本發(fā)明屬于海洋技術(shù)工程領(lǐng)域，涉及一種接駁裝置，尤其是一種水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置。

背景技術(shù)：
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，占全球71％面積的海洋將是下一個世紀(jì)，也是未來人類賴以生存的資源。近年來，水下自主航行器作為海洋探測平臺在海洋環(huán)境、資源、地質(zhì)等方面的探測與研究中，已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是水下自主航行器續(xù)航能力差、數(shù)據(jù)傳輸實時性不強、布放與回收復(fù)雜等狀況限制了其更為廣泛的應(yīng)用。針對該問題，水下自主航行器的水下對接技術(shù)在近幾年逐步興起。專利CN201110178669.6公開了一套自主水下航行器與海底觀測網(wǎng)對接裝置，自主水下航行器經(jīng)過喇叭狀導(dǎo)口導(dǎo)引可以可靠地?？吭诮玉g站主體，實現(xiàn)自主水下航行器與海底觀測網(wǎng)絡(luò)之間電能和信號的傳輸。專利CN201310668750.1公開了可自動調(diào)節(jié)朝向的對接平臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)可極大提高對接成功的幾率。然而上述提及的對接平臺系統(tǒng)均布放于海底且與海底觀測網(wǎng)相連。為了完成相關(guān)的接駁任務(wù)，水下自主航行器需要航行至海底某固定接駁地點，這樣不僅大大限制了水下自主航行器的探測范圍，而且由于接駁地點固定也使得海洋探測任務(wù)具有局限性。因此，為增大水下自主航行器的探測范圍和相關(guān)探測任務(wù)執(zhí)行的靈活性，本發(fā)明提出了水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置，以實現(xiàn)水下自主航行器在任意水域與水面接駁平臺的非接觸移動接駁任務(wù)，從而增大水下自主航行器的探測范圍和相關(guān)探測任務(wù)執(zhí)行的靈活性。本發(fā)明的水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置包括水面移動平臺側(cè)部分和水下自主航行器側(cè)部分；所述的水面移動平臺側(cè)部分包括水面移動平臺船體、非接觸接駁主控單元、視頻監(jiān)視模塊、喇叭狀導(dǎo)引口、非接觸電能傳輸初級線圈、水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線、電磁鐵鎖緊單元、鎖緊單元固定件、水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊、圓筒型導(dǎo)引口、導(dǎo)引燈固定件、水下導(dǎo)引燈、懸掛連接件，喇叭狀導(dǎo)引口小口端與非接觸電能傳輸初級線圈共軸線且剛性連接，鎖緊單元固定件關(guān)于喇叭狀導(dǎo)引口中心軸呈周向均勻分布并與非接觸電能傳輸初級線圈剛性連接，各鎖緊單元固定件上剛性連接一電磁鐵鎖緊單元，圓筒型導(dǎo)引口與鎖緊單元固定件剛性連接并與喇叭狀導(dǎo)引口共軸線，水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊與導(dǎo)引燈固定件均與圓筒型導(dǎo)引口剛性連接，并且水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊發(fā)出的波束指向水底，水下導(dǎo)引燈與導(dǎo)引燈固定件剛性連接并與圓筒型導(dǎo)引口共軸線，水下導(dǎo)引燈發(fā)出光線由圓筒型導(dǎo)引口指向喇叭狀導(dǎo)引口，水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線與非接觸電能傳輸初級線圈軸線平行并剛性連接，懸掛連接件上端與水面移動平臺船體剛性連接，懸掛連接件下端分別與非接觸電能傳輸初級線圈和圓筒型導(dǎo)引口剛性連接，視頻監(jiān)視模塊固接于懸掛連接件并且其視角朝向喇叭狀導(dǎo)引口、其中心軸線平行于喇叭狀導(dǎo)引口的中心軸線，非接觸接駁主控單元固定安放于水面移動平臺船體。