CN104743091A - 一种双翼波浪推进远程无人艇 - Google Patents

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王冬姣
叶家玮
梁富琳
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Abstract

本发明公开了一种双翼波浪推进远程无人艇，该双翼波浪推进远程无人艇包括：置于艇首及艇尾的波浪推进水翼和支架，所述水翼通过固定轴对称固定在所述支架两侧，并可绕所述固定轴转动；置于船尾的辅助推进螺旋桨；置于甲板表面的太阳能板、蓄电池及充放电控制系统；置于甲板表面和水下的多种海洋参数观测传感器；置于甲板表面的北斗及GPS卫星定位系统；置于甲板表面的摄像监控系统,以及利用卫星或无线遥控通信及程控的自动驾驶导航系统。本发明的波浪推进水翼实现远程无人艇波浪能主推进、太阳能辅助推进及远程遥控，大幅提高其续航能力，操作灵活方便，满足了海洋环境作业需求的目的。

Description

一种双翼波浪推进远程无人艇
技术领域
本发明涉及水面航行器技术领域，具体涉及一种双翼波浪推进远程无人艇。
背景技术
本技术涉及是一种新型远程自治式水面航行器，可用作海洋测量仪器的搭载平台，是获取海洋监测数据的重要装备，对海洋环境监测、能源、交通、渔业管理、水产养殖等领域具有重要的作用。本双翼波浪推进远程无人艇具有作业范围广、连续作业时间长、无需提供能源、作业费用少等特点，必将成为水面推进器技术领域的一个创新点。
在现有技术中，无人艇一般采用螺旋桨推进，具有较快的航速和能实现任意轨迹的航行。然而由于受携带能源的制约，其航程有限，无法实现长期驻留和满足更远水域作业的需求。
无人艇的推进能源供给问题已成为制约其发展的技术瓶颈，利用海洋能进行推进解决上述问题，就是本技术的研究重点。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种双翼波浪推进远程无人艇，以达到充分利用海洋波浪能，提高其续航能力，满足海洋环境作业需求的目的。
本发明提供技术方案如下：
一种双翼波浪推进远程无人艇, 包括艇体、舵，还包括：
波浪推进水翼，所述波浪推进水翼通过支架设置于艇首及艇尾，所述波浪推进水翼通过固定轴对称固定在所述支架两侧并可绕所述固定轴转动，波浪对所述波浪推进水翼作用产生前进动力，驱动无人艇前进；
布置于甲板表面的太阳能板、与所述太阳能板电路连接的蓄电池及充放电控制系统，所述蓄电池用于供电，所述充放电控制系统用于防止蓄电池过度充/放电、提供过载及短路保护；
北斗及GPS卫星定位系统，用以提供无人艇在大海中的实时位置；
以及利用卫星或无线遥控通信及程控的自动驾驶导航系统，其中北斗卫星双向通信功能还用于将岸站航行指令送达无人艇。
本发明通过设置波浪推进水翼及太阳能供电系统及卫星定位系统、利用卫星或无线遥控及程控的导航系统，充分利用海洋波浪能，通过波浪对水翼作用产生前进动力，驱动无人艇前进，提高其续航能力，且能实现远程遥控，满足了海洋环境作业需求的目的。
进一步地，还包括置于甲板表面的摄像监控系统,其通过无线图传系统将无人艇周围图像信息送至岸站，便于岸站及时、快速准确的了解无人艇的运行情况。
进一步地，还包括置于甲板表面和水下的多种海洋参数观测传感器6，用于测量无人艇所在区域的气压、温度、湿度、风向、风速、海水温盐度、浪高、海水流向、流速信息，并定时通过卫星将上述信息传至岸站，供岸站及时获取无人艇所处环境信息，为无人艇的正常运转提供比较的参考数据。
