本发明属于无人潜航器回收技术领域，具体公开一种基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构及回收方法；包括夹持回收机构和辅助回收机构；夹持回收机构包括与潜航器相配合的夹持器，还包括与夹持器连接的位置调整装置；本发明提供了一种可快速、稳定回收的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构及回收方法。
1.一种基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，其特征在于，包括夹持回收机构和辅助回收机构；所述夹持回收机构包括与潜航器相配合的夹持器，还包括与夹持器连接的位置调整装置；所述夹持器包括支撑架，所述位置调整装置包括与支撑架连接的角度调整机构，角度调整机构连接有第二升降机构，第二升降机构连接有水平移动机构；纵向移动框架包括在双体无人船上固连的三个水平设置的纵向方管型材，两个纵向方管型材上分别固连有一个与其平行的纵向光杠滑轨，每个纵向光杠滑轨上均滑动连接有纵向光杠滑块；
横向移动框架包括与纵向方管型材垂直的两个横向框架方材；横向框架方材与纵向光杠滑块和纵向导轨滑块的下端固连，两个横向框架方材之间设置有与其平行的横向导轨，横向导轨上滑动安装有横向滑块，横向滑块下方固连有一个水平的移动框架，可伸缩平行四杆机构的顶端位于移动框架的中间；所述水平移动机构包括与平行四杆机构顶端连接的横向移动框架，还包括在横向移动框架上方连接的纵向移动框架；所述辅助回收机构包括与在机械爪下方设置的回收框，所述回收框包括一对竖直设置的护板，还包括在一对护板的下方固连的回收底板，所述回收底板与护板相平行，所述回收底板为V形结构，所述回收框还包括在回收底板的后端固连的挡板，所述挡板竖直设置，所述挡板和回收底板相垂直；所述回收框的前端设置有与潜航器相配合的检测装置；所述夹持器包括支撑架，还包括在支撑架上连接的一对机械爪；每个所述机械爪均包括一对交叉设置的夹板，每个所述夹板的下部均为夹持段，每个所述夹板远离夹持段的一端均与支撑架铰接；每个所述夹板的中部均铰接有第一连杆，两个所述第一连杆远离其铰接的夹板的一端铰接有一个连接块，所述连接块设置在夹板的上方，所述夹板的上方固连有竖直设置的直线推杆，所述直线推杆上连接有直线驱动电机，所述直线驱动电机与支撑架固连。
2.如权利要求1所述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，其特征在于，所述 回收框还连接有第一升降机构，所述第一升降机构包括与护板滑动连接的移动导轨，所述 移动导轨竖直设置；所述第一升降机构还包括一端与回收框连接的锁链，所述锁链另一端 连接有旋转液压泵。
3.如权利要求2所述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，其特征在于，两个所述夹板的夹持段交叉设置，每个所述夹板均包括与夹持段成夹角设置的转动段，所述转动段与夹持段的顶端固连。
4.如权利要求3所述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，其特征在于，所述角度调整机构包括与支撑架固连的转轴，所述转轴竖直设置；所述转轴上转动连接有水平的支撑板，所述转轴上固连有与其同轴的转向齿轮，所述转向齿轮啮合连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮连接有第一电机，所述第一电机与支撑板固连。
