CN103661818B - 一种无人驾驶智能测量船 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人驾驶智能测量船，包括船体、安设于船体内的推进装置、操纵装置、控制系统、测量系统和供电设备，其中船体包括：主体，以及对称设置在所述主体两侧的侧体。侧体至上而下包括：水上部分、穿过水面的中空支柱和水下浮筒。水下浮筒和支柱的横剖面呈现上部分窄，下部分宽的花瓶状，支柱的纵剖面为中间粗，两头尖的形状，浮筒的头部为椭圆形，尾部逐渐变细，呈光顺的流线型，浮筒的底面与主体平行。由于本发明采用一种新型双体船型设计，其侧体的水下部分和水上部分采用瘦长流线型剖面的中空支柱连接，因此在测量作业时具有更高的航速，且船体的摇摆程度会大幅减小，使得测量作业的效率和精度大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于承载测量设备进行水域勘测的水面航行器，特指一种采用新型双体船型的无人驾驶智能测量船。
背景技术
在我国，江河湖海众多，随着国民经济的发展，水下测量日益显露出其重要性。专利号为ZL 200820050284.5的实用新型专利“无人驾驶水库地形测量船”公开了一种单体船，由于该船型只有一个船体，回转操纵能力较差；另外，单体船的甲板面积有限，不便于安装布置测量设备，且其水线面对中纵轴的惯性矩较小，因此横向稳性不好。专利号为ZL 201120158796.5的实用新型专利“双动力遥控测量船”采用的是普通的双体船结构；专利号为ZL 201220534719.X的实用新型专利“三体双动力遥控测量船”公开了一种常规三体船。以上三种船型由于水线面积大，因此兴波阻力大、能耗高。由于这些船型采用常规水线面，耐波性能较差，因此受制于测量水域的风浪条件。这些缺陷使得目前公布的测量船在测量精度、效率及作业范围等方面都难以得到保证。
发明内容
本发明的主要目的在于解决上述测量船存在的不足，提供一种测量范围大，稳定性能、阻力性能、耐波性能和操纵性等航行性能优良的新型测量专用船。该测量船能最大限度的灵活安装各类测量设备，可以在内河、水库、湖泊及海洋等水域，完成水下、海表面的相关测量任务。
本发明采取的技术方案是：一种无人驾驶智能测量船，一种无人驾驶智能测量船，包括船体、安设于船体内的推进装置、操纵装置、控制系统、测量系统和供电设备，其中船体包括：主体，以及对称设置在所述主体两侧的侧体。
侧体至上而下包括：水上部分、穿过水面的中空支柱和水下浮筒。
水下浮筒和支柱的横剖面呈现上部分窄，下部分宽的花瓶状，支柱的纵剖面为中间粗，两头尖的形状，浮筒的头部为椭圆形，尾部逐渐变细，呈光顺的流线型，以减小形状阻力，浮筒的底面与主体平行。
主体的中间为主舱，两侧体采用多舱段设计，主要设置有侧舱及舵机舱，主体和侧体由水密舱壁分隔。
本发明的推进装置包括：电动机、传动轴、联轴器和螺旋桨，联轴器的一端连接电动机，另一端连接传动轴，螺旋桨安装在传动轴的尾部。
本发明的操纵装置包括：舵机、舵，和舵杆，舵杆的上端连接舵机，下端连接舵。
本发明的控制系统包括控制设备和船舶遥控天线。
本发明的测量系统包括：测量设备、测量系统天线、GPS天线、连接杆和探测器，连接杆安装在主体上，连接杆的底端安装探测器，探测器位于水下，连接杆的顶端安装GPS天线。
水下浮筒艉部两端的内侧对称地设置尾平衡翼，两个尾平衡翼的横剖面为机翼型剖面。
侧舱、舵机舱、主舱上方分别安设侧舱盖、舵机舱盖及主舱盖，舱口与舱盖采用凹凸配合形式的密封方式，并在盖子的凹槽内镶嵌密封橡胶条，以保证工作时各个舱室的密闭。
侧舱舱装在侧舱舱统统本发明的供电设备可根据测量需要，采用现有技术中任何的供电设备进行供电，例如蓄电池供电。供电设备可以安装在侧舱内，也可以安装在主舱内。
本发明的有益效果是：由于本发明采用一种新型双体船型设计，其侧体的水下部分和水上部分采用瘦长流线型剖面的中空支柱连接，这种形式使其水线面面积小，从而使测量船所受的兴波阻力小，而且波浪对测量船的干扰小，这样在测量作业时具有更高的航速，且船体的摇摆程度会大幅减小，因此使得测量作业的效率和精度大幅提高。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图。
]图2是本发明的右视结构示意图。
[图3是本发明的后视结构示意图。
具体实施方式
如附图所示，一种无人驾驶智能测量船，包括船体、安设于船体内的推进装置、操纵装置、控制系统、测量系统和供电设备，其中船体由位于水面上的主体28，以及与主体相连且并列、对称的安装在主体两侧的两个侧体29组成，两侧体29至上而下包括水上部分、穿过水面的中空支柱9和水下浮筒10。水下浮筒和支柱的横剖面呈现上部分窄，下部分宽的花瓶状，支柱的纵剖面为中间粗，两头尖的形状，浮筒的头部为椭圆形，尾部逐渐变细，呈光顺的流线型，以减小形状阻力，浮筒的底面与主体平行。由于本测量船与水面接触的部分为较窄的中空支柱，因此其水线面瘦长，且面积小，这样测量船所受的兴波阻力小，而且波浪对测量船的干扰小，作业时测量船摇摆会大幅减小，使得测量作业的效率和精度大幅提高。
主体28和侧体29由水密舱壁分隔，因此不论主体、支柱或浮筒出现破损，本发明都会有很强的生存能力，为昂贵的测量设备提供了可靠的安全保障。
