CN105966568A - 一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置 - Google Patents

一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，包括环境信息采集模块、数据处理通信模块、可调节浮箱执行模块，所述可调节浮箱执行模块包括对称安设在船舶两侧的可调节浮箱、可伸缩式滑轨，所述可伸缩式滑轨用于向船舶外侧或内侧伸缩，在各个伸缩式滑轨上设有驱动装置，所述驱动装置的输出轴与旋转支架的一端相连，所述旋转支架的另一端与可调节浮箱相连，所述驱动装置用于控制可调节浮箱的吃水深度。当无人机在无人艇上起降时可调节浮箱展开，增大了无人艇的初稳性，防止发生倾覆，增强了其稳定性能；当无人艇需要巡航搜救或者搭载无人机返航时，可调节浮箱可以收回，充分的发挥了无人艇的航行性能。

Description

一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置
技术领域
本发明涉及一种无人机及无人艇领域，尤其涉及一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置。
背景技术
随着科学技术的发展，智能控制技术愈加成熟，无人机、无人艇在海事巡航及遇险事故搜救方面的运用成为新的方向，无人机飞行速度快，搜索范围广，探测海面视野宽，将其运用于海事巡航搜救是先进技术的要体现，此外无人艇在巡航搜救方面响应迅速，搭载设备齐全，续航时间长，并且可以在比较危险的海域执行任务，因此将两者有机结合在一起成为海事巡航搜救的新模式，如何提高无人艇的航行性能并且保障在不同海况下的稳性要求成为无人艇巡航搜救的关键问题。
对于无人艇稳性设计公开的一些专利，多是采用双体船或三体船，如公开号为CN103253349A(公开日为2013年4月19日)的专利公开了一种多功能无人艇双体船结构。由于无人艇尺寸较小，往往在海上风浪中对其稳性影响较大，在无人艇单独执行搜救任务时可以满足任务要求，而在机艇耦合的情况下，特别是无人机需在艇上起降时，对无人艇艇的稳性要求较高，因此普通船型很难满足无人艇所需的稳性要求，双体船和三体船为固定的船体结构，一方面影响无人艇的航行性能，另一方面无法根据海域条件自适应调整稳性，在需要搭载无人机巡航搜救时无法高效完成任务，并且在无人机起降时摆幅较大，增加了无人机起降的难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种稳定性能好，适应能力强的装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置。
本发明所采用的技术方案为：一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：包括环境信息采集模块、数据处理通信模块、可调节浮箱执行模块，所述环境信息采集模块用于采集船舶的姿态、风向信息，环境信息采集模块与数据处理通信模块相连，数据处理通信模块用于控制可调节浮箱执行模块的动作，所述可调节浮箱执行模块包括对称安设在船舶两侧的可调节浮箱、可伸缩式滑轨，所述可伸缩式滑轨用于向船舶外侧或内侧伸缩，在各个伸缩式滑轨上设有驱动装置，所述驱动装置的输出轴与旋转支架的一端相连，所述旋转支架的另一端与可调节浮箱相连，所述驱动装置用于控制可调节浮箱的吃水深度。
按上述技术方案，所述环境信息采集模块包括船舶姿态传感器、风向风速传感器，两种传感器安设在船舶甲板的中线上，且两者分别通过串口与数据处理通信模块相连。
按上述技术方案，所述驱动装置为舵机云台。
按上述技术方案，所述可伸缩式滑轨通过安设在船舶上的伸缩式舵机驱动。
按上述技术方案，所述数据处理通信模块包括单片机、通信模块、驱动模块。
按上述技术方案，在船舶上还配置有防止船舶摇晃的调节机构。
按上述技术方案，所述调节机构包括压载水泵，所述压载水泵的出水口与可调节浮箱的内腔相连通，所述压载水泵通过数据处理通信模块控制。
本发明所取得的有益效果为：本发明成功的解决了无人机在海面上载运及自主起降时无人艇稳性不足的问题，当无人机在无人艇上起降时可调节浮箱展开，增大无人艇的稳定性能，防止发生倾覆，从而保障无人机的安全起降；当无人艇需要巡航搜救或者搭载无人机返航时，可调节浮箱可以收回，充分发挥无人艇的航行性能；可调节浮箱具有环境适应性，可根据外界风浪条件动态调整浮箱，从而提高无人艇的航行性能；通过设置调节机构，充分的控制可调节浮箱的重量分布来达到防止船舶摇晃目的，进一步增加了其稳定性能。
附图说明
图1为本发明三维立体结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的后视图。
图中：1—可调节浮箱，2—舵机云台，4—压载水泵，3—舵机，5—数据处理通信模块，6—船舶姿态传感器，7—风向风速传感器，8—无人机载运平台，9—无人机，10-旋转支架，11、可伸缩式滑轨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本实施例提供了一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，包括环境信息采集模块、数据处理通信模块、可调节浮箱执行模块，所述环境信息采集模块用于采集船舶的姿态、风向信息，环境信息采集模块与数据处理通信模块相连，数据处理通信模块用于控制可调节浮箱执行模块的动作。其中，环境信息采集模块由安装于船舶甲板中线上的船舶姿态传感器6、风向风速传感器7组成，所述数据处理通信模块包括单片机、通信模块、驱动模块。所述可调节浮箱执行模块包括对称安设在船舶两侧的可调节浮箱1、可伸缩式滑轨11，所述可伸缩式滑轨11用于向船舶外侧或内侧伸缩，在各个伸缩式滑轨11的外端头固定设有驱动装置，所述驱动装置的输出轴与旋转支架10的一端相连，所述旋转支架10的另一端与可调节浮箱1相连。其中，所述可伸缩式滑轨11通过安设在船舶上的伸缩式舵机3驱动。所述驱动装置为舵机云台2。
本实施例中，在船舶上还配置有防止船舶摇晃的调节机构。所述调节机构包括压载水泵4，所述压载水泵4的出水口与可调节浮箱1的内腔相连通，所述压载水泵通过单片机控制，即通过调节浮箱1内的重量分布来调整船舶的横倾角度，进一步增加其稳定性。
本发明安装在海事巡航搜救无人艇上，当无人艇收到无人机9要降落到无人机载运平台8的请求时，根据数据处理通信模块5中的单片机向驱动模块发出舵机指令，驱动模块驱动舵机3和舵机云台2上的舵机，可调节浮箱1开始水平向船舷两侧运动，当达到单片机设定运转圈数时，舵机停止运转，舵机云台上的舵机开始转动，控制旋转支架10向外翻转，可调节浮箱1开始在一定角度α内旋转，当可调节浮箱1达到与船舷垂直时停止转动，此时无人机可以安全降落到载运平台8，无人机9安全降落并固定后，可调节浮箱1开始根据处理通信模块5的指令回收到原处，巡航搜救无人艇开始正常航行。当海况环境恶劣时，船舶姿态传感器6、风向风速传感器7会将采集的数据通过串口传给数据处理通信模块5，数据处理通信模块5将信息处理后进行算法分析，并输出相应的舵机指令，通过驱动舵机云台2和舵机3来调节可调节浮箱1的状态，进而提高船舶的稳性并达到减摇的效果。
相较于现有技术，本发明成功解决了无人机在海面上载运及自主起降时无人艇稳性不足的问题，可调节浮箱的可伸缩性一方面保证了机艇耦合时无人艇的稳性，又能够在航行时充分发挥无人艇的航行性能，相比较固定式的双体船或多体船有巨大优势。此外，可调节浮箱的自适应性保障了巡航搜救无人艇航行安全，船舶姿态传感器和风向风速传感器采集的信息是船舶所处环境最真实的信息，通过单片机内智能算法的分析处理，进而调节可调节浮箱保证无人艇的稳性安全，并在无人艇发生横倾时提供更大的恢复力矩，防止发生倾覆，使该无人艇可以适应不同海况，同时保障无人机的安全起降及载运。