5.如权利要求4所述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，其特征在于，所述第二升降机构包括一端与支撑板固连的牵引绳，所述牵引绳的另一端连接有卷盘，所述卷盘连接有第二电机，所述第二电机与水平移动机构连接，所述卷盘与水平移动机构均设置在支撑板的上方；所述第二升降机构还包括在支撑板和水平移动机构之间设置的可伸缩平行四杆机构，所述可伸缩平行四杆机构上下两端均设置有连接组件，每个所述连接组件均包括与平行四杆机构铰接的一对固定块和一对滑动块。
6.如权利要求5所述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，其特征在于，所述回收框的左右两侧均设置有与其平行的安放框，所述安放框均设置在回收框的上方。
7.如权利要求1‑6任一所述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，双体无人船向潜航器移动；当潜航器处于完成一定任务或者电池电量不足或者机载设备故障的状态时，潜航器向双体无人船发送回收信号；双体无人船通过信号接收端接收到指令信息后，自行决策到达指定目标区域的路径以及方式；双体无人船移动过程中，潜航器实时测量自身的艏向角、前进线速度、线加速度、角速度、角加速度和潜航器船体内水量并将测量信息传输到双体无人船；
步骤2，回收潜航器准备工作；当双体无人船到达距离潜航器200米范围内时，双体无人船向潜航器发送接近到达指令，此时潜航器通过信号发送装置直接向双体无人船发送己方位姿信息，并不断调整潜航器的艏向角、俯仰角、横滚角、速度、加速度、角速度和角加速度，使潜航器与双体无人船的艏向角保持一致，同时潜航器保持速度不变并开始逐渐上浮至距离水面1米以内；双体无人船接收到潜航器的位姿信息后，通过轨迹跟踪技术加速追上潜航器，同时双体无人船也不断调整船体艏向角，使其与潜航器航向角度相同；当双体无人船到达距离潜航器20米范围内时，双体无人船根据当前船体速度和距离潜航器的距离，旋转液压泵下放锁链，回收框下降至水面以下1米深度；
步骤3，将潜航器收取到回收框；当双体无人船的决策处理器判断当前潜航器和双体无人船的位姿信息均满足回收条件后，双体无人船开始加速，潜航器由回收框前端进入回收框内；当检测装置检测到潜航器进入回收框后，双体无人船开始减速；当潜航器完全进入回收框内时，双体无人船减速至与潜航器速度一致；潜航器完全进入回收框3‑5s后，旋转液压泵回收锁链，将回收框和潜航器拉至水面以上位置，潜航器离开水面后在重力作用下处于回收底板内；
步骤4，夹持器抓取潜航器；回收框离开水面后，双体无人船控制横向移动框架和纵向移动框架带动第二升降机构、角度调整机构和夹持器移动，然后第一电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动转向齿轮转动，转向齿轮带动夹持器转动至潜航器的正上方；然后第二电机带动卷盘转动下放牵引绳，夹持器落下；当机械爪触碰到潜航器后，直线驱动电机驱动直线推杆下移，直线推杆带动夹板向靠近潜航器的方向转动，抓取潜航器；
步骤5，将潜航器放到安放框；机械爪抓取潜航器后，第一电机带动驱动齿轮和转向齿轮转动复位，转向齿轮带动潜航器转动至与安放框平行的方向；随后第二电机带动卷盘转动收起牵引绳、提升机械爪，直至机械爪上升至设定好的高度；然后双体无人船控制横向移动框架和纵向移动框架带动夹持器与潜航器移动至安放框的正上方，直线驱动电机驱动直线推杆上移，直线推杆带动夹板向远离潜航器的方向转动，将潜航器放进安放框中；最后横向移动框架和纵向移动框架复位。
一种基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构及回收方法
技术领域
[0001] 本发明属于无人潜航器回收技术领域，具体涉及一种基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构及回收方法。
