一种用于海洋调查测量的无人艇

文档序号:1297 发布日期:2021-09-17 浏览:64次 英文

一种用于海洋调查测量的无人艇

技术领域

本发明涉及航行设备的

技术领域

,更具体地说,是涉及一种无人艇。

背景技术

随着无人艇的技术越来越进步,现有针对河口、滨海、浅海环境使用的多用途的无人艇,主要用于海洋调查领域,为海洋科学研究、海洋资源开发、海洋工程建设、航海安全保证、海洋环境保护和海洋灾害预防等研究领域提供基础资料和科学依据。

然而,无人艇在执行海洋研究任务时,容易受到海上恶劣环境的影响,造成无人艇的侧翻以及损坏,导致任务执行失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人艇及无人运输车,以解决现有技术中存在的无人艇在高海况执行出海任务时容易侧翻以及损坏的技术问题。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是一种无人艇,包括:

第一片体,内部沿自身长度方向依次排布有第一防撞舱、第一电子设备舱和第一动力能源舱;

第二片体,与所述第一片体并排设置且相互固定连接,所述第二片体的内部沿自身长度方向依次排布有第二防撞舱、第二电子设备舱和第二动力能源舱,所述。

通过采用上述技术方案,提高了无人艇的稳定性,第一片体和第二片体并排设置且相互固定连接,形成了双片体设计,同时第一片体的第一电子设备舱与第二片体的电子设备舱对应,第一片体的第一动力能源舱与第二片体的第二动力能源舱对应,提高了无人艇平衡能力,进而使得无人艇面对高海况时不易发生侧翻的情况;提高了无人艇的防护能力,第一片体沿自身长度方向依次布置有第一防撞舱、第一电子设备舱和第一动力能源舱,第二片体沿自身长度方向依次布置有第二防撞舱、第二电子设备舱和第二动力能源舱,第一防撞舱和第二防撞舱分别在无人艇的前进方向上缓冲障碍物对第一片体和第二片体的冲击。

在一个实施例中,无人艇还包括多个第一水密舱壁和多个第二水密舱壁,所述第一水密舱壁位于所述第一防撞舱和所述第一电子设备舱之间,所述第一水密舱壁还位于所述第一电子设备舱和所述第一动力能源舱之间,所述第一电子设备舱和所述第一动力能源舱之间通过过壁穿舱件走线;所述第二水密舱壁位于所述第二防撞舱和所述第二电子设备舱之间,所述第二水密舱壁还位于所述第二电子设备舱和所述第二动力能源舱之间,所述第二电子设备舱和所述第二动力能源舱之间通过过壁穿舱件走线。

通过采用上述技术方案,第一水密舱壁和第二水密舱壁均用于密闭隔离舱室之间,避免其中一个舱室发生漏水后向相邻的舱室蔓延,而在相邻的两个舱室之间通过过壁穿舱件走线,实现相邻的两个舱室之间的设备的电连接,过壁穿舱件穿设于水密舱壁上,两者形成的缝隙设有防水结构,防止缝隙渗水。

在一个实施例中,无人艇还包括多个第一水密舱盖和多个第二水密舱盖,所述第一水密舱盖位于所述第一片体上,分别密封所述第一电子设备舱和第一动力能源舱,所述第二水密舱盖位于所述第二片体上,所述第二水密舱盖分别密封所述第二电子设备舱和所述第二动力能源舱。

通过采用上述技术方案,第一水密舱盖和第二水密舱盖保证了舱室的密封性,同时也提高了舱室检修的便捷性。

在一个实施例中,无人艇还包括多个用于探测环境信息的环境传感器,多个所述环境传感器分别置于所述第一电子设备舱、所述第一动力能源舱、所述第二电子设备舱和所述第二动力能源舱中。

通过采用上述技术方案,环境传感器保证了各个舱室处于合适的工作环境,提高了各个舱室内设备的正常运作,提高了无人舱的耐用性。

在一个实施例中,所述第一动力能源舱的内部设有动力能源电池和第一油箱,所述第二动力能源舱的内部设有发电机和第二油箱,所述动力能源电池与所述发电机电连接,所述发电机与所述第一油箱和所述第二油箱连接。

