本發(fā)明屬于海上巡航與搜救的技術領域，尤其涉及一種自動系固的無人艇協(xié)同編隊及系固方法。

背景技術：

目前海事巡航與搜救主要由人工駕駛的搜救艇和搜救飛機完成，搜救艇速度較慢，搜救飛機續(xù)航時間有限，造成一定程度的搜救時間上的緊迫性和空間上的不達性，給搜救行動的協(xié)調(diào)、有序、高效地開展帶來一定的困難，增大了遇險船舶和遇險人員的遇難風險。

由高性能的水面無人艇(usv)構建成協(xié)同作業(yè)編隊的主體，能夠實現(xiàn)全天候的海事管理以及海上搜救等目的。由多艘水面無人艇組成的協(xié)同編隊協(xié)同作業(yè)時具有以下無與倫比的優(yōu)勢：能迅速、準確、高效地獲知和感知環(huán)境信息，并具有整合和處理多種信息的強大能力；

并行工作，工作效率更高；系統(tǒng)的工作能力更強，可以綜合控制和協(xié)調(diào)編隊內(nèi)各船舶之間的通訊并具有對各無人艇發(fā)布命令的能力；系統(tǒng)的魯棒性更高，容錯能力更強。當前無人艇因其機動性強，航行速度快，隱身性能好等優(yōu)點得到了廣泛的研究，但也多集中在其結構和性能上的分析，對于無人艇協(xié)同編隊的研究很少。隨著無人艇技術的發(fā)展，其大規(guī)模的應用也必將成為趨勢，協(xié)同編隊技術在無人艇方面也必然會有很大的應用空間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種自動系固的無人艇協(xié)同編隊及系固方法，解決跟隨艇在趕往事發(fā)海域時所面臨的續(xù)航能力較母艇弱的問題，達到在海上使跟隨艇安全自動系固于母艇的目的。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種自動系固的無人艇協(xié)同編隊，其特征在于，包括母艇、數(shù)艘跟隨艇、彈性減震裝置、電磁鐵系固裝置和控制裝置，所述彈性減震裝置分別設于所述母艇的兩側，所述電磁鐵系固裝置設于彈性減震裝置上，所述控制裝置包括位移傳感器和plc控制器，所述位移傳感器設于電磁鐵系固裝置上，所述plc控制器分別用線纜與位移傳感器和電磁鐵系固裝置相連。

按上述方案，所述彈性減震裝置為數(shù)個彈性減震器，所述彈性減震器的兩端通過球形接頭分別與所述母艇及電磁鐵系固裝置相連，數(shù)個彈性減震器均勻間隔呈矩形排列。

按上述方案，所述電磁鐵系固裝置包括吸盤和電磁鐵，所述吸盤與所述彈性減震器通過球形接頭相連，所述電磁鐵設于彈性減震器上，所述位移傳感器設于吸盤側壁上。

按上述方案，所述彈性減震器、球形接頭、位移傳感器、吸盤和電磁鐵中除吸盤吸合面外均通過橡膠套密封。

一種無人艇協(xié)同編隊自動系固的方法，其特征在于，包括如下步驟：首先plc控制器使電磁鐵通電產(chǎn)生磁力，數(shù)艘跟隨艇通過吸盤吸附在母艇兩側，跟隨母艇到達指定位置，然后plc控制器使電磁鐵斷電磁力消失，跟隨艇與母艇分離，各自執(zhí)行搜救與巡航任務，任務完成后跟隨艇駛向母艇兩側，當位移傳感器監(jiān)測到跟隨艇后向plc控制器發(fā)送信息，plc控制器使電磁鐵通電產(chǎn)生磁力，數(shù)艘跟隨艇通過吸盤吸附在母艇兩側，跟隨母艇回到原位。

本發(fā)明的有益效果是：提供一種自動系固的無人艇協(xié)同編隊及系固方法，當跟隨艇?？炕螂x開母艇進行還是搜救與巡航任務時，通過控制裝置來實現(xiàn)跟隨艇與母艇之間的靠泊與離泊，提高系固的自動化程度，采用彈性減震裝置可降低電磁鐵系固裝置與跟隨艇碰撞時的沖擊力，避免對跟隨艇和母艇的船舷以及系固裝置造成損害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明一個實施例的正視圖。

其中：1-母艇，2-跟隨艇，3-彈性減震裝置，4-電磁鐵系固裝置。

具體實施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步的描述。

如圖1-2所示，一種自動系固的無人艇協(xié)同編隊，包括母艇1、數(shù)艘跟隨艇2、彈性減震裝置3、電磁鐵系固裝置4和控制裝置，彈性減震裝置分別設于母艇的兩側，電磁鐵系固裝置設于彈性減震裝置上，控制裝置包括位移傳感器和plc控制器，位移傳感器設于電磁鐵系固裝置上，plc控制器分別用線纜與位移傳感器和電磁鐵系固裝置相連。

彈性減震裝置為數(shù)個彈性減震器，彈性減震器的兩端通過球形接頭分別與母艇及電磁鐵系固裝置相連，數(shù)個彈性減震器均勻間隔呈矩形排列，組成彈性半穩(wěn)定結構。

電磁鐵系固裝置包括吸盤和電磁鐵，吸盤與彈性減震器通過球形接頭相連，吸盤可以在前、后、上、下方能有一定的移動空間，同時還可以和船體在任意方向上發(fā)生一定角度的偏轉，電磁鐵設于彈性減震器上，位移傳感器設于吸盤側壁上，用以監(jiān)測跟隨艇與母艇之間的距離。

彈性減震器、球形接頭、位移傳感器、吸盤和電磁鐵中除吸盤吸合面外均通過橡膠套密封，避免構件直接暴露而受水、灰塵、空氣等的侵蝕，從而延長這些構件的使用壽命。

一種無人艇協(xié)同編隊自動系固的方法：首先plc控制器使電磁鐵通電產(chǎn)生磁力，數(shù)艘跟隨艇通過吸盤吸附在母艇兩側，跟隨母艇到達指定位置，然后plc控制器使電磁鐵斷電磁力消失，跟隨艇與母艇分離，各自執(zhí)行搜救與巡航任務，任務完成后跟隨艇駛向母艇兩側，當位移傳感器檢測到跟隨艇后向plc控制器發(fā)送信息，plc控制器使電磁鐵通電產(chǎn)生磁力，數(shù)艘跟隨艇通過吸盤吸附在母艇兩側，跟隨母艇回到原位。

以上的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所做的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護范圍。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提出一種自動系固的無人艇協(xié)同編隊及系固方法，包括母艇、數(shù)艘跟隨艇、彈性減震裝置、電磁鐵系固裝置和控制裝置，彈性減震裝置分別設于母艇的兩側，電磁鐵系固裝置設于彈性減震裝置上，控制裝置包括位移傳感器和PLC控制器，位移傳感器設于電磁鐵系固裝置上，PLC控制器分別用線纜與位移傳感器和電磁鐵系固裝置相連。本發(fā)明實現(xiàn)跟隨艇與母艇自動系固及分離。

技術研發(fā)人員：馬勇;李巖;潘思;孫宇;甘浪雄;程龍珉;郭航
受保護的技術使用者：武漢理工大學
技術研發(fā)日：2017.03.20
技術公布日：2017.07.21