一種小型多功能太陽能雙體無人艇制造技術

本發明專利技術公開了一種小型多功能太陽能雙體無人艇，包含：無人艇本體，所述的無人艇本體包含一對片體，用于無人艇浮在水面上；一對連接橋，其分別架設在一對片體之間；設置在一對連接橋之間的墊板，且與一對連接橋形成一立式結構；設置在墊板下表面的主船體；設置在無人艇本體上的電力系統、推進系統和控制系統。本發明專利技術可以完成相應的海洋環境監測任務，同時能夠及時回傳采集數據，且高效、環保、智能化一體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無人艇，特別涉及一種小型多功能太陽能雙體無人艇。
技術介紹
在智能海洋環境數據監測探測中，采用方法大致分為兩大類:一類是采用資料浮標、潛標，根據不同的任務搭載不同的測量模塊；另一類是利用無人水面艇(USV)或水下機器人(AOV)(如水下滑翔機)作為移動監測平臺的水下(面)自航式海洋觀測平臺。這兩類中，浮標類環境數據監測探測已經廣泛應用，但其缺少機動性；而后者的研制則需具備極高的技術含量(特別是在智能控制這塊上)，同時需要進行極復雜的前期調研工作。山東省科學院海洋儀器儀表研究所研制的“SBF3-1”波浪浮標，以及加拿大AXYS公司研制的3m水文氣象觀測浮標，兩款浮標在國內外都具有一定的代表性。但二者均不具備自航及避障能力，屬于定點投放型。進行大面積的海洋環境監測工作，需大量投放使用，增加成本的同時影響船只正常航行。故對浮標類進行海洋環境監測工作具有一定的局限性。水下滑翔機雖然滿足了機動性和智能化的要求，但其搭載模塊較少，由于只能使用自身浮力的調整來驅動，在水下只可做鋸齒形以及螺旋回轉軌跡航行，其航跡控制和定位精度較低，航速較慢，在大風浪的海面會出現隨波逐流的情況。單體無人艇由于未知海況的影響，可能無法保證其航行可靠性，缺乏良好的耐波性和穩性，主流無人艇多數為單體船船型，雙體船船型的無人艇較少，對于雙體無人艇的研究也較少；多數無人艇總長大都在3米以上，載荷在I噸以上，其進行海洋環境監測過程中，需要亢長的準備工作以及大量的人力物資；主流無人艇動力來源是燃料，如汽油、柴油或甲醇，巨大的噪音會影響采集工作，產生的有害氣體污染環境，同時還要攜帶額外的燃料箱，其續航力以及安全可靠性是個很大的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種小型多功能太陽能雙體無人艇，可以完成相應的海洋環境監測任務，同時能夠及時回傳采集數據，且高效、環保、智能化一體。為了實現以上目的，本專利技術是通過以下技術方案實現的: 一種小型多功能太陽能雙體無人艇，其特點是，包含: 無人艇本體，所述的無人艇本體包含一對片體，用于無人艇浮在水面上；一對連接橋，其分別架設在一對片體之間；設置在一對連接橋之間的墊板，且與一對連接橋形成一立式結構；設置在墊板下表面的主船體； 設置在無人艇本體上的電力系統、推進系統和控制系統。所述的電力系統包含: 太陽能電池組，其設置在墊板的上表面； 蓄電池基座，其設置在片體內； 蓄電池，其設置在蓄電池基座，且與太陽能電池組相連。所述的推進系統包含: 一對電機，其分別設置在兩個片體內； 對應連接在每個電機輸出端的螺旋槳，所述的螺旋槳設置在片體外部。所述的控制系統包含: 處理器； 數據采集器，其連接處理器輸入端，用于采集海洋環境參數； 數據存儲器，其連接處理器輸出端。所述的控制系統還包含: 通訊天線、定位導航模塊，其分別與處理器相連。所述的數據采集器包含:環境監測氣象儀、波浪傳感器、溫鹽深剖儀、多普勒剖面儀或攝像機中的一種或者幾種。其中一個所述的連接橋通過第一鉸鏈與片體相連，另一個所述的連接橋通過第二鉸鏈與片體相連，且所述的第一鉸鏈與第二鉸鏈的朝向不同。所述的無人艇本體還包含若干對橫梁，其分別間隔設置一對片體之間。所述的片體采用有機玻璃制成。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點: 1、該艇能夠攜帶各種監測儀器，定點海域內長時間進行海洋環境監測； 2、該艇實現純電力驅動，配備太陽能電池板，實現“綠色環?！?； 3、該艇實現智能化設計，具備自主巡航功能以及避障功能； 4、該艇具備抵抗一定級數的風阻浪阻的能力，具有良好的耐波性和穩性； 5、該艇實現模塊化設計，便于拆裝?！