背景技术
[0002] 水下无人潜航器作为一种安全、高效、灵活的水下载具，目前广泛应用于海洋水文检测、水下任务作业、水下救援、水下地形测绘、水下探测侦测及反潜反鱼雷等场景，在民用和军用领域的影响逐渐提升。但由于其携带电池有限，并不能用于完成大范围或者深海任务，为了解决这个问题，有部分研究者采用母船作为补给船，定期打捞回收布置在一定海域范围内的无人潜航器，这种打捞方法通常是人力操控的，通过人为控制牵引绳或者捕捞笼对水下无人潜航器进行回收。这种做法效率低，劳动强度大，而且危险系数高，不适用于恶劣海况。
[0003] 目前也有基于半自动化、或自动化机械装置的打捞设备，但这些设备往往体积大、复杂度高、功能单一，对潜航器的位姿要求高，回收效果不佳。而且，海洋环境通常复杂多变，由于风、浪、涌以及其他障碍物对整个回收系统的干扰，大大提高了回收潜航器的难度。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种可快速、稳定回收的基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构及回收方法。
[0005] 基于上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种基于双体无人船的无人潜航器自主回收机构，包括夹持回收机构和辅助回收机构；夹持回收机构包括与潜航器相配合的夹持器，还包括与夹持器连接的位置调整装置。
[0007] 进一步的，辅助回收机构包括与在机械爪下方设置的回收框，回收框包括一对竖直设置的护板，还包括在一对护板的下方固连的回收底板，回收底板与护板相平行，回收底板为V形结构，回收框还包括在回收底板的后端固连的挡板，挡板竖直设置，挡板和回收底板相垂直；回收框的前端设置有与潜航器相配合的检测装置。
[0008] 进一步的，回收框还连接有第一升降机构，第一升降机构包括与护板滑动连接的移动导轨，移动导轨竖直设置；第一升降机构还包括一端与回收框连接的锁链，锁链另一端连接有旋转液压泵。
[0009] 进一步的，夹持器包括支撑架，还包括在支撑架上连接的一对机械爪；每个机械爪均包括一对交叉设置的夹板，每个夹板的下部均为夹持段，每个夹板远离夹持段的一端均与支撑架铰接；每个夹板的中部均铰接有第一连杆，两个第一连杆远离其铰接的夹板的一端铰接有一个连接块，连接块设置在夹板的上方，夹板的上方固连有竖直设置的直线推杆，直线推杆上连接有直线驱动电机，直线驱动电机与支撑架固连。
[0010] 进一步的，两个夹板的夹持段交叉设置，每个夹板均包括与夹持段成夹角设置的转动段，转动段与夹持段的顶端固连。
[0011] 进一步的，位置调整装置包括与支撑架连接的角度调整机构，角度调整机构连接有第二升降机构，第二升降机构连接有水平移动机构；角度调整机构包括与支撑架固连的转轴，转轴竖直设置；转轴上转动连接有水平的支撑板，转轴上固连有与其同轴的转向齿轮，转向齿轮啮合连接有驱动齿轮，驱动齿轮连接有第一电机，第一电机与支撑板固连。
[0012] 进一步的，第二升降机构包括一端与支撑板固连的牵引绳，牵引绳的另一端连接有卷盘，卷盘连接有第二电机，第二电机与水平移动机构连接，卷盘与水平移动机构均设置在支撑板的上方；第二升降机构还包括在支撑板和水平移动机构之间设置的可伸缩平行四杆机构，可伸缩平行四杆机构上下两端均设置有连接组件，每个连接组件均包括与平行四杆机构铰接的一对固定块和一对滑动块。
[0013] 进一步的，水平移动机构包括与平行四杆机构顶端连接的横向移动框架，还包括在横向移动框架上方连接的纵向移动框架。
[0014] 进一步的，回收框的左右两侧均设置有与其平行的安放框，安放框均设置在回收框的上方。
