AUV 自主回收捕获机构设计与分析

白桂强，谷海涛，王子庆，李宁，高伟

(1. 中国科学院沈阳自动化研究所，机器人学国家重点实验室，辽宁 沈阳 110016；2. 中国科学院机器人与智能制造创新研究院，辽宁 沈阳 110016；3. 中国科学院大学，北京 100049)

0 引 言

自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle）回收方式主要有罩笼式、着陆式、捕获式、机械臂式[1-5]。捕获式回收优点是：AUV 在水中能够实现与对接目标的全方位对接，受海洋环境的干扰相对较小，对接可靠性较高[6]。图1（a）为佛罗里达大西洋大学设计的捕获式回收装置，该装置捕获范围大，对AUV 航行精度要求低，但该装置不能自主脱离回收缆绳，故不适用于自主收放AUV[7]。图1（b）为佛罗里达大西洋大学设计的捕获式回收机构，该机构与USV（Unmanned Surface Vehicle）配合可完成AUV 自主收放工作。该机构结构简单，由伺服电机直接驱动捕获装置，捕获范围大，但是受力易损坏，承载能力小[8]。图1（c）为Hydroid 公司为REMUS AUV 研制的LCLR（LineCaptureLine Recovery）模块化回收机构，AUV 航行时，该机构可回收至AUV 形体内部，对AUV 航行阻力影响小，但该机构回收AUV时需要支反力，故不适用于动态回收AUV[9]。OdysseyII AUV 可利用其简单可靠的夹持机构捕获回收缆绳，但是该机构的导向杆不能闭合，对AUV 的操纵性有不利影响[10]。图1（d）为洛克希德·马丁公司为MARLIN AUV 设计的捕获式回收机构，该回收机构结构复杂，AUV 航行时机构可收入AUV 形体内部[11]。

本文结合捕获式回收技术特点以及国内外研制的捕获式回收机构，设计由导向机构与锁紧机构组成的捕获式回收装置。所设计回收机构结构简单，受力不易损坏，捕获范围大，能够共形。只需更改该机构部分设计参数便可适用于不同直径的AUV。……