CN105905248A - 双m五体无人船 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双M五体无人船，包括船体，船体上设有控制器以及分别与控制器连接的导航系统、通讯系统、动力系统和避障系统；船体由碳纤维压膜制成，船体造型采用双M五体结构，船体表面采用多角度棱面设计且所有棱面之间两两不平行。该无人船航速高、稳定性好、隐蔽性好，适合完成海域巡逻任务。
Description
技术领域
本发明涉及一种双M五体无人船。
背景技术
传统的港口巡逻、海域作业基本由人工驾驶船按需执行，工作量大，危险性高，难以全天候持续作业；而一般无人船（多采用单体船型，由钢板/玻璃钢等材料制成）负重大、强度小，仅能在内河湖泊慢速短程工作，在海域风浪中稳定性不高，易发生倾覆，不适合完成海域巡逻任务，难以响应海域作业时“隐身、稳定、高速、持久”等特性需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种双M五体无人船，该无人船航速高、稳定性好、隐蔽性好，适合完成海域巡逻任务。
本发明所采用的技术方案是：
一种双M五体无人船，包括船体，船体上设有（可编程）控制器以及分别与（可编程）控制器连接的导航系统、通讯系统、动力系统和避障系统；船体由（加强型）碳纤维压膜制成，船体造型采用双M五体结构，船体表面采用多角度棱面设计且所有棱面之间两两不平行。
进一步地，船体前部左右各对称的分布有大、小两个侧翼。
进一步地，船体表面设有迷彩外型。
进一步地，导航系统包括GNSS导航设备和惯性测量设备；惯性测量设备包括信号处理芯片以及分别与信号处理芯片连接的三轴电子罗盘、智能陀螺仪和三轴加速度传感器，GNSS导航设备和信号处理芯片分别与（可编程）控制器连接。
进一步地，通讯系统包括数传电台、（基于LTE的）网络电台和北斗通讯设备，其中，数传电台天线、（基于LTE的）网络电台天线和北斗天线均安装在无人船顶部。
进一步地，动力系统包括大容量电池组、燃料箱、柴油发动机、喷泵和舵机；喷泵分别设在船体尾部的两侧，柴油发动机通过万向轴与喷泵的动力机构连接，舵机与喷泵的转向机构连接，柴油发动机和舵机分别与（可编程）控制器连接，燃料箱为柴油发动机提供燃料，大容量电池组为舰载设备提供电源。
进一步地，避障系统包括（通过总线）分别与（可编程）控制器连接的前视声呐、多波束声呐、侧扫声呐、数字雷达、激光雷达和AIS避障设备，前视声呐设在船体底部前侧，多波束声呐和侧扫声呐设在船体底部底侧，数字雷达、激光雷达和AIS避障设备设在船体顶部。
进一步地，船体顶部设有与（可编程）控制器连接的气象站、语音设备、告警设备、灯光设备和摄像设备；摄像设备包括设在船体前部的副摄像头和主摄像头以及设在船体尾部的舰尾摄像头；灯光设备包括设在船体前面的探照灯和设在船体侧面的航行灯。
进一步地，船体甲板上设有自动绞车，自动绞车的活动端与下潜设备连接，下潜设备上设有油污探测器，自动绞车和油污探测器分别与（可编程）控制器连接。
进一步地，所述双M五体无人船还设有能源管理系统和智能消防系统，能源管理系统和智能消防系统分别与（可编程）控制器连接。
本发明的有益效果是：
（可编程）控制器（采用内部总线和通讯板卡）统一管理通讯、导航、动力、避障等系统设备，接收各设备的监测数据和运行信息，并（通过接口）向各设备发送控制指令，采用（可编程）控制器进行集中管理，提升了无人船的整体运行稳定性，保证了海域作业能力；一般（可编程）控制器都具备数据存储、录波回放功能，不仅能保存采样的数据，还能记录作业过程各项数据，并通过通讯系统与测控中心形成联动；船体采用碳纤维材料具有极佳的船身强度，相比钢板、玻璃钢等材料的船型，更能满足高航速时，抗强冲击力的强度和韧性要求；双M船型能够良好的抑制船首波的产生，能在快速航行时产生气垫效应，利用空气流体动力抬升船体，进一步减小阻力，提升航行速度；采用五体结构，增大了甲板面积，可以装载更多舰载设备，同时具有更加优越的浮性和稳性、耐波性、机动性和隐身性；船体表面独特的棱面设计，可有效躲避雷达波照射，具有良好的隐蔽性能。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是本发明实施例的立体图。
