CN106741669B - 一种便于脱困的小型无人船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于脱困的小型无人船，包括主浮体、能源供应系统、动力推进系统、主控系统和通讯及定位系统，该小型无人船还包括脱困装置，所述脱困装置设有前端子模块和后端子模块，所述脱困装置的前端子模块包括左右对称设置的两个脱困轮，所述脱困轮由脱困电机驱动；所述脱困轮轴通过两根相互平行的支撑摇杆与蜗轮轴固接，所述蜗轮轴由摇臂电机带动；所述脱困装置的后端子模块为升降装置，所述升降装置包括左右对称设置在所述主浮体后端的两个被动轮，两个所述被动轮分别可转动地连接在被动轮轴的两端，所述被动轮轴采用螺旋传动机构带动。本发明具有体积小、机动性强、稳定性高、便于搁浅脱困等特点。

Description

一种便于脱困的小型无人船
技术领域
本发明涉及一种无人船，特别是涉及一种便于脱困的小型无人船。
背景技术
无人船技术是继无人机、无人车后又一重大研究领域，是海陆空协同观测的重要环节，可广泛地应用于地形测量、海底地形测绘、深度及泥位测量、水文参数观测、水质检测、渔业养殖，同时在国防安全、海岸侦查、港口巡航等方面也表现出巨大潜力。目前国内外研发的无人船一般体积大、机动性差、易倾翻，遇到浅滩易搁浅。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种便于脱困的小型无人船，该小型无人船具有体积小、机动性强、稳定性高、便于搁浅脱困等特点。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种便于脱困的小型无人船，包括主浮体、能源供应系统、动力推进系统、主控系统和通讯及定位系统，该小型无人船还包括脱困装置，所述脱困装置设有前端子模块和后端子模块，所述脱困装置的前端子模块包括左右对称设置的两个脱困轮，所述脱困轮由脱困电机驱动，所述脱困电机安装在沿船宽设置的脱困轮轴上，所述脱困电机的输出轴与所述脱困轮轴同轴设置，所述脱困轮轴和所述脱困电机将两个所述脱困轮连接在一起；所述脱困轮轴通过两根相互平行的支撑摇杆与蜗轮轴固接，所述蜗轮轴与所述脱困轮轴平行设置，所述蜗轮轴由脱困前端安装法兰支撑，所述脱困前端安装法兰居中平铺固定在所述主浮体的前端部；在所述蜗轮轴上固装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗杆由摇臂电机驱动，所述摇臂电机安装在所述脱困前端安装法兰上；当该小型无人船在水中行驶时，所述支撑摇杆后摆压接在所述主浮体的上表面上，当该小型无人船脱困时，所述支撑摇杆前摆并使所述脱困轮撑起所述主浮体的前端部；所述脱困装置的后端子模块为升降装置，所述升降装置包括左右对称设置在所述主浮体后端的两个被动轮，两个所述被动轮分别可转动地连接在被动轮轴的两端，所述被动轮轴穿装在导向槽内，所述导向槽设置在导向管上，所述导向管固接在脱困后端安装法兰上，所述导向管和所述导向槽沿船高方向设置，所述被动轮轴与丝杆的下端垂直固接，所述丝杆插装在所述导向管内，所述丝杆的上端部露出在所述导向管之外，在所述丝杆的上端部上设有与其螺纹连接的丝母，所述丝母与大齿轮固接，所述大齿轮可转动地连接在所述丝杆上，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述小齿轮与升降电机的输出轴连接，所述升降电机安装在所述脱困后端安装法兰上，所述脱困后端安装法兰固接在所述主浮体上；当该小型无人船脱困时，所述被动轮降下将所述主浮体的后端撑起，当该小型无人船在水中行驶时，所述被动轮升起置于所述主浮体的后端；所述主浮体采用上部大下部小的造型并采用钢结构作为骨架，在所述骨架上设置有EVA泡沫塑形结构。
所述动力推进系统采用两套磁力耦合传动螺旋桨推进器并固定在所述主浮体的后端左右两侧，两套所述磁力耦合传动螺旋桨推进器的桨叶旋向相反。
所述能源供应系统固定在所述主浮体的中前端，所述主控系统安装在所述主浮体的中后端，所述主控系统包括数据采样部件、电机驱动部件和控制部件，所述通讯及定位系统安装在所述主控系统的上端，所述通讯及定位系统包括无线通讯及卫星通讯两套通讯系统及GPS定位系统以及航向指引系统。
本发明具有的优点和积极效果是：
一)主浮体采用泡沫加钢结构组成，质量轻、浮力大、搭载能力强。
二)主浮体采用上端大下端小的低阻力线型，浮心靠上重心靠下，船体稳定性好，倾翻可自恢复。
三)脱困装置的前端子模块采用摇臂结构，后端子模块采用升降结构，搁浅时放下可将船体撑起进行脱困，水中航行时将脱困装置回收，不增加航行阻力。
四)无线通讯及卫星通讯双通讯系统及定位系统可使船体实现近距离遥控操作，远距离自主导航不丢失。
综上所述，本发明具有体积小、机动性强、稳定性高、便于搁浅脱困等特点。
附图说明
图1为本发明在脱困时的结构示意图