[0015] 上述的基于双体无人船的无人潜航器自主回收方法，包括以下步骤：
[0016] 步骤1，双体无人船向潜航器移动；当潜航器处于完成一定任务或者电池电量不足或者机载设备故障的状态时，潜航器向双体无人船发送回收信号；双体无人船通过信号接收端接收到指令信息后，自行决策到达指定目标区域的路径以及方式；双体无人船移动过程中，潜航器实时测量自身的艏向角、前进线速度、线加速度、角速度、角加速度和潜航器船体内水量并将测量信息传输到双体无人船。
[0017] 步骤2，回收潜航器准备工作；当双体无人船到达距离潜航器200米范围内时，双体无人船向潜航器发送接近到达指令，此时潜航器通过信号发送装置直接向双体无人船发送己方位姿信息，并不断调整潜航器的艏向角、俯仰角、横滚角、速度、加速度、角速度和角加速度，使潜航器与双体无人船的艏向角保持一致，同时潜航器保持速度不变并开始逐渐上浮至距离水面1米以内；双体无人船接收到潜航器的位姿信息后，通过轨迹跟踪技术加速追上潜航器，同时双体无人船也不断调整船体艏向角，使其与潜航器航向角度相同；当双体无人船到达距离潜航器20米范围内时，双体无人船根据当前船体速度和距离潜航器的距离，旋转液压泵下放锁链，回收框下降至水面以下1米深度。
[0018] 步骤3，将潜航器收取到回收框；当双体无人船的决策处理器判断当前潜航器和双体无人船的位姿信息均满足回收条件后，双体无人船开始加速，潜航器由回收框前端进入回收框内；当检测装置检测到潜航器进入回收框后，双体无人船开始减速；当潜航器完全进入回收框内时，双体无人船减速至与潜航器速度一致；潜航器完全进入回收框3‑5s后，旋转液压泵回收锁链，将回收框和潜航器拉至水面以上位置，潜航器离开水面后在重力作用下处于回收底板内。
[0019] 步骤4，夹持器抓取潜航器；回收框离开水面后，双体无人船控制横向移动框架和纵向移动框架带动第二升降机构、角度调整机构和夹持器移动，然后第一电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动转向齿轮转动，转向齿轮带动夹持器转动至潜航器的正上方；然后第二电机带动卷盘转动下放牵引绳，夹持器落下；当机械爪触碰到潜航器后，直线驱动电机驱动直线推杆下移，直线推杆带动夹板向靠近潜航器的方向转动，抓取潜航器。
[0020] 步骤5，将潜航器放到安放框；机械爪抓取潜航器后，第一电机带动驱动齿轮和转向齿轮转动复位，转向齿轮带动潜航器转动至与安放框平行的方向；随后第二电机带动卷盘转动收起牵引绳、提升机械爪，直至机械爪上升至设定好的高度；然后双体无人船控制横向移动框架和纵向移动框架带动夹持器与潜航器移动至安放框的正上方，直线驱动电机驱动直线推杆上移，直线推杆带动夹板向远离潜航器的方向转动，将潜航器放进安放框中；最后横向移动框架和纵向移动框架复位。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0022] 为了解决传统无人潜航器回收方法局限性大、回收机构复杂等问题，本发明提出了一种基于双体无人船的自主回收潜航器的回收机构和回收方法，所提出的回收方法，创新之处在于通过无人潜航器和双体无人船的信息交互，利用双体无人船自主追随潜航器的位置和姿态，并对其进行回收。整个过程不需人为干涉，仅通过无人船自主决策位姿信息以及设定好的回收方法就可以完成大范围海域、复杂海况下的潜航器回收任务。降低了对操作人员的风险性，其回收方法有更实际的应用背景。
[0023] 所提出的回收机构自由度较高，可以实现上下左右以及旋转运动，相比较于传统的牵引绳和机械爪勾有着更强的灵活性和实用性，除此之外，所提出的回收机构时基于机械结构的，有着更高的稳定性和可靠性，在复杂的海况下也可以更出色的完成任务。
