[发明专利]一种应用于水池实验室的AUV水下回收流体动力测试实验装置

说明书

本发明提出一种应用于水池实验室的AUV水下回收流体动力测试实验装置，通过第一刚性连接杆与四根第三刚性连接杆将水下对接基站与AUV分别与悬臂梁与横梁进行固定与安装，安装方式牢固可靠，不会影响实验数据的准确测量；横跨水池两侧的横梁可通过行车轮沿导轨方向运动，用来模拟AUV在水下对接过程中的运动，改变行车轮的速度可改变AUV的速度，可根据实验要求实时进行人为调整，使得实验测量范围更广；第一刚性连接杆与横梁的使用，使得AUV的位置和姿态可进行调整，从而可进行AUV以不同攻角、不同侧滑角进行水下对接实验的数据测量，使得本发明实验装置的应用范围更为广泛。

技术领域

本发明涉及AUV水下性能测试技术领域，具体为一种应用于水池实验室的AUV水下回收流体动力测试实验装置。

背景技术

随着人类开发利用海洋资源的区域不断扩大，对深海、远海的探索不断增多，这就需要AUV具有在深海和远海领域工作的能力。然而，由于AUV续航能力及水下作业时间有限，为了实现AUV远距离、大深度、长时间的连续水下作业，就需要通过将AUV与水下对接基站连接，进行能量补充、数据上传和任务下载等工作。

在AUV与水下对接基站的自主对接过程中，AUV周围的流场会受到水下对接基站的影响，导致AUV非线性流体动力的出现，这种非线性流体动力会在一定程度上影响AUV水下对接的安全性。因此，对接过程中AUV流体动力等相关实验数据的准确测量对于AUV水下对接成功与否具有极其重要的作用。

然而，目前关于AUV水下对接的研究主要集中于水下对接装置的设计和AUV回收方法的研究等方面，而几乎没有用于水池实验室进行AUV水下对接实验的装置。故基于此，设计一种可用于水池实验室，能对AUV非线性流体动力等实验数据进行测量的水下回收流体动力测试实验装置具有极为重要的价值。

发明内容

针对AUV水下对接过程流体动力等相关数据的实验测量问题，本发明基于水池实验室设计了一种可用于AUV流体动力等数据测量的水下回收流体动力测试实验装置。

本发明实验装置的水下对接基站采用四根第三刚性连接杆固定在水池内壁两侧的悬臂梁上，实现水下对接基站的安装与固定，安装在水池内壁的悬臂梁则通过紧固连接装置固定在水池内壁两侧；本发明实验装置的AUV则通过第二刚性连接杆与横跨在水池两侧的横梁固连在一起，该横梁横跨水池两侧壁面，通过行车轮驱动，从而可带动AUV顺着导轨方向以不同速度运动，模拟AUV与水下对接基站的对接过程；第二刚性连接杆可沿轴向伸缩，改变AUV在水下的垂向位置，同时第二刚性连接杆与横梁的连接处可沿横梁轴线方向移动，改变AUV的侧向位置；第二刚性连接杆与横梁均能绕自身轴线方向实现转动，模拟AUV以不同攻角和不同侧滑角进行水下对接的过程；AUV与第一刚性连接杆之间通过法兰装置安装有六分力应变天平，实现对AUV在水下回收过程中流体动力等实验数据的测量，通过数据采集线保存在电脑中，供实验人员使用，实现在水池实验室对AUV水下对接过程中的流体动力等相关实验数据准确测量的目的。

基于上述原理，本发明的技术方案为：

所述一种应用于水池实验室的AUV水下回收流体动力测试实验装置，其特征在于：包括水池(3)、水下对接基站(7)、AUV安装与移动系统、数据显示与保存系统(1)；

所述水下对接基站(7)通过多根第三刚性连接杆(13)固连在悬臂梁(4)上，两个悬臂梁(4)通过水池(3)上的锁紧机构固定在水池(3)的内壁上；水下对接基站(7)平行于水池(3)侧壁面；

所述AUV安装与移动系统包括AUV(6)、六分力应变天平(8)、第二刚性连接杆(11)、测量线路密封舱(12)、第一刚性连接杆(10)和横梁(5)；