靖綀D說明】圖1為本專利技術一種小型多功能太陽能雙體無人艇的立體圖； 圖2為本專利技術一種小型多功能太陽能雙體無人艇的的總布局圖； 圖3為本專利技術控制系統的框圖； 圖4為第一鉸鏈的連接示意圖； 圖5為第二鉸鏈的連接示意圖?！揪唧w實施方式】以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本專利技術做進一步闡述。如圖1所示，一種小型多功能太陽能雙體無人艇，包含:無人艇本體，設置在無人艇本體上的電力系統、推進系統和控制系統；無人艇本體包含一對片體11，用于無人艇浮在水面上，片體11 一端設為無人艇艏部，另一端設為無人艇艉部；一對連接橋12，其分別架設在一對片體11之間；設置在一對連接橋12之間的墊板13，且與一對連接橋12形成一立式結構；設置在墊板13下表面的主船體14。如圖2所示，上述的電力系統包含:太陽能電池組21，其設置在墊板13的上表面；蓄電池基座22，其設置在片體11內；蓄電池23，其設置在蓄電池基座22，且與太陽能電池組21相連。上述的推進系統包含:一對電機31，其分別設置在兩個片體11內；對應通過滑動軸承連接在每個電機31輸出端的螺旋槳32，所述的螺旋槳32設置在片體外部。如圖3所示，上述的控制系統包含:處理器41 ;數據采集器42，其連接處理器41輸入端，用于采集海洋環境參數；數據存儲器43，其連接處理器41輸出端，該處理器41為單片機。上述的控制系統還包含:定位導航模塊44，其分別與處理器41相連，本實施例中定位導航模塊44為北斗衛星定位導航模塊。上述的數據采集器包含:EMM-04型的環境監測氣象儀425、波浪傳感器421、溫鹽深剖儀422、多普勒剖面儀423或攝像機424中的一種或者幾種。該無人艇還包含漫反射式避障傳感器模塊6，其根據周圍障礙物的距離設置，控制螺旋槳的轉向及轉速，避免了無人艇的碰撞。為了解決無人艇的通訊問題，本專利技術設置一個通訊天線7。在具體使用時，其中一個連接橋通過第一鉸鏈51與片體相連，另一個連接橋通過第二鉸鏈52與片體相連，且所述的第一鉸鏈與第二鉸鏈的朝向不同，參見圖4第一鉸鏈橫向設置，即連接橋只能橫向移動，參見圖5第二鉸鏈縱向設置，即連接橋12只能縱向移動，增加了橫向和縱向強度，主船體也不易傾覆。考慮到設計海況中應有的風浪級數，極其容易對機械結構產生損壞，故本設計為了固定片體的橫向方向，在一對片體之間間隔設置一對橫梁。上述的片體采用有機玻璃制成，且無人艇艏部為尖翹艏，相比一般的錐形艏以及魚雷型艏而言，其興波阻力更小。該雙體無人艇擁有多種優勢，將來在海洋環境監測和數據采集領域會體現其巨大的應用價值: 其一，把雙體船的概念與無人艇的概念結合起來設計，使得該船具備雙體船耐波性好以及橫穩定性高的特點，同時具備了無人艇隱身、智能的特點； 其二，該艇純電力驅動，電力系統方面還配備了太陽能電池組以及蓄電池組。太陽能資源沒有枯竭危險，且資源分布廣泛，受地域限制小；無噪聲，穩定性良好；維護保養簡單，維護費用低； 其三，該艇船艏為尖翹艏，相比一般的錐形艏以及魚雷型艏而言，其興波阻力更小； 其四，該艇實現自動巡航功能，同時具備避障功能； 其五，該艇片體近似一整體，片體所用材料均為有機玻璃。圓柱形平行中體與尾部錐體連接部分可拆卸，連接方式為螺紋連接，同時還基本保證了片體的水密性； 其六，該艇結構上多數采用鉸接方式，所有鋼結構零件均可拆卸，避免了強制固定帶來的應力無法傳遞的弊端。其七，該艇能夠搭載海洋環境監測儀器設備，進行海洋環境水文信息勘探調查。盡管本專利技術的內容已經通過上述優選實施例作了詳細本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型多功能太陽能雙體無人艇，其特征在于，包含：無人艇本體，所述的無人艇本體包含一對片體，用于無人艇浮在水面上；一對連接橋，其分別架設在一對片體之間；設置在一對連接橋之間的墊板，且與一對連接橋形成一立式結構；設置在墊板下表面的主船體；設置在無人艇本體上的電力系統、推進系統和控制系統。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：操安喜，趙康，俞佳航，
申請(專利權)人：上海海事大學，
類型：發明
國別省市：上海;31