[發明專利]一種應用于水池實驗室的AUV水下回收流體動力測試實驗裝置

有效

• 申請號: 201810369045.4
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108572055B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 杜曉旭;潘光;崔航;鄭澤奇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種應用于水池實驗室的AUV水下回收流體動力測試實驗裝置，通過第一剛性連接桿與四根第三剛性連接桿將水下對接基站與AUV分別與懸臂梁與橫梁進行固定與安裝，安裝方式牢固可靠，不會影響實驗數據的準確測量；橫跨水池兩側的橫梁可通過行車輪沿導軌方向運動，用來模擬AUV在水下對接過程中的運動，改變行車輪的速度可改變AUV的速度，可根據實驗要求實時進行人為調整，使得實驗測量范圍更廣；第一剛性連接桿與橫梁的使用，使得AUV的位置和姿態可進行調整，從而可進行AUV以不同攻角、不同側滑角進行水下對接實驗的數據測量，使得本發明實驗裝置的應用范圍更為廣泛。

技術領域

本發明涉及AUV水下性能測試技術領域，具體為一種應用于水池實驗室的AUV水下回收流體動力測試實驗裝置。

背景技術

隨著人類開發利用海洋資源的區域不斷擴大，對深海、遠海的探索不斷增多，這就需要AUV具有在深海和遠海領域工作的能力。然而，由于AUV續航能力及水下作業時間有限，為了實現AUV遠距離、大深度、長時間的連續水下作業，就需要通過將AUV與水下對接基站連接，進行能量補充、數據上傳和任務下載等工作。

在AUV與水下對接基站的自主對接過程中，AUV周圍的流場會受到水下對接基站的影響，導致AUV非線性流體動力的出現，這種非線性流體動力會在一定程度上影響AUV水下對接的安全性。因此，對接過程中AUV流體動力等相關實驗數據的準確測量對于AUV水下對接成功與否具有極其重要的作用。

然而，目前關于AUV水下對接的研究主要集中于水下對接裝置的設計和AUV回收方法的研究等方面，而幾乎沒有用于水池實驗室進行AUV水下對接實驗的裝置。故基于此，設計一種可用于水池實驗室，能對AUV非線性流體動力等實驗數據進行測量的水下回收流體動力測試實驗裝置具有極為重要的價值。

發明內容

針對AUV水下對接過程流體動力等相關數據的實驗測量問題，本發明基于水池實驗室設計了一種可用于AUV流體動力等數據測量的水下回收流體動力測試實驗裝置。

本發明實驗裝置的水下對接基站采用四根第三剛性連接桿固定在水池內壁兩側的懸臂梁上，實現水下對接基站的安裝與固定，安裝在水池內壁的懸臂梁則通過緊固連接裝置固定在水池內壁兩側；本發明實驗裝置的AUV則通過第二剛性連接桿與橫跨在水池兩側的橫梁固連在一起，該橫梁橫跨水池兩側壁面，通過行車輪驅動，從而可帶動AUV順著導軌方向以不同速度運動，模擬AUV與水下對接基站的對接過程；第二剛性連接桿可沿軸向伸縮，改變AUV在水下的垂向位置，同時第二剛性連接桿與橫梁的連接處可沿橫梁軸線方向移動，改變AUV的側向位置；第二剛性連接桿與橫梁均能繞自身軸線方向實現轉動，模擬AUV以不同攻角和不同側滑角進行水下對接的過程；AUV與第一剛性連接桿之間通過法蘭裝置安裝有六分力應變天平，實現對AUV在水下回收過程中流體動力等實驗數據的測量，通過數據采集線保存在電腦中，供實驗人員使用，實現在水池實驗室對AUV水下對接過程中的流體動力等相關實驗數據準確測量的目的。

基于上述原理，本發明的技術方案為：

所述一種應用于水池實驗室的AUV水下回收流體動力測試實驗裝置，其特征在于：包括水池(3)、水下對接基站(7)、AUV安裝與移動系統、數據顯示與保存系統(1)；

所述水下對接基站(7)通過多根第三剛性連接桿(13)固連在懸臂梁(4)上，兩個懸臂梁(4)通過水池(3)上的鎖緊機構固定在水池(3)的內壁上；水下對接基站(7)平行于水池(3)側壁面；

所述AUV安裝與移動系統包括AUV(6)、六分力應變天平(8)、第二剛性連接桿(11)、測量線路密封艙(12)、第一剛性連接桿(10)和橫梁(5)；