[0024] 本发明使用回收框和夹持器配合，回收框开口较大，容易将潜航器捕捉，增加潜航器回收的稳定性；回收框的回收底板设置为V形结构可使潜航器在重力作用下调整位置，方便夹持器夹取潜航器，进而便于将潜航器放入安放框。回收框的护板和后端的挡板可避免潜航器跑出回收框，增加潜航器回收的稳定性。夹持器设置为前后两个机械爪可将潜航器的前后两端夹持，增加夹持的稳定性，使潜航器被稳定输送到安放框。可伸缩平行四杆机构可有效解决因单一牵引绳所造成的提升过程中机械爪前后摇摆的问题，增加机械爪移动的稳定性。
附图说明
[0025] 图1 为本发明实施例1夹持回收机构的主视图；
[0026] 图2为本发明实施例1的轴测图；
[0027] 图3为图2的局部放大图；
[0028] 图4为本发明实施例1的回收框的示意图；
[0029] 图5为本发明实施例1机械爪的示意图；
[0030] 图6为本发明实施例1夹持回收机构一个状态的示意图；
[0031] 图7为图6的局部放大图A；
[0032] 图8为图6的局部放大图B；
[0033] 图9为本发明实施例1夹持回收机构的左视图；
[0034] 图10为图9的局部放大图；
[0035] 图11为本发明实施例1夹持回收机构的俯视图；
[0036] 图12为本发明实施例1夹持回收机构的轴测图；
[0037] 图13为本发明实施例1的左视图；
[0038] 图14为本发明实施例1的主视图；
[0039] 图15为本发明实施例1的俯视图；
[0040] 图16为本发明实施例1回收潜航器的示意图；
[0041] 图17为本发明实施例1回收潜航器的左视图；
[0042] 图18为本发明实施例1回收潜航器的主视图；
[0043] 图19为本发明实施例1夹持回收机构的示意图；
[0044] 图20为本发明实施例1夹持回收机构另一角度的示意图；
[0045] 图21为本发明实施例1夹持器张开的示意图；
[0046] 图22为本发明实施例1夹持器抓取状态的示意图；
[0047] 图23为本发明实施例2回收流程图1；
[0048] 图24为本发明实施例2回收流程图2；
[0049] 图25为本发明实施例2回收流程图3；
[0050] 图26为本发明实施例2回收流程图4；
[0051] 图27为本发明实施例2回收流程图5；
[0052] 图28为本发明实施例2回收流程图6；
[0053] 图29为本发明实施例2回收流程图7。
[0054] 图中：纵向电机1、纵向导轨2、纵向方管型材3、纵向光杠滑轨4、纵向光杠滑块5、横向电机6、纵向导轨滑块7、横向光杠滑轨8、横向光杠滑块9、转动轴10、平行杆11、销轴12、安装框架13、前罩14、机械爪15、潜航器16、第一电机17、直线驱动电机18、长角铁19、牵引绳21、第二电机22、横向导轨23、横向框架方材24、卷盘26、横向滑块27、第一安装座28、驱动齿轮29、角铁固定座30、第二安装座31、短角铁33、双体回收船34、提升吊轮35、旋转液压泵36、回收框37、锁链38、螺旋桨39、升降滑块40、移动导轨41、转轴42、螺钉43、推力轴承44、圆螺母45、滑动块46、夹持段47、连接块48、直线推杆49、安放框50、夹板51、第一连杆52、护板53、回收底板54、挡板55。
具体实施方式
[0055] 实施例1
[0056] 一种基于双体无人船34的无人潜航器16自主回收机构，如图1‑22所示，包括夹持回收机构和辅助回收机构；夹持回收机构包括与潜航器16相配合的夹持器，还包括与夹持器连接的位置调整装置。夹持回收机构主要包括纵向移动框架、横向移动框架、可伸缩平行四杆机构和夹持器。