主体28的中间为主舱1，主舱1内安设控制设备2、测量设备3。主体28首部中央装有设备连接杆4，连接杆4的底端安装有探测器5，探测器位于水下，用于采集测量数据，探测器5通过数据线与测量设备3相连；连接杆4的顶端安装GPS天线6，GPS天线6通过数据线与控制设备2和测量设备3相连。主体28尾部左右两侧分别安装有测量系统天线7、船舶遥控天线8，分别用于测量数据的收发及遥控信号的接收。
两侧体采用多舱段设计，主要设置有侧舱11及舵机舱12，侧舱11内安设有蓄电池13，用于为测量船的推进装置、操纵装置、控制系统和测量系统供电。
本发明的舵机舱12内安设有舵机18，舵机18通过线路与控制设备2连接，接收控制设备2发出的指令，实现对舵19的控制。舵19通过舵杆20与舵机18相连，舵19的横剖面为左右对称的翼型，舵19的位于螺旋桨17正后方，以获取大的下洗水流速度，提高转舵力矩。
本发明的动力由安装在水下浮筒10尾部的两个电动机14提供，电动机14通过固定支座安装在水下浮筒10艉部的侧舱11内，通过联轴器15与传动轴16相连，传动轴16尾端安装有螺旋桨17。电动机14通过线路与控制设备2相连，接收控制设备2发出的指令，实现对电动机14转向及转速的控制。两个螺旋桨17对称地设置在浮筒10艉部，由于船体尾部设有两个螺旋桨，这样可以通过改变两个螺旋桨的旋向和转速并配合船舵的转向实现船体的前进、后退、停止、加速、减速和转向操作，使测量船具备灵活转弯的能力，甚至可以进行原地回转，方便在狭小的水域进行测量。两个螺旋桨可以同时提供推力，推动测量船前进，由于两个螺旋桨对称的旋转，因此可以相互抵消推进器对船造成的扭转力矩，使直线航行更加稳定。同时由于螺旋桨潜深大、水面干扰力小、水深压力大，因此本测量船行进作业时，螺旋桨的推进效率高、抗空泡能力强，螺旋桨使用寿命长，节能效果明显。本发明采用的螺旋桨17可以是普通螺旋桨，也可以是带导管的螺旋桨。
水下浮筒10艉部两端的内侧对称地设置尾平衡翼21，两个尾平衡翼21的横剖面为机翼型剖面，这样的设计可以显著提高了测量船航行时的纵向稳定性，防止船舶航行时的纵摇和纵倾。
侧舱、舵机舱、主舱上方分别安设侧舱盖22、舵机舱盖23及主舱盖24，舱口与舱盖采用凹凸配合形式的密封方式，并在盖子的凹槽内镶嵌密封橡胶条，以保证工作时各个舱室的密闭。
两侧体的艏部平台上可以安装前抬手25及信号灯26，艉部平台上可以安装后抬手27，两侧抬手起方便搬运的作用，信号灯26可以指示测量船前进、后退、转向等信号。
本发明中的蓄电池13可以根据测量需要，替换为现有技术中任何的供电设备进行供电，该供电设备可以安装在侧舱内，也可以安装在主舱内。
本发明船体采用轻质复合材料制作，具有重量轻、强度大的优点。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无人驾驶智能测量船，包括船体、安设于船体内的推进装置、操纵装置、控制系统、测量系统和供电设备，所述船体包括：主体，以及对称设置在所述主体两侧的侧体，其特征在于，所述侧体至上而下包括：水上部分、穿过水面的中空支柱和水下浮筒。
2.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的水下浮筒和支柱的横剖面呈现上部分窄，下部分宽的花瓶状，支柱的纵剖面为中间粗，两头尖的形状，浮筒的头部为椭圆形，尾部逐渐变细，呈光顺的流线型，浮筒的底面与主体平行。
3.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的主体的中间为主舱，两侧体采用多舱段设计，设置有侧舱及舵机舱，主体和侧体由水密舱壁分隔。
4.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的推进装置包括：电动机、传动轴、联轴器和螺旋桨，联轴器的一端连接电动机，另一端连接传动轴，螺旋桨安装在传动轴的尾部。
5.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的操纵装置包括：舵机、舵，和舵杆，舵杆的上端连接舵机，下端连接舵。
6.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的控制系统包括：控制设备和船舶遥控天线。
7.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的测量系统包括：测量设备、测量系统天线、GPS天线、连接杆和探测器，连接杆安装在主体上，连接杆的底端安装探测器，探测器位于水下，连接杆的顶端安装GPS天线。
8.如权利要求1所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于，所述的水下浮筒艉部两端的内侧对称地设置尾平衡翼，两个尾平衡翼的横剖面为机翼型剖面。
9.如权利要求3所述的一种无人驾驶智能测量船，其特征在于所述的侧舱、舵机舱、主舱上方分别安设侧舱盖、舵机舱盖及主舱盖，舱口与舱盖采用凹凸配合形式的密封方式，并在盖子的凹槽内镶嵌密封橡胶条。
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