进一步地，还包括设置于艇尾的辅助推进螺旋桨，所述辅助推进螺旋桨由蓄电池供电，在需要避碰和紧急情况时用于推进无人艇快速前进。
进一步地，所述辅助推进螺旋桨可为单桨推进、双桨推进或多桨推进，以满足不同的动力需要。
进一步地，所述辅助推进螺旋桨固定设置于艇尾或可摆动地活动设置于艇尾，固定设置的辅助推进螺旋桨的操纵功能可以是通过舵实现，可摆动地活动设置于艇尾的辅助推进螺旋桨的操纵功能可通过舵及辅助推进螺旋桨组合实现，或舵、螺旋桨、艏侧推的组合实现。
进一步地，所述无人艇的艇体可为单体艇或多体艇。
进一步地，所述无人艇的艇首还设置有用于转向的艏侧推，其通过与舵、辅助推进螺旋桨的配合实现无人艇的快速、灵活地转向操作功能。
相比现有技术，本发明提供的双翼波浪推进远程无人艇利用波浪能推进、太阳能辅助推进及远程遥控，大幅提高其续航能力，操作灵活方便，满足了海洋环境作业需求的目的。
附图说明
图1 是本发明实施例双翼波浪推进远程无人艇结构示意图。
图中：1-波浪推进水翼； 2-太阳能板 ；3-蓄电池；4-充放电控制系统； 5-辅助推进螺旋桨； 6-多种海洋参数观测传感器；7-北斗及GPS卫星定位系统；8-摄像监控系统；9-自动驾驶导航系统 ；10-艇体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1所示，一种双翼波浪推进远程无人艇, 包括艇体10、舵，还包括：
波浪推进水翼1，所述波浪推进水翼1通过支架设置于艇首及艇尾，所述波浪推进水翼1通过固定轴对称固定在所述支架两侧并可绕所述固定轴转动，波浪对所述波浪推进水翼1作用产生前进动力，驱动无人艇前进；
布置于甲板表面的太阳能板2、与所述太阳能板2电路连接的蓄电池3及充放电控制系统4，所述蓄电池3用于供电，所述充放电控制系统4用于防止蓄电池3过度充/放电、提供过载及短路保护；
北斗及GPS卫星定位系统7，用以提供无人艇在大海中的实时位置；
以及利用卫星或无线遥控通信及程控的自动驾驶导航系统9，其中北斗卫星的双向通信功能还用于将岸站航行指令送达无人艇。
本发明通过设置波浪推进水翼及太阳能供电系统及卫星定位系统、利用卫星或无线遥控及程控的导航系统，充分利用海洋波浪能，通过波浪对水翼作用产生前进动力，驱动无人艇前进，提高其续航能力，且能实现远程遥控，满足了海洋环境作业需求的目的。
进一步地，还包括置于甲板表面的摄像监控系统8,其通过无线图传系统将无人艇周围图像信息送至岸站，便于岸站及时、快速准确的了解无人艇的运行情况。
进一步地，还包括置于甲板表面和水下的多种海洋参数观测传感器6，用于测量无人艇所在区域的气压、温度、湿度、风向、风速、海水温盐度、浪高、海水流向、流速信息，并定时通过卫星将上述信息传至岸站，供岸站及时获取无人艇所处环境信息，为无人艇的正常运转提供比较的参考数据。
进一步地，还包括设置于艇尾的辅助推进螺旋桨5，所述辅助推进螺旋桨5由蓄电池3供电，在需要避碰和紧急情况时用于推进无人艇快速前进。
进一步地，所述辅助推进螺旋桨5为单桨推进、双桨推进或多桨推进，以满足不同的动力需要。
进一步地，所述辅助推进螺旋桨5固定设置于艇尾或可摆动地活动设置于艇尾，固定设置的辅助推进螺旋桨5的操纵功能可以是通过舵实现，可摆动地活动设置于艇尾的辅助推进螺旋桨5的操纵功能可通过舵及辅助推进螺旋桨5组合实现，或舵、螺旋桨、艏侧推的组合实现。