当无人艇需要进行投放水下设备进行测量作业时,可通过动力能源电池驱动推进器,通过采用上述技术方案,降低了无人艇在行进时的噪音和振动,减少了对水下设备的影响,进而提高了水下设备的测量准确性。

在一个实施例中,无人艇还包括架设于所述第一片体和所述第二片体上的任务设备舱体,所述任务设备舱体与所述第一电子设备舱和所述第二电子设备舱连通,所述任务设备舱体的内部设有任务载荷设备和与所述任务载荷设备电连接任务控制设备。

通过采用上述技术方案,提高了无人艇的外接设备的可控制性。

在一个实施例中,无人艇还包括位于所述任务设备舱体上的光电平台。

通过采用上述技术方案,光电平台集成多种功能,提高了无人艇的功能性。

在一个实施例中,无人艇还包括架设于所述第一片体和所述第二片体之间的开敞式的甲板。

通过采用上述技术方案,利于布置搭载升降设备和绞车设备,方便水下设备的布放和回收。

在一个实施例中,无人艇还包括架设于所述甲板上的绞车设备,所述绞车设备用于收放水下测试设备。

通过采用上述技术方案,提高布放回收水下设备的便利性。

在一个实施例中,无人艇还包括架设于所述甲板上的升降设备,所述升降设备用于收放水下测试设备。

通过采用上述技术方案,提高布放回收水下设备的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的无人艇的一种视角的立体结构图;

图2是本发明实施例提供的无人艇的另一种视角的立体结构图;

图3是本发明实施例提供的无人艇的一种视角的局部剖视图;

图4是本发明实施例提供的无人艇的另一种视角的局部剖视图;

图5是本发明实施例提供的光电平台的立体结构图。

图中各附图标记为:

1-第一片体;2-第二片体;3-第一水密舱盖;4-第二水密舱盖;5-环境传感器;6-任务设备舱体;7-光电平台;9-绞车设备;10-升降设备;

11-第一防撞舱;12-第一电子设备舱;13-第一动力能源舱;21-第二防撞舱;22-第二电子设备舱;23-第二动力能源舱;61-任务载荷设备;62-任务控制设备;63-网络交换机;71-雷达;72-摄像头;73-导航天线;74-舷灯;75-通信天线;76-天线倒伏机构;

121-能源管理器;122-发电机;124-主控机箱;131-动力电池充电器;132-控制电池充电器;133-第一油箱;134-推进器;135-动力能源电池;221-交流接线盒;222-逆变器;223-控制电池;224-启动电池;231-发电机变频器;232-发电机;233-第二油箱。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件,它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行更加详细的描述:

如图1和图2所示,本发明实施例提供的一种无人艇,包括:第一片体1和第二片体2;第一片体1的内部沿自身长度方向依次排布有第一防撞舱11、第一电子设备舱12和第一动力能源舱13;第二片体2与第一片体1并排设置且相互固定连接,第二片体2的内部沿自身长度方向依次排布有第二防撞舱21、第二电子设备舱22和第二动力能源舱23。

本实施例提供的无人艇的工作原理如下:

第一片体1和第二片体2组成船体结构浮于海面上,第一防撞舱11、第一电子设备舱12和第一动力能源舱13沿第一片体1的长度方向排布于第一片体1的内部,第一防撞舱11位于第一片体1在前进方向的前部,第一电子设备舱12位于第一片体1的中部,第一动力能源舱13位于第一片体1在前进方向的后部,第一防撞舱11用于缓冲海上障碍物对船体结构的冲击力,给第一电子设备舱12预留缓冲空间,第一动力能源舱13布置于后部,用于给予船体结构动力;第二防撞舱21、第二电子设备舱22和第二动力能源舱23沿第二片体2的长度方向排布于第二片体2的内部,第二防撞舱21位于第二片体2在前进方向的前部,第二电子设备舱22位于第二片体2的中部,第二动力能源舱23位于第二片体2在前进方向的后部,第二防撞舱21用于缓冲海上障碍物对船体结构的冲击力,给第二电子设备舱22预留缓冲空间,第二动力能源舱23布置于后部,用于给予船体结构动力。