[0057] 如图1‑4所示，辅助回收机构包括与在机械爪15下方设置的回收框37，回收框37安装在双体无人船34内侧；回收框37包括一对竖直设置的护板53，还包括在一对护板53的下方固连的回收底板54，回收底板54与护板53相平行，回收底板54为V形结构，回收框37还包括在回收底板54的后端固连的挡板55，挡板55竖直设置，挡板55和回收底板54相垂直；回收框37的前端设置有与潜航器16相配合的检测装置。回收框37前端为潜航器16进入端，回收框37前端护板53处两侧各装有一个检测装置，用于探测潜航器16是否进入回收框37。检测装置包括超声波传感器，当潜航器16进入后，超声波传感器向外传递的超声波经过潜航器16外表面反射，导致相位角改变，超声波传感器利用此检测潜航器16是否进入。
[0058] 如图2‑3所示，回收框37还连接有第一升降机构，第一升降机构包括与护板53滑动连接的四个移动导轨41，移动导轨41均竖直设置，移动导轨41均与双体无人船34固连；回收框37外侧的四个角处分别固定安装有升降滑块40，升降滑块40均与移动导轨41滑动连接。第一升降机构还包括一端与回收框37连接的四个锁链38，每个锁链38的一端均与升降滑块
40固连，每个锁链38另一端均绕过提升吊轮35连接有旋转液压泵36。锁链38在旋转液压泵
36的带动下可以伸长或者缩短，同时在移动导轨41的约束下回收框37可以较为稳定的上升和下降。
[0059] 如图1、图5‑6、图13所示，夹持器包括支撑架，还包括在支撑架，支撑架的前后两端均固连有前罩14，每个前罩14均为一对竖直设置且固连的板状结构，每个前罩14上均连接有一个机械爪15；每个机械爪15均包括一对交叉设置的夹板51，每个夹板51均为L型，每个夹板51的下部均为夹持段47，每个夹板51远离夹持段47的一端均与前罩14铰接；每个夹板51的中部均铰接有第一连杆52，两个第一连杆52远离其铰接的夹板51的一端铰接有一个连接块48，连接块48设置在夹板51的上方，夹板51的上方固连有竖直设置的直线推杆49，直线推杆49上连接有直线驱动电机18，直线驱动电机18与支撑架固连。夹板51和第一连杆52、直线推杆49组成曲柄滑块机构，直线推杆49和连接块48为直线移动，夹板51绕其自身和前罩
14铰接处转动。机械爪15在直线驱动电机18的驱动下可完成抓取和放置。此外，整个夹持器部分可以绕转轴42进行转动。
[0060] 两个夹板51的夹持段47交叉设置，每个夹板51均包括与夹持段47成夹角设置的转动段，转动段与夹持段47的顶端固连，转动段与夹持段47为一体化结构。
[0061] 如图6‑22所示，位置调整装置包括与支撑架连接的角度调整机构，角度调整机构连接有第二升降机构，第二升降机构连接有水平移动机构；角度调整机构包括与支撑架固连的转轴42，转轴42竖直设置；转轴42上转动连接有水平的支撑板，转轴上固连有与其同轴的转向齿轮，转向齿轮啮合连接有驱动齿轮29，驱动齿轮29连接有第一电机17，第一电机17与支撑板固连。转轴42的顶端安装有圆螺母45，起到紧固和限位转向齿轮的作用，转轴42中间连接有一个与其同轴的推力轴承44，推力轴承44与支撑板连接，起到旋转功能。转轴42下端面上开有4个螺纹孔，通过螺钉43用于和支撑架固接。转轴42和支撑架之间设置有与两者均固连的第二安装座31，夹持器安装座第二安装座31上。机械爪15可以在转向齿轮的作用下转动一定角度，以适应回收框37内不同姿态的潜航器16。
[0062] 第二升降机构包括一端与支撑板固连的牵引绳21，牵引绳21的另一端连接有卷盘26，卷盘26连接有第二电机22，第二电机22与水平移动机构连接，卷盘26与水平移动机构均设置在支撑板的上方；第二升降机构还包括在支撑板和水平移动机构之间设置的可伸缩平行四杆机构，可伸缩平行四杆机构上下两端均设置有连接组件，每个连接组件均包括与可伸缩平行四杆机构铰接的一对固定块和一对滑动块46。支撑板上固连有安装框架13。