Claims (7)

1.一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：包括环境信息采集模块、数据处理通信模块、可调节浮箱执行模块，所述环境信息采集模块用于采集船舶的姿态、风向信息，环境信息采集模块与数据处理通信模块相连，数据处理通信模块用于控制可调节浮箱执行模块的动作，所述可调节浮箱执行模块包括对称安设在船舶两侧的可调节浮箱、可伸缩式滑轨，所述可伸缩式滑轨用于向船舶外侧或内侧伸缩，在各个伸缩式滑轨上设有驱动装置，所述驱动装置的输出轴与旋转支架的一端相连，所述旋转支架的另一端与可调节浮箱相连，所述驱动装置用于控制可调节浮箱的吃水深度。
2.根据权利要求1所述的一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：所述环境信息采集模块包括船舶姿态传感器、风向风速传感器，两种传感器安设在船舶甲板的中线上，且两者分别通过串口与数据处理通信模块相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：所述驱动装置为舵机云台。
4.根据权利要求1或2所述的一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：所述可伸缩式滑轨通过安设在船舶上的伸缩式舵机驱动。
5.根据权利要求1或2所述的一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：所述数据处理通信模块包括单片机、通信模块、驱动模块。
6.根据权利要求1或2所述的一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：在船舶上还配置有防止船舶摇晃的调节机构。
7.根据权利要求1或2所述的一种装备于海事巡航搜救无人艇的自适应可调节装置，其特征在于：所述调节机构包括压载水泵，所述压载水泵的出水口与可调节浮箱的内腔相连通，所述压载水泵通过数据处理通信模块控制。
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