第一防撞舱11和第二防撞舱21可以为中空结构,其内部可选择填充缓冲结构,利于提高缓冲效果;第一电子设备舱12和第二电子设备舱22用于装载多种电子设备,包括但不限于保证无人艇正常运作以及执行海上任务需要的电子设备;第一动力能源舱13和第二动力能源舱23可以装载动力输出设备,包括但不限于发电机、油箱和推进器。

通过采用上述技术方案,提高了无人艇的稳定性,第一片体1和第二片体2并排设置且相互固定连接,形成了双片体设计,同时第一片体1的第一电子设备舱12与第二片体2的第二电子设备舱22对应,第一片体1的第一动力能源舱13与第二片体2的第二动力能源舱23对应,提高了无人艇平衡能力,进而使得无人艇面对高海况时不易发生侧翻的情况;提高了无人艇的防护能力,第一片体1沿自身长度方向依次布置有第一防撞舱11、第一电子设备舱12和第一动力能源舱13,第二片体2沿自身长度方向依次布置有第二防撞舱21、第二电子设备舱22和第二动力能源舱23,第一防撞舱11和第二防撞舱21分别在无人艇的前进方向上缓冲障碍物对第一片体1和第二片体2的冲击。

如图3和图4所示,具体地,第一电子设备舱12的内部包括但不限于:能源管理器121:发电机、电池、充电机的上电、熄火等能源管理控制;滤波器122:过滤电源网络中的干扰杂波,提升输出的电源质量;空调123:船用水冷空调123,为电子设备舱室提供恒温恒湿的工作环境;主控机箱124:无人艇核心控制系统,实现指令的下发,处理、执行和反馈。

第二电子设备舱22的内部包括但不限于:交流接线盒221:船电输入与岸电输入的切换,以及5路交流电的输出;逆变器222:将电池的直流电转换为任务载荷所需的交流电;控制电池223:为控制系统电气设备提供供电;启动电池224:用于发电机的点火与供电;通信机箱225:通过数据通信天线实现无人艇数据通信传输。

第一动力能源舱13的内部包括但不限于:动力电池充电器131:为动力电池充电,一共3个;控制电池充电器132:为控制电池充电;油箱:0#号柴油存储油箱,油箱容量50L;推进器134:电动推进器134,模块化安装,采用差速转向,实现全船的动力输出。

第二动力能源舱23包括但不限于:发电机变频器231:用于控制发电机输出220V,50Hz正弦波交流电;发电机232:柴油发电,实现全船的电力供给。

在一个实施例中,无人艇还包括多个第一水密舱壁和多个第二水密舱壁,第一水密舱壁位于第一防撞舱11和第一电子设备舱12之间,第一水密舱壁还位于第一电子设备舱12和第一动力能源舱13之间,第一电子设备舱12和第一动力能源舱13之间通过过壁穿舱件走线;第二水密舱壁位于第二防撞舱21和第二电子设备舱22之间,第二水密舱壁还位于第二电子设备舱22和第二动力能源舱23之间,第二电子设备舱22和第二动力能源舱23之间通过过壁穿舱件走线。

通过采用上述技术方案,第一水密舱壁和第二水密舱壁均用于密闭隔离舱室之间,避免其中一个舱室发生漏水后向相邻的舱室蔓延,而在相邻的两个舱室之间通过过壁穿舱件走线,实现相邻的两个舱室之间的设备的电连接,过壁穿舱件穿设于水密舱壁上,两者形成的缝隙设有防水结构,防止缝隙渗水。

在一个实施例中,无人艇还包括多个第一水密舱盖3和多个第二水密舱盖4,第一水密舱盖3位于第一片体1上,分别密封第一电子设备舱12和第一动力能源舱13,第二水密舱盖4位于第二片体2上,第二水密舱盖4分别密封第二电子设备舱22和第二动力能源舱23。