[0063] 水平移动机构包括与平行四杆机构顶端连接的横向移动框架，还包括在横向移动框架上方连接的纵向移动框架。
[0064] 纵向移动框架包括在双体无人船34上固连的三个水平设置的纵向方管型材3，每个纵向方管型材3均与护板53的长度方向垂直（纵向方管型材3长度方向均为左右方向）；前后两个纵向方管型材3上分别固连有一个与其平行的纵向光杠滑轨4，每个纵向光杠滑轨4上均滑动连接有纵向光杠滑块5；中间的纵向方管型材3上固连有与其平行的纵向导轨2，纵向导轨2上滑动连接有纵向导轨滑块7。纵向光杠滑块5和纵向导轨滑块7之间固连，纵向导轨2的一端固连有纵向电机1，纵向电机1可带动纵向导轨滑块7和纵向光杠滑块5延着纵向导轨2移动。纵向光杠滑轨4用于承受机构和潜航器16的重量。
[0065] 横向移动框架包括与纵向方管型材3垂直的两个横向框架方材24（横向框架方材24长度方向均为前后方向），横向框架方材24在纵向方管型材3下方水平设置；横向框架方材24与纵向光杠滑块5和纵向导轨滑块7的下端固连，两个横向框架方材24之间设置有与其平行的横向导轨23，两个横向框架方材24上分别固连有一个与其平行的横向光杠导轨8，两个横向框架方材24之间设置有与其固连的横向电机6，横向导轨23与两个横向框架方材24之间固连。横向导轨23上滑动安装有横向滑块27，横向光杠导轨8上滑动安装有横向光杠滑块9，横向光杠滑块9和横向滑块27下方固连有一个水平的移动框架。第一电机17在水平移动框架的中间固连，第一电机17通过卷盘26上的牵引绳21实现机械爪15的升降。
[0066] 可伸缩平行四杆机构的顶端位于移动框架的中间，可伸缩平行四杆机构包括上下设置的三层交叉层，每层交叉层均包括两对交叉设置的平行杆11，每对相互交叉的两个平行杆11之间由销轴12铰接，相邻两层的交叉层之间铰接有共用的两个转动轴10。最下层的交叉层底端前部铰接有长角铁19，后部铰接有短角铁33，长角铁19与滑动块46固连，短角铁33与固定块固连。最上层的交叉层顶端前部铰接有长角铁19，后部铰接有短角铁33，长角铁
19与滑动块46固连，短角铁33与固定块固连。长角铁19和短角铁33均安装在角铁固定座30上。下方的固定块与安装框架13固连，滑动块46与安装框架13滑动连接；上方的固定块与移动框架固连，滑动块46与移动框架滑动连接。安装框架13上固定安装有第一安装座28，第一安装座28上固定安装有第一电机17。
[0067] 如图2所示，回收框37的左右两侧均设置有与其平行的安放框50，安放框50均设置在回收框37的上方，安放框50均与双体无人船34固连。
[0068] 双体无人船34可实时监控一定目标海域无人潜航器16的运行情况，包括对其任务完成度，蓄电池点亮或者设备损耗情况等进行实时捕捉，当目标潜航器16处于完成一定任务或者电池电量不足或者机载设备故障时，可向双体无人船34发送回收信号，双体无人船34通过信号接收端接收到指令信息后，可自行决策到达指定目标区域的路径以及方式。通过GPS导航和传感器实时监控目标潜航器16的位置信息和状态信息。潜航器16和双体无人船34上均设置有通信装置。潜航器16自带有惯导、GPS、加速度传感器、速度传感器、吃水测量传感器，用于各物理量测量。潜航器16上有卫星导航及通信模块，无人船内部也有相应的信号接收装置，潜航器16将自身物理信息作为通讯信号向外广播，回收船上有信号接受装置，用于接受潜航器16信息。双体无人船34上设置有决策处理器。双体无人船上还设置有螺旋桨39。
[0069] 实施例2
[0070] 本实施例是采用实施例1的基于双体无人船34的无人潜航器16自主回收方法，包括以下步骤：