进一步地，所述无人艇的艇体10可为单体艇或多体艇。
进一步地，本实施例中，所述无人艇的艇首还设置有用于转向的艏侧推，其通过与舵、辅助推进螺旋桨5的配合实现无人艇的快速、灵活地转向操作功能。
运行过程中，本实施例提供的双翼波浪推进远程无人艇的艇首及艇尾的波浪推进水翼1在海洋波浪作用下，除跟随艇体作升沉运动外还将绕固定轴作小幅转动，其绕固定轴作小幅转动是为了获得较大前进动力——由此构成为双翼波浪推进远程无人艇远程航行的主要动力，所述无人艇布置于甲板表面的太阳能板2、蓄电池3及充放电控制系统4及辅助推进螺旋桨5构成辅助推进系统，在需要避碰和紧急情况时启动该系统推进无人艇快速前进；所述无人艇布置于甲板表面和水下的多种海洋参数观测传感器6以及布置于甲板表面的北斗及GPS卫星定位系统7、摄像监控系统8、利用卫星或无线遥控通信及程控的自动驾驶导航系统9，无人艇通过北斗卫星一方面接收岸站控制信息并按岸站控制指令航行，另一方面无人艇将多种海洋参数观测传感器6及摄像监控系统8采集的信息及时反馈回岸站，供岸站参考和调整无人艇的运行。本发明双翼波浪推进远程无人艇利用波浪能推进、太阳能辅助推进及远程遥控技术，大幅提高其续航能力。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双翼波浪推进远程无人艇,包括艇体(10)、舵，其特征在于，还包括：
波浪推进水翼(1)，所述波浪推进水翼(1)通过支架设置于艇首及艇尾，所述波浪推进水翼(1)通过固定轴对称固定在所述支架两侧并可绕所述固定轴转动，波浪对所述波浪推进水翼(1)作用产生前进动力，驱动无人艇前进；
布置于甲板表面的太阳能板(2)、与所述太阳能板(2)电路连接的蓄电池(3)及充放电控制系统(4)，所述蓄电池(3)用于供电，所述充放电控制系统(4)用于防止蓄电池(3)过度充/放电、提供过载及短路保护；
北斗及GPS卫星定位系统(7)，用以提供无人艇在大海中的实时位置；
以及利用卫星或无线遥控通信及程控的自动驾驶导航系统(9)，其中北斗卫星的双向通信功能还用于将岸站航行指令送达无人艇。
2.根据权利要求1所述的双翼波浪推进远程无人艇,其特征在于：还包括置于甲板表面的摄像监控系统(8),其通过无线图传系统将无人艇周围图像信息送至岸站。
3.根据权利要求1所述的双翼波浪推进远程无人艇，其特征在于：还包括置于甲板表面和水下的多种海洋参数观测传感器(6)，用于测量无人艇所在区域的气压、温度、湿度、风向、风速、海水温盐度、浪高、海水流向、流速信息，并定时通过卫星将上述信息传至岸站。
4.根据权利要求1所述的双翼波浪推进远程无人艇，其特征在于：还包括设置于艇尾的辅助推进螺旋桨(5)，所述辅助推进螺旋桨(5)由蓄电池(3)供电，在需要避碰和紧急情况时用于推进无人艇快速前进。
5.根据权利要求4所述的双翼波浪推进远程无人艇，其特征在于，所述辅助推进螺旋桨(5)可为单桨推进、双桨推进或多桨推进。
6.根据权利要求5所述的双翼波浪推进远程无人艇，其特征在于，所述辅助推进螺旋桨(5)固定设置于艇尾或可摆动地活动于艇尾。
7.根据权利要求1所述的双翼波浪推进远程无人艇，其特征在于，所述无人艇的艇体(10)可为单体艇或多体艇。
8.根据权利要求1至7任一项所述的双翼波浪推进远程无人艇，其特征在于，所述无人艇的艇首还设置有用于转向的艏侧推。
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