具体地,第一水密舱盖3采用可拆卸的方式盖合于第一片体1的顶部,第一水密舱盖3具备密闭第一电子设备舱12和第一动力能源舱13的能力,同时也方便操作人员进行拆卸,利于对第一电子设备舱12和第一动力能源舱13内部设备的检查、维修与更换;同理地,第二水密舱盖4采用可拆卸的方式盖合于第二片体2的顶部,第二水密舱盖4具备密闭第二电子设备舱22和第二动力能源舱23的能力,同时也方便操作人员进行拆卸,利于对第二电子设备舱22和第二动力能源舱23内部设备的检查、维修与更换。

通过采用上述技术方案,第一水密舱盖3和第二水密舱盖4保证了舱室的密封性,同时也提高了舱室检修的便捷性。

在一个实施例中,无人艇还包括多个用于探测环境信息的环境传感器5,多个环境传感器5分别置于第一电子设备舱12、第一动力能源舱13、第二电子设备舱22和第二动力能源舱23中。

具体地,环境传感器5用于感知舱室内的环境信息,包括但不限于温度和湿度,环境传感器5与主控机箱124电连接,环境传感器5获取的环境信息发送至主控机箱124中,由主控机箱124中的处理器对环境信息进行分析,再输出控制信息至对应的设备,以保障各个舱室的正常运作。

通过采用上述技术方案,环境传感器5保证了各个舱室处于合适的工作环境,提高了各个舱室内设备的正常运作,提高了无人舱的耐用性。

在一个实施例中,第一动力能源舱13的内部设有动力能源电池135和第一油箱133,第二动力能源舱23的内部设有发电机232和第二油箱233,动力能源电池135与发电机232电连接,发电机232与第一油箱133和第二油箱233连接。

具体地,发电机232可选为柴油发电机232,第一油箱133和第二油箱233与发电机232对应,为柴油油箱,发电机232将柴油的化学能转换为电能,再将电能通过充电的方式存储于动力能源电池135中。

当无人艇需要进行投放水下设备进行测量作业时,可通过动力能源电池135驱动推进器134,通过采用上述技术方案,降低了无人艇在行进时的噪音和振动,减少了对水下设备的影响,进而提高了水下设备的测量准确性。

请同时参阅图1、图2和图5,在一个实施例中,无人艇还包括架设于第一片体1和第二片体2上的任务设备舱体6,任务设备舱体6与第一电子设备舱12和第二电子设备舱22连通,任务设备舱体6的内部设有任务载荷设备61和与任务载荷设备61电连接任务控制设备62。

具体地,任务设备舱体6位于前部甲板,主要用于布置任务载荷设备61的干端机箱。任务设备舱体6顶部设有水密舱盖。任务设备舱体6与第一片体1和第二片体2的相接处的甲板上各设置有一个穿舱孔,实现任务设备舱体6与第一片体1和第二片体2间的线缆走线。任务设备舱体6与第一片体1的甲板连接处设置通风管道两个,用于将第一片体1的舱内空调123产生的冷气导入任务设备舱体6内,实现任务设备舱体6的温度控制。任务设备舱体6的右舷一侧的舱壁设置一个外翻式调试窗,布置有无人艇的启动开关、电池岸端充电口等调试端口,便于操作人员平时的调试、操作和维护保养。任务载荷湿端线缆和任务设备舱体6的外部环境感知设备的线缆通过任务设备舱体6后壁上的穿线管进入任务设备舱体6,管口可做密封处理,任务设备舱体6的后壁共4个穿线管,外侧两个用于艇端传感器线缆进舱使用,内径50mm,内侧两个用于任务载荷湿端线缆进舱使用,内径80/50mm。

需要进一步解释的是,任务控制设备62的作用为任务载荷数据采集系统,可实现任务载荷实时监控与参数调节,支持数据本地保存;任务载荷设备61包括任务载荷设备61的干端机箱;任务设备舱体6内还设有网络交换机63:为外部设备接入全艇网络架构提供支持,通过网口连接;环境传感器5:感知舱室内的温度和湿度。