所述的水下自主航行器側(cè)部分包括視覺導(dǎo)引組件、水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊、水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線、水下航行器主體、非接觸電能傳輸次級線圈、電磁鎖緊塊、錐形保護套，視覺導(dǎo)引組件和水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊固定在水下航行器主體艘部的腔體里面、并且二者的軸線均與水下航行器主體的軸線平行，非接觸電能傳輸次級線圈、電磁鎖緊塊和錐形保護套同軸線地套接固定在水下航行器主體，水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線與非接觸電能傳輸次級線圈軸線平行并剛性連接。所述的鎖緊單元固定件及電磁鐵鎖緊單元均為三個。水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置工作過程如下：下達非接觸接駁任務(wù)后，水面移動平臺在預(yù)定區(qū)域水面航行，水下自主航行器自主導(dǎo)航至該水域，并通過水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊向水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊請求水面移動平臺的位置信息。水下自主航行器靠近水面移動平臺后，在視覺導(dǎo)引組件輔助下，水下自主航行器航行至喇叭狀導(dǎo)引口導(dǎo)引區(qū)域，并在喇叭狀導(dǎo)引口導(dǎo)引作用下，進入圓筒型導(dǎo)引口，此過程中錐形保護套起到減緩碰撞力作用。水下自主航行器與水面移動平臺對接成功后，非接觸接駁主控單元控制開啟電磁鐵鎖緊單元，使電磁鐵鎖緊單元吸附電磁鎖緊塊，從而水面移動平臺完成對水下自主航行器的鎖緊功能。成功鎖緊后，水下自主航行器與水面移動平臺形成固定連接，一起航行。非接觸接駁主控單元開啟非接觸電能與信號傳輸?shù)娜蝿?wù)，通過非接觸電能傳輸初級線圈和非接觸電能傳輸次級線圈的耦合作用實現(xiàn)水面移動平臺向水下自主航行器的非接觸電能傳輸，通過水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線和水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線實現(xiàn)水面移動平臺與水下自主航行器的雙向非接觸信號傳輸。水下自主航行器完成非接觸電能與信號傳輸任務(wù)后，非接觸接駁主控單元關(guān)閉電磁鐵鎖緊單元，水下自主航行器反轉(zhuǎn)螺旋槳退出水面移動平臺，開啟下一周期的探測任務(wù)。視頻監(jiān)視模塊可對整個過程起到視頻監(jiān)視作用，操作人員可及時監(jiān)測到異常狀況，并進行相應(yīng)應(yīng)急處理。本發(fā)明的水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置，利用了水面移動平臺靈活機動的優(yōu)點，并借助相應(yīng)的非接觸接駁設(shè)備，實現(xiàn)了二者的非接觸移動接駁功能，相對于傳統(tǒng)的海底非接觸接駁方式，該裝置增大了水下自主航行器的探測范圍和相關(guān)探測任務(wù)執(zhí)行的靈活性，并且降低了水下自主航行器的回收成本。附圖說明圖1為水面移動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為水下自主航行器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為水下自主航行器與水面移動平臺正常對接后的示意圖。圖中：1.水面移動平臺船體，2.非接觸接駁主控單元，3.視頻監(jiān)視模塊，4.喇叭狀導(dǎo)引口，5.非接觸電能傳輸初級線圈，6.水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線，7.電磁鐵鎖緊單元，8.鎖緊單元固定件，9.水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊，10.圓筒型導(dǎo)引口，11.導(dǎo)引燈固定件，12.水下導(dǎo)引燈，13.懸掛連接件，14.視覺導(dǎo)引組件，15.水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊，16.水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線，17.水下航行器主體，18.非接觸電能傳輸次級線圈，19.電磁鎖緊塊，20.錐形保護套。具體實施方式以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。