本发明涉及海洋工程，具体而言，尤其涉及一种双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置与方法。
背景技术：
1、海洋资源一直都是人类最宝贵的资源之一，自古以来国家之间海洋资源的竞争就比较激烈，现代海洋资源发展的最大特点就是对高新技术的依赖。
2、针对于一些特殊的浅水中的高精尖产品需要进行捕获，但是传统的渔网捕获效率低下、偶然性以及不稳定性的缺陷，致使高精尖产品逃逸。因此需要一种专业性强、效率高以及稳定性高的捕获方法。
技术实现思路
1、根据上述提出的技术问题，而提供一种双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置与方法，本发明提供一种双体船搭载的通过齿轮传动控制抱爪开合角度的捕获方法以及装置，解决传统渔网捕获浅水目标物效率低下和稳定性低的问题，同时解决特殊海况下捕获浅水目标物的问题。
2、本发明采用的技术手段如下：
3、一种双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，包括双体船、工作平台、捕获机构、支撑架、传动机构、动力机构和伺服升降机构，所述工作平台安装在双体船上，所述工作平台通过伺服升降机构连接在船体上，所述伺服升降机构用于调整工作平台的高度，所述捕获机构通过支撑架安装在工作平台的下方，所述捕获机构的输入端与传动机构、动力机构相连，所述捕获机构为抱爪式结构，通过动力机构调整捕获抱爪式结构的张开角度。
4、进一步地，所述双体船包括两片船体、船艏连接桥和船尾连接桥，两片船体结构相同，两片船体通过设置于船艏侧的船艏连接桥和船尾侧的船尾连接桥固定，双体船设置有推进装置。
5、进一步地，所述的推进装置包括推进电池组、船体内的两台推进电机以及两个全回转螺旋桨，推进电池组位于船尾连接桥中央位置。全回转螺旋桨通过蜗轮蜗杆，驱动吊舱绕纵轴回转，可以使螺旋桨做360度回转运动，任意改变推进力的方向，可使双体打捞船做横向移动、原地掉头、倒退等常规推进器难以做到的动作，且不受船速高低的影响。
6、进一步地，所述双体船上设置有用于对浅水目标物进行定位的红外探测仪，所述工作平台上设置有距离传感器，距离传感器通过螺栓吊装在靠近抱爪的一侧，在捕获过程中实时检测目标物与平台之间的距离。本发明的红外探测仪位于船艏连接桥下方，同时该红外探测仪也能在捕获的过程中起到实时监测的作用。
7、进一步地，所述伺服升降机构安装在船体上，所述伺服升降机构采用链传动提升，一共由四套链传动设备组成，一套链传动设备包括两台电机，两个链轮和四组链条，链传动设备与工作平台通过与链条连接的链板相连，链板一端与工作平台侧壁焊接，链板另一侧和链条通过螺栓连接。本发明中，两套链传动设备设置在其中一侧的船体上，另两套链传动设备对称设置在其中另一侧的船体上。
8、进一步地，所述捕获机构包括抱爪和蜗轮，所述的抱爪由多个片体组成，片体根部与蜗轮连接，蜗轮与传动机构相连，单个片体呈瓣状，中间宽两边窄，顶端窄可以减小水阻，中间宽可以增加与目标物的接触面积，根部窄可以增加抱合的幅度，片体材料为高强度合金钢，在靠近目标物的一侧设有抗腐蚀柔性材料层。本发明中，片体的数量为6个。
9、所述抱爪可以针对不同大小的目标物调整张开的角度来适应。张开角度为蜗轮的回转中心和片体顶端点之间的连线与中轴线的夹角。张开40度适用于捕获小型目标物，张开60度及以上适用于重型目标物。
10、进一步地，各抱爪的内侧，即与目标物接触侧设置柔性材料层。
11、进一步地，所述传动机构包括第一斜齿轮、第二斜齿轮以及蜗杆，第一斜齿轮的输入端与动力机构的输出端相连，所述第一斜齿轮与第二斜齿轮啮合，第二斜齿轮带动蜗杆转动，蜗杆旋转带动蜗轮旋转。第一斜齿轮和第二斜齿轮材料为高强度合金钢。所述的蜗轮和蜗杆配合，蜗轮和片体焊接在一起。通过轴套、轴承固定在支撑架上，可以进行回转运动。采用蜗轮蜗杆传动比较平稳，可以自锁，可靠性高。轴承座位于电机和第一斜齿轮中间，通过螺栓连接固定在工作平台上，包含轴套、轴承，实现支撑电机输出轴的功能。所述的蜗杆材料为抗腐蚀合金钢，蜗杆的行程是外径的1.2倍。通过控制蜗杆的转动方向以及转速可以改变蜗轮的状态从而实现抱爪的收放。
12、进一步地，支撑架共设有两层，由钢管组成六边形结构，上面大部封闭，中间留出空间放置第二斜齿轮以及轴承卡环，支撑架上部六根钢管和工作平台焊接在一起。第二层由钢管焊接而成，为中空部分。每根钢管正中间为蜗轮留出空间。支撑架的材料为高强度抗腐蚀合金钢。
13、进一步地，捕获机构的动力机构包括动力电池组和线路，电池仓位于工作平台上方电机旁边，有配重作用，防止平台发生偏载。捕获装置的动力电池组为磷酸铁锂单体电池组成的电池组。捕获装置的电机为伺服电机，由动力电池组直接供电。
14、本发明还公开了基于上述一种双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置的捕获方法，包括如下步骤：
15、步骤1、双体船通过推进电机带动全回转螺旋桨调整航向，向目标水域靠拢，抵近目标水域后，根据红外探测仪对目标物进行位置校准，双体船进行姿态调整直至到目标物正上方；
