂直翼板及水平翼板的高度調(diào)節(jié)。

5、所述對(duì)接試驗(yàn)裝置的初始角度及拖曳速度通過慣組檢測(cè)并內(nèi)記，所述水密電纜在試驗(yàn)結(jié)束后下載慣組記錄的對(duì)接試驗(yàn)裝置的初始角度及拖曳速度。

6、所述牽引擺動(dòng)架呈“u”形，所述“u”形開口端的兩側(cè)分別通過轉(zhuǎn)軸與主框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

7、本發(fā)明模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法為：將所述對(duì)接試驗(yàn)裝置中的牽引擺動(dòng)架通過工裝連接至水池拖曳行車，然后在水池中利用所述水池拖曳行車拖曳對(duì)接試驗(yàn)裝置，即可模擬對(duì)接試驗(yàn)裝置受到海流作用的動(dòng)態(tài)特性；在試驗(yàn)過程中，改變所述水池拖曳行車的拖曳速度和對(duì)接試驗(yàn)裝置與水池拖曳行車拖曳方向初始角度，模擬不同方向、不同流速海流對(duì)所述對(duì)接試驗(yàn)裝置的作用，通過調(diào)整所述垂直翼板和水平翼板的高度，驗(yàn)證翼板高度與對(duì)接試驗(yàn)裝置恢復(fù)至迎流狀態(tài)時(shí)間，為懸浮式對(duì)接裝置設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

8、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

9、1．本發(fā)明可以驗(yàn)證不同流速、不同角度海流作用下接駁節(jié)點(diǎn)響應(yīng)狀態(tài)，為接駁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù)。

10、2．本發(fā)明設(shè)計(jì)符合通用化與模塊化要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

技術(shù)特征：

1.一種模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括慣組（1）、浮筒（3）、垂直翼板（4）、牽引擺動(dòng)架（5）、主框架（6）、水平翼板（7）、導(dǎo)向罩（8）及蒙皮（9），其中主框架（6）內(nèi)部分別設(shè)有電子艙（2）及浮筒（3），所述浮筒（3）前后兩端的主框架（6）內(nèi)各布置有一臺(tái)慣組（1），位于前端的所述慣組（1）通過水密電纜與電子艙（2）連接，所述主框架（6）外罩有蒙皮（9）；所述牽引擺動(dòng)架（5）轉(zhuǎn)動(dòng)連接于主框架（6）的前端，所述導(dǎo)向罩（8）與主框架（6）的后端相連，所述垂直翼板（4）與水平翼板（7）呈“十”字形布置在主框架（6）上，且所述垂直翼板（4）及水平翼板（7）的高度能夠調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述垂直翼板（4）及水平翼板（7）的高度調(diào)節(jié)通過增減小幅翼板（10）的數(shù)量實(shí)現(xiàn)，即所述垂直翼板（4）及水平翼板（7）的一側(cè)分別與主框架（6）固接，所述垂直翼板（4）及水平翼板（7）的另一側(cè)沿高度方向連接不同數(shù)量的小幅翼板（10），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述垂直翼板（4）及水平翼板（7）的高度調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述對(duì)接試驗(yàn)裝置的初始角度及拖曳速度通過慣組（1）檢測(cè)并內(nèi)記，所述水密電纜在試驗(yàn)結(jié)束后下載慣組（1）記錄的對(duì)接試驗(yàn)裝置的初始角度及拖曳速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述牽引擺動(dòng)架（5）呈“u”形，所述“u”形開口端的兩側(cè)分別通過轉(zhuǎn)軸與主框架（6）轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于：將所述對(duì)接試驗(yàn)裝置中的牽引擺動(dòng)架（5）通過工裝連接至水池拖曳行車，然后在水池中利用所述水池拖曳行車拖曳對(duì)接試驗(yàn)裝置，即可模擬對(duì)接試驗(yàn)裝置受到海流作用的動(dòng)態(tài)特性；在試驗(yàn)過程中，改變所述水池拖曳行車的拖曳速度和對(duì)接試驗(yàn)裝置與水池拖曳行車拖曳方向初始角度，模擬不同方向、不同流速海流對(duì)所述對(duì)接試驗(yàn)裝置的作用，通過調(diào)整所述垂直翼板（4）和水平翼板（7）的高度，驗(yàn)證翼板高度與對(duì)接試驗(yàn)裝置恢復(fù)至迎流狀態(tài)時(shí)間，為懸浮式對(duì)接裝置設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于水下對(duì)接技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種模擬海流作用的對(duì)接試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，主框架內(nèi)部分別設(shè)有電子艙及浮筒，浮筒前后兩端的主框架內(nèi)各布置有一臺(tái)慣組，位于前端的慣組通過水密電纜與電子艙連接，主框架外罩有蒙皮；牽引擺動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接于主框架的前端，導(dǎo)向罩與主框架的后端相連，垂直翼板與水平翼板呈“十”字形布置在主框架上，且垂直翼板及水平翼板的高度能夠調(diào)節(jié)。本發(fā)明的對(duì)接試驗(yàn)裝置通過工裝連接至水池拖曳行車，改變水池拖曳行車拖曳速度即可模擬出對(duì)接試驗(yàn)裝置受到海流作用的動(dòng)態(tài)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明能夠驗(yàn)證對(duì)接裝置在海流作用下的動(dòng)態(tài)特性，為懸浮式對(duì)接裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：呂振,鄭榮,徐晗,譚樺,于洲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26