通过采用上述技术方案,提高了无人艇的外接设备的可控制性。

在一个实施例中,无人艇还包括位于任务设备舱体6上的光电平台7。

具体地,光电平台7位于任务设备舱体6的顶部,主要集成雷达71、摄像头72、惯性导航天线73、舷灯74和通信天线75等多种光电设备。任务设备舱体6首部布置GNSS天线(GNSS天线是GPS/GLONASS兼容天线,主要用于同频转发系统作发射天线使用,也可用于GPS导航、定位系统作接收天线使用),GNSS天线左右两侧设计有金属保护框架。任务设备舱体6的顶部布置有铝合金桅杆一个,桅杆顶部布置导航雷达71,雷达71两侧各布置一根通信天线75,通信天线75外侧安装有红绿舷灯74一对,桅杆前、后、左、右四个方向各布置一个摄像头72。光电平台7上外置设备的线缆集束后通过任务设备舱体6后壁上的穿舱件进入到任务设备舱体6内,穿舱件端口做水密处理;天线倒伏机构76:机械式天线倒伏机构,可将天线放倒。

通过采用上述技术方案,光电平台7集成多种功能,提高了无人艇的功能性。

请再次参阅图2,在一个实施例中,无人艇还包括架设于第一片体1和第二片体2之间的开敞式的甲板。

具体地,甲板包括但不限于艉甲板,任务设备舱体6后部的开敞式甲板,甲板中部设置1个600×500mm的开放月池,用于搭载升降设备,实现任务载荷设备61湿端的上提与下放。月池后部设置有两条纵向的铝合金固定座,用于搭载绞车设备,实现任务载荷湿端指定深度的收放。甲板尾部设置1个530×600mm的开放月池,实现尾部绞车收放设备。尾部月池上方布置有尾支架1个,支架上表面安装有GNSS天线和遥控器通信天线75,支架下表面安装有绞车转接滑轮组1套,支架上安装设备的线缆通过艇艉部挂机处的穿舱件进入舱内。

通过采用上述技术方案,利于布置搭载升降设备和绞车设备,方便水下设备的布放和回收。

在一个实施例中,无人艇还包括架设于甲板上的绞车设备9,绞车设备9用于收放水下测试设备。

具体地,绞车设备9主要用于为实现水下任务载荷的搭载与收放而定制设计。绞车设备9为电机内置式设计,主体材料采用铝合金,配件采用密封式设计,达到甲板防泼水与耐盐雾性能,适合海上无人平台的使用。绞车设备9的设计遵循体积轻巧、应用简单、操作灵活的设计原则,整体采用框架结构,通过远程操控,实现绞车设备9自动收放,其中主要通过远程控制滚筒内部电机转动,联动容缆滚筒转动,通过转动来收或下放设备到水中。过程中,绞车设备9上的排缆机构与电机滚筒联动左右排缆,达到缆绳均布在滚筒上。绞车设备9上安装有角度传感器,通过内置程式计算出下放缆绳的长度,从而控制缆绳下放的长度。船艉尾门架处安装有导缆轮架,一方面改变缆绳运动方向,另一方面上面安装的接近传感器与拉压力传感器能够感应设备回收到位与设备在水中的状况,探测超重或失重异常状况。

通过采用上述技术方案,提高布放回收水下设备的便利性。

在一个实施例中,无人艇还包括架设于甲板上的升降设备10,升降设备10用于收放水下测试设备。

具体地,升降设备10用于连接声学设备水下端,并在声学设备使用时进行下探、未使用时提升,起到保护设备水下端及减少航行阻力的作用。

升降设备10布置于月池中,采用液压折叠升降方式,可有效降低整艇高度,不占用甲板面积,升降设备10下部的声学设备水下端安装面采用可拆卸的转接法兰结构,该结构设计可根据不同声学设备的水下端连接固定工装进行更换适配。

通过采用上述技术方案,提高布放回收水下设备的便利性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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