图1中：1-船体；2-控制器；3-AIS避障设备；4-柴油发动机；5-喷泵；6-舵机；7-语音设备；8-侧扫声呐；9-多波束声呐；10-前视声呐；11-智能消防系统；12-能源管理系统；13-油污探测器；14-自动绞车；15-智能陀螺仪；16-副摄像头；17-激光雷达；18-数字雷达；19-探照灯；20-主摄像头；21-数传电台天线；22-网络电台天线；23-气象站；24-北斗天线；25-航行灯；26-网络电台；27-数传电台；28-告警设备；29-舰尾摄像头；30-GNSS导航设备；31-大侧翼；32-小侧翼。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种双M五体无人船，包括船体1，船体1上设有（可编程）控制器2以及分别与（可编程）控制器2连接的导航系统、通讯系统、动力系统和避障系统；船体1由（加强型）碳纤维压膜制成，如图2和图3所示，船体1造型采用双M五体结构，船体1表面采用多角度棱面设计且所有棱面之间两两不平行。
（可编程）控制器2（采用内部总线和通讯板卡）统一管理通讯、导航、动力、避障等系统设备，接收各设备的监测数据和运行信息，并（通过接口）向各设备发送控制指令，采用（可编程）控制器2进行集中管理，提升了无人船的整体运行稳定性，保证了海域作业能力；一般（可编程）控制器2都具备数据存储、录波回放功能，不仅能保存采样的数据，还能记录作业过程各项数据，并通过通讯系统与测控中心形成联动；船体1采用碳纤维材料具有极佳的船身强度，相比钢板、玻璃钢等材料的船型，更能满足高航速时，抗强冲击力的强度和韧性要求；双M船型能够良好的抑制船首波的产生，能在快速航行时产生气垫效应，利用空气流体动力抬升船体1，进一步减小阻力，提升航行速度；采用五体结构，增大了甲板面积，可以装载更多舰载设备，同时具有更加优越的浮性和稳性、耐波性、机动性和隐身性；船体1表面独特的棱面设计，可有效躲避雷达波照射，具有良好的隐蔽性能。
如图2所示，船体1前部左右各对称的分布有大、小两个侧翼（31和32）。大、小两个侧翼（31和32）能减轻高速航行时的颠簸现象，能增加高速急转弯时的平稳性，提供了航行稳定性和抗风浪性，为需要平稳状态的舰载设备提供了正常工作的保障。
在本实施例中，船体1表面设有迷彩外型，增加可视距离的隐身性。
如图1所示，在本实施例中，导航系统包括GNSS导航设备30和惯性测量设备；惯性测量设备包括信号处理芯片以及分别与信号处理芯片连接的三轴电子罗盘、智能陀螺仪15和三轴加速度传感器，GNSS导航设备30和信号处理芯片分别与（可编程）控制器2连接。GNSS导航设备30采用的是全球导航卫星系统，能接受GPS、GLONASS、Galileo、北斗的导航服务；三轴加速度传感器用于感应XYZ（立体空间三个方向，前后、左右、上下）轴向上的加速，智能陀螺仪15分别感应Roll（左右倾斜）、Pitch（前后倾斜）、Yaw（左右摇摆）的全方位动态信息（三轴加速度传感器是检测横向加速度的，智能陀螺仪15是检测角度旋转和平衡），三轴电子罗盘即数字指南针，用于检测方向。
如图1所示，在本实施例中，通讯系统包括数传电台27、（基于LTE的）网络电台26和北斗通讯设备，其中，数传电台天线21、（基于LTE的）网络电台天线11和北斗天线24均安装在无人船顶部。采用三种通讯设备，适应不同场合，（基于LTE的）网络电台26负责视频图像数据远距离传输。
如图1所示，在本实施例中，动力系统包括大容量电池组、燃料箱、柴油发动机4、喷泵5和舵机6；喷泵5分别设在船体1尾部的两侧，柴油发动机4通过万向轴与喷泵5的动力机构连接，舵机6与喷泵5的转向机构连接，柴油发动机4和舵机6分别与（可编程）控制器2连接，燃料箱为柴油发动机4提供燃料，大容量电池组为舰载设备提供电源。柴油发动机4通过万向轴向喷泵5传输动力，方便控制柴油发动机4的安装位置，便于调节船体1重心，减小了旋转振动；喷泵5采用喷水的方式进行推进、噪声小，可满足在多水草、渔网，浅水、狭小的水域进行灵活的操控，亦方便救援或靠近码头、母船等；采用两组喷泵5，在舵机6的作用下可以实现现旋转、左右平移、动力定位等动作。
在本实施例中，发动机固定处设置有减震装置并在动力舱室壁设置特殊的吸音材料。
如图1所示，在本实施例中，避障系统包括（通过总线）分别与（可编程）控制器2连接的前视声呐10、多波束声呐9、侧扫声呐8、数字雷达18、激光雷达17和AIS避障设备3，前视声呐10设在船体1底部前侧，多波束声呐9和侧扫声呐8设在船体1底部底侧，数字雷达18、激光雷达17和AIS避障设备3设在船体1顶部。采用多组声呐和多种雷达配合，实现全方位、立体式的避障。