[0071] 步骤1，双体无人船34向潜航器16移动；如图23所示，当潜航器16处于完成一定任务或者电池电量不足或者机载设备故障的状态时，潜航器16向双体无人船34发送回收信号；双体无人船34通过信号接收端接收到指令信息后，自行决策到达指定目标区域的路径以及方式；双体无人船34移动过程中，潜航器16实时测量自身的艏向角、前进线速度、线加速度、角速度、角加速度和潜航器16船体内水量（监控潜航器16浮沉情况）并将测量信息传输到双体无人船34。当潜航器16处于待回收状态时会通过通信装置向周围广播信号，双体无人船34信号接收装置收到待回收潜航器16发出的信号后，双体无人船34上的机载电脑利用船上的定位装置对潜航器16进行定位，并确定潜航器16相对于双体无人船34的位置。机载电脑得到相对位置后，立刻根据机载电脑中已部署的路径跟踪算法控制回收船前往待回收潜航器16目标区域。
[0072] 步骤2，回收潜航器16准备工作；如图24‑25所示，当双体无人船34到达距离潜航器16200米范围内时，双体无人船34向潜航器16发送接近到达指令，此时潜航器16通过信号发送装置直接向双体无人船34发送己方位姿信息，潜航器16通过控制尾部的动力系统不断调整潜航器16的艏向角、俯仰角、横滚角、速度、加速度、角速度和角加速度，尽可能使潜航器
16与双体无人船34的艏向角保持一致，同时潜航器16保持速度不变并开始逐渐上浮至距离水面1米以内；双体无人船34接收到潜航器16的位姿信息后，通过轨迹跟踪技术加速追上潜航器16（这里双体无人船34的轨迹跟踪方法采用常规的增量PID方法），同时双体无人船34也不断调整船体艏向角，使其与潜航器16航向角度接近相同；当双体无人船34到达距离潜航器1620米范围内时，双体无人船34根据当前船体速度和距离潜航器16的距离，旋转液压泵36下放锁链38，回收框37下降至水面以下1米深度。
[0073] 步骤3，将潜航器16收取到回收框37；如图26所示，当双体无人船34的决策处理器判断当前潜航器16和双体无人船34的位姿信息均满足回收条件后，双体无人船34开始加速，潜航器16由回收框37前端进入回收框37内；当检测装置检测到潜航器16进入回收框37后，双体无人船34开始减速；当潜航器16完全进入回收框37内时，双体无人船34减速至与潜航器16速度一致；潜航器16完全进入回收框373‑5s后，旋转液压泵36回收锁链38，将回收框37和潜航器16拉至水面以上位置，由于回收框37下部为V字结构，潜航器16离开水面后在重力作用下处于回收底板54内。
[0074] 步骤4，夹持器抓取潜航器16；如图27所示，回收框37离开水面后，双体无人船34控制纵向电机1带动横向移动框架移动，横向电机6驱动移动框架带动第二升降机构、角度调整机构和夹持器移动，然后第一电机17带动驱动齿轮29转动，驱动齿轮29带动转向齿轮转动，转向齿轮带动夹持器转动至潜航器16的正上方；然后第二电机22带动卷盘26转动下放牵引绳21，夹持器落下；当机械爪15触碰到潜航器16后，直线驱动电机18驱动直线推杆49下移，直线推杆49带动夹板51向靠近潜航器16的方向转动，抓取潜航器16。
[0075] 步骤5，将潜航器16放到安放框50；如图28‑29所示，机械爪15抓取潜航器16后，第一电机17带动驱动齿轮29和转向齿轮转动复位，转向齿轮带动潜航器16转动至与安放框50平行的方向；随后第二电机22带动卷盘26转动收起牵引绳21、提升机械爪15，直至机械爪15上升至设定好的高度；然后双体无人船34控制纵向电机1和横向电机6带动夹持器与潜航器16移动至安放框50的正上方，直线驱动电机18驱动直线推杆49上移，直线推杆49带动夹板
51向远离潜航器16的方向转动，将潜航器16放进安放框50中；最后横向移动框架和纵向移动框架复位。