16、步骤2、捕获机构的动力机构开始运行，伺服电机正转，电机通过联轴器带动齿轮组，齿轮组带动蜗杆转动，根据目标物大小抱爪张开一定角度，形成锥形张口；
17、步骤3、工作平台通过伺服升降机构开始向下移动；
18、步骤4、伺服升降装置根据距离传感器反馈的数据，下降到合适高度；
19、步骤5、抱爪开始收紧，抱爪与目标物充分接触，直至完全捕获目标物；伺服升降装置开始提升，工作平台脱离水面后，完成任务返回。
20、较现有技术相比，本发明具有以下优点：
21、(1)本发明采用双体船为载体，水线面面积小，受波浪扰动的影响较小，提供浮力的下潜体部分没入水中，受波浪质点运动的影响小，在船艏靠近目标物一侧设置红外探测仪，实现对目标物的定位，捕获过程的效率以及精确度高。
22、(2)本发明捕获部分的抱爪由蜗轮蜗杆和齿轮组控制，可以根据目标物的大小控制开合情况，捕获装置结构简单易于操作。而且蜗轮蜗杆装置可以自锁，此方法通过伺服电机的正反转控制抱爪的张开和收拢，通过蜗轮蜗杆和齿轮配合协同驱动抱爪运动，通过距离传感器确定合适的捕获高度，通过链条链板的组合来控制工作平台的升降。捕获后的提升过程更加稳定，目标物也不会挣脱逃逸。
23、(3)本发明提供的捕获装置的抱爪与目标物接触侧设置柔性材料层，避免对目标物造成二次伤害，远程操作也保证了工作人员的安全，与其他捕获方式相比较，本方法更加简单有效，效率高，稳定性好。
24、(4)本发明的升降装置采用链传动的形式，与传统提升装置相比，升降过程的精准度高，传动效率高，工作可靠度高，确保打捞平台在作业过程的平稳性。
1.一种双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，包括双体船、工作平台、捕获机构、支撑架、传动机构、动力机构和伺服升降机构，所述工作平台安装在双体船上，所述工作平台通过伺服升降机构连接在船体上，所述伺服升降机构用于调整工作平台的高度，所述捕获机构通过支撑架安装在工作平台的下方，所述捕获机构的输入端与传动机构、动力机构相连，所述捕获机构为抱爪式结构，通过动力机构调整捕获抱爪式结构的张开角度。
2.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，所述双体船包括两片船体、船艏连接桥和船尾连接桥，两片船体结构相同，两片船体通过设置于船艏侧的船艏连接桥和船尾侧的船尾连接桥固定，双体船设置有推进装置。
3.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，所述的推进装置包括推进电池组、船体内的两台推进电机以及两个全回转螺旋桨，推进电池组位于船尾连接桥中央位置。
4.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，所述双体船上设置有用于对浅水目标物进行定位的红外探测仪，所述工作平台上设置有距离传感器，距离传感器通过螺栓吊装在靠近抱爪的一侧，在捕获过程中实时检测目标物与平台之间的距离。
5.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，所述伺服升降机构安装在船体上，所述伺服升降机构采用链传动提升，一共由四套链传动设备组成，一套链传动设备包括两台电机，两个链轮和四组链条，链传动设备与工作平台通过与链条连接的链板相连，链板一端与工作平台侧壁焊接，链板另一侧和链条通过螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，所述捕获机构包括抱爪和蜗轮，所述的抱爪由多个片体组成，片体根部与蜗轮连接，蜗轮与传动机构相连，各抱爪的内侧，即与目标物接触侧设置柔性材料层。
7.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，捕获机构的动力机构包括动力电池组和线路，电池仓位于工作平台上方电机旁边，有配重作用，防止平台发生偏载，捕获装置的动力电池组为磷酸铁锂单体电池组成的电池组，捕获装置的电机为伺服电机，由动力电池组直接供电。
8.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，所述传动机构包括第一斜齿轮、第二斜齿轮以及蜗杆，第一斜齿轮的输入端与动力机构的输出端相连，所述第一斜齿轮与第二斜齿轮啮合，第二斜齿轮带动蜗杆转动，蜗杆旋转带动蜗轮旋转。
9.根据权利要求1所述的双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置，其特征在于，支撑架共设有两层，由钢管组成六边形结构，上面大部封闭，中间留出空间放置第二斜齿轮以及轴承卡环，支撑架上部六根钢管和工作平台焊接在一起，第二层由钢管焊接而成，为中空部分，每根钢管正中间为蜗轮留出空间，支撑架的材料为高强度抗腐蚀合金钢。
10.根据权利要求1～9任一项所述双体船搭载的浅水域目标物抱爪式捕获装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