參照圖1-圖3，本發(fā)明的水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置包括水面移動平臺側(cè)部分和水下自主航行器側(cè)部分；所述的水面移動平臺側(cè)部分包括水面移動平臺船體1、非接觸接駁主控單元2、視頻監(jiān)視模塊3、喇叭狀導(dǎo)引口4、非接觸電能傳輸初級線圈5、水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線6、三個電磁鐵鎖緊單元7、三個鎖緊單元固定件8、水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊9、圓筒型導(dǎo)引口10、導(dǎo)引燈固定件11、水下導(dǎo)引燈12、懸掛連接件13，喇叭狀導(dǎo)引口4小口端與非接觸電能傳輸初級線圈5共軸線且剛性連接，三個鎖緊單元固定件8關(guān)于喇叭狀導(dǎo)引口4中心軸呈周向均勻分布(間隔120度)并與非接觸電能傳輸初級線圈5剛性連接，三個電磁鐵鎖緊單元7與相應(yīng)的鎖緊單元固定件8剛性連接，圓筒型導(dǎo)引口10與鎖緊單元固定件8剛性連接并與喇叭狀導(dǎo)引口4共軸線，水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊9與導(dǎo)引燈固定件11均與圓筒型導(dǎo)引口10剛性連接，并且水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊9發(fā)出的波束指向水底，水下導(dǎo)引燈12與導(dǎo)引燈固定件11剛性連接并與圓筒型導(dǎo)引口10共軸線，水下導(dǎo)引燈12發(fā)出光線由圓筒型導(dǎo)引口10指向喇叭狀導(dǎo)引口4，水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線6與非接觸電能傳輸初級線圈5軸線平行并剛性連接，懸掛連接件13上端與水面移動平臺船體1剛性連接，懸掛連接件13下端分別與非接觸電能傳輸初級線圈5和圓筒型導(dǎo)引口10剛性連接，視頻監(jiān)視模塊3固接于懸掛連接件13并且其視角朝向喇叭狀導(dǎo)引口4、其中心軸線平行于喇叭狀導(dǎo)引口4的中心軸線，非接觸接駁主控單元2固定安放于水面移動平臺船體1。所述的水下自主航行器側(cè)部分包括視覺導(dǎo)引組件14、水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊15、水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線16、水下航行器主體17、非接觸電能傳輸次級線圈18、電磁鎖緊塊19、錐形保護套20，視覺導(dǎo)引組件14和水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊15固定在水下航行器主體17艘部的腔體里面、并且二者的軸線均與水下航行器主體17的軸線平行，非接觸電能傳輸次級線圈18、電磁鎖緊塊19和錐形保護套20同軸線地套接固定在水下航行器主體17，水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線16與非接觸電能傳輸次級線圈18軸線平行并剛性連接。水下自主航行器與水面移動平臺的水下非接觸移動接駁裝置工作過程如下：下達非接觸接駁任務(wù)后，水面移動平臺在預(yù)定區(qū)域水面航行，水下自主航行器自主導(dǎo)航至該水域，并通過水下自主航行器側(cè)聲學(xué)通訊模塊15向水面移動平臺側(cè)聲學(xué)通訊定位模塊9請求水面移動平臺的位置信息。水下自主航行器靠近水面移動平臺后，在視覺導(dǎo)引組件14輔助下，水下自主航行器航行至喇叭狀導(dǎo)引口4導(dǎo)引區(qū)域，并在喇叭狀導(dǎo)引口4導(dǎo)引作用下，進入圓筒型導(dǎo)引口10，此過程中錐形保護套20起到減緩碰撞力作用。水下自主航行器與水面移動平臺對接成功后，非接觸接駁主控單元2控制開啟電磁鐵鎖緊單元7，使電磁鐵鎖緊單元7吸附電磁鎖緊塊19，從而水面移動平臺完成對水下自主航行器的鎖緊功能。成功鎖緊后，水下自主航行器與水面移動平臺形成固定連接，一起航行。非接觸接駁主控單元2開啟非接觸電能與信號傳輸?shù)娜蝿?wù)，通過非接觸電能傳輸初級線圈5和非接觸電能傳輸次級線圈18的耦合作用實現(xiàn)水面移動平臺向水下自主航行器的非接觸電能傳輸，通過水面移動平臺側(cè)信號傳輸天線6和水下自主航行器側(cè)信號傳輸天線16實現(xiàn)水面移動平臺與水下自主航行器的雙向非接觸信號傳輸。水下自主航行器完成非接觸電能與信號傳輸任務(wù)后，非接觸接駁主控單元2關(guān)閉電磁鐵鎖緊單元7，水下自主航行器反轉(zhuǎn)螺旋槳退出水面移動平臺，開啟下一周期的探測任務(wù)。視頻監(jiān)視模塊3可對整個過程起到視頻監(jiān)視作用，操作人員可及時監(jiān)測到異常狀況，并進行相應(yīng)應(yīng)急處理。