(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210608820.3 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上 大路99号 (72)发明人 王曰英　王鑫　吴乃龙　吴洋　 周华　李恒宇　杨希祥　严怀成　 付俊　柳春　姜斌　费敏锐　 冷江南　 (74)专利代理 机构 郑州翊博专利代理事务所 (普通合伙) 41155 专利代理师 涂连梅 (51)Int.Cl. B64D 1/00(2006.01) B64D 1/02(2006.01) B64C 25/54(2006.01)B64C 25/04(2006.01) B64C 1/30(2006.01) B63C 11/52(2006.01) B63G 8/00(2006.01) B63G 8/38(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 15/06(2006.01) B25J 18/00(2006.01) (54)发明名称 一种海空一体无 人系统及方法 (57)摘要 本发明属于新型海洋无人航行器技术领域， 具体公开一种海空一体无人系统及方法， 包括岸 边计算机， 岸边计算机连接有无人机， 无人机连 接有有缆潜航器； 无人机包括无人机主体， 无人 机主体上连接有飞行器装置， 无人机主体下端 连 接有与有缆潜航器相配合的潜航器回收笼。 权利要求书2页 说明书7页 附图13页 CN 115320849 A 2022.11.11 CN 115320849 A 1.一种海空一体无人系统， 其特征在于， 包括岸边计算机， 所述岸边计算机连接有无人 机， 所述无人机连接有有缆潜航器； 所述无人机包括无人机主体， 所述无人机主体上连接有 飞行器装置， 所述无 人机主体下端连接有与有缆潜航器相配合的潜航器回收笼。 2.如权利要求1所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 所述飞行器装置包括环绕无人 机主体均布的飞行组件； 每个所述飞行组件均包括与机体连接的机臂， 每个所述机臂远离 机体的一端均连接有无刷旋翼电机， 每个所述无刷旋翼电机的轴 上均连接有无人机旋翼； 每个所述机臂上均固连有空气浮筒。 3.如权利要求2所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 每个所述机臂均包括与机体 固 连的后端机臂， 还包括与后端机臂铰接的前端机臂， 所述无刷旋翼电机和空气浮筒设置在 前端机臂上； 所述前端机臂上连接有伸缩机构， 所述伸缩机构包括与前端机臂铰接的伸缩 电推杆， 还 包括与伸缩电推杆 连接的推杆座， 所述推杆座与机体 铰接。 4.如权利要求3所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 所述潜航器回收笼包括两个对 称的卡板组， 每个卡板组均包括至少 两个外侧回收笼卡板， 还包括在外侧回收笼卡板之间 连接的固定圆管； 每个所述外侧回收笼卡板底部均为竖直的支脚， 所述固定圆管与外侧回 收笼卡板垂直； 每个所述卡板组上均铰接有回收笼开关爪， 同一卡板组连接的回收笼开关 爪之间连接有固定圆管， 两个卡板组上连接的回收笼开关爪对称设置， 两侧的回收笼开关 爪分别上铰接有开关电推杆， 每个所述开关电推杆远离回收笼开关爪的一端均与外侧回收 笼卡板铰接 。 5.如权利要求4所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 所述有缆潜航器包括水平设置 的潜航器主体， 所述潜航器主体前端设置有潜航器摄像头； 所述潜航器主体前端还设置有 一对对称的潜航器机械手， 所述潜航器机械手设置在潜航器主体的两侧， 每个所述潜航器 机械手均为水平设置的锥形结构； 每个所述潜航器机械手靠近另一潜航器机械手的一端比 远离另一机械手的一端大， 每个所述潜航器机械手远离另一潜航器机械手的一端均连接有 收放机构。 6.如权利要求5所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 每个所述收放机构均包括与潜 航器机械手固连的潜航器前端机械手连杆， 所述潜航器前端机械手连杆与潜航器相垂直； 每个所述潜航器前端机械手连杆上铰接有至少两个平行的潜航器后端连架杆， 每个所述潜 航器后端连架杆均与潜航器主体铰接， 所述潜航器后端连架杆与潜航器主体铰接的一端连 接有电机 。 7.如权利要求6所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 所述潜航器主体的两侧安装有 螺旋桨动力系统； 所述潜航器主体的后端连接有浆轴， 所述 浆轴上连接有后端螺 旋桨。 8.如权利要求7所述的海空一体无人系统， 其特征在于， 所述潜航器主体上连接有缆 线， 所述缆线两端分别端与无人机主体和潜航器主体连接； 所述无人机主体下端连接有绞 车， 所述缆线在绞车 上连接。 9.如权利要求1 ‑8任一所述的海空一体无 人系统的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 飞行准备工作； 操作人员观测飞行条件， 若飞行条件合适， 操作人员通过岸边计 算机对无人机发送指令， 将机臂展开， 并测试各个传感器是否通讯正常， 若正常， 则准备开 整海空监测工作； 步骤2， 飞行至指定区域； 设置所要监控的目标区域， 无人机根据当前位置与目标区域权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115320849 A 2制定出最优轨迹并飞行至目标区域； 无人机到达目标区域后下降至水面上， 空气浮筒落入 水中， 然后无 人机旋翼停转； 步骤3， 执行水下任务； 无人机在水面稳定后， 打开潜航器回收笼， 释放有缆潜航器； 控 制有缆潜航器在水下移动， 通过潜航器摄像头对水下环境 实时成像， 完成监控； 控制有缆潜 航器抓取目标样本； 步骤4， 返航； 完成任务后， 控制绞车回收缆线， 同时控制有缆潜航器向潜航器回收笼靠 近； 当有缆潜航器距离潜航器回收笼1米以内时， 有缆潜航器停止移动， 绞车继续回收缆线， 缆线拉动有缆潜航器进入潜航器回收笼， 然后潜航器回收笼关闭； 随后无 人机返航。 10.如权利要求9所述的海空一体无人系统的方法， 其特征在于， 在步骤1中， 机臂展开 的方法为： 控制伸缩电推杆伸长， 伸缩电推杆带动前端机臂 转动展开； 在步骤3中， 打开潜航 器回收笼 的方法为： 开关电推杆伸长并带动回收笼开关爪转动张开， 潜航器回收笼底部打 开； 抓取目标样 本的方法为： 电机转动并带动 潜航器后端连架杆转动， 两侧的潜航器后端连 架杆带动两个潜航器前端机械手连杆相互靠近， 两个潜航器前端机械手连杆带动 潜航器机 械手相互靠近并夹取目标样本； 在步骤4中， 潜航器回收笼关闭的方法为： 开关电推杆缩短 并带动回收笼开关爪转动闭合， 潜航器回收笼底部关闭。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115320849 A 3