如图1所示，在本实施例中，船体1顶部设有与（可编程）控制器2连接的气象站23、语音设备7、告警设备28、灯光设备和摄像设备；摄像设备包括设在船体1前部的副摄像头16和主摄像头20以及设在船体1尾部的舰尾摄像头29；灯光设备包括设在船体1前面的探照灯18和设在船体1侧面的航行灯25。气象站23用于收集无人船所在区域的气象信息，语音设备7可以接收外部声音，告警设备28用于向附近船舶告警，探照灯18用于夜间或多雾情况下的照明，航行灯25用于在夜间或多雾情况下想其它船舶机械灯光警示，副摄像头16、主摄像头20和舰尾摄像头29可以对无人船进行全方位的摄像。
如图1所示，在本实施例中，船体1甲板上设有自动绞车14，自动绞车14的活动端与下潜设备连接，下潜设备上设有油污探测器13，自动绞车14和油污探测器13分别与（可编程）控制器2连接。自动绞车14可以带动下潜设备入海并通过油污探测器13探测油污，有利于海域环境采集和监测。
如图1所示，在本实施例中，该无人船还设有能源管理系统12和智能消防系统11，能源管理系统和智能消防系统11分别与（可编程）控制器2连接。能源管理系统12可以优化能源配置，减少能源浪费，智能消防系统11用于安全监控和消防。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种双M五体无人船，其特征在于：包括船体，船体上设有控制器以及分别与控制器连接的导航系统、通讯系统、动力系统和避障系统；船体由碳纤维压膜制成，船体造型采用双M五体结构，船体表面采用多角度棱面设计且所有棱面之间两两不平行。
2.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：船体前部左右各对称的分布有大、小两个侧翼。
3.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：船体表面设有迷彩外型。
4.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：导航系统包括GNSS导航设备和惯性测量设备；惯性测量设备包括信号处理芯片以及分别与信号处理芯片连接的三轴电子罗盘、智能陀螺仪和三轴加速度传感器，GNSS导航设备和信号处理芯片分别与控制器连接。
5.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：通讯系统包括数传电台、网络电台和北斗通讯设备，其中，数传电台天线、网络电台天线和北斗天线均安装在无人船顶部。
6.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：动力系统包括大容量电池组、燃料箱、柴油发动机、喷泵和舵机；喷泵分别设在船体尾部的两侧，柴油发动机通过万向轴与喷泵的动力机构连接，舵机与喷泵的转向机构连接，柴油发动机和舵机分别与控制器连接，燃料箱为柴油发动机提供燃料，大容量电池组为舰载设备提供电源。
7.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：避障系统包括分别与控制器连接的前视声呐、多波束声呐、侧扫声呐、数字雷达、激光雷达和AIS避障设备，前视声呐设在船体底部前侧，多波束声呐和侧扫声呐设在船体底部底侧，数字雷达、激光雷达和AIS避障设备设在船体顶部。
8.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：船体顶部设有与控制器连接的气象站、语音设备、告警设备、灯光设备和摄像设备；摄像设备包括设在船体前部的副摄像头和主摄像头以及设在船体尾部的舰尾摄像头；灯光设备包括设在船体前面的探照灯和设在船体侧面的航行灯。
9.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：船体甲板上设有自动绞车，自动绞车的活动端与下潜设备连接，下潜设备上设有油污探测器，自动绞车和油污探测器分别与控制器连接。
10.如权利要求1所述的双M五体无人船，其特征在于：所述双M五体无人船还设有能源管理系统和智能消防系统，能源管理系统和智能消防系统分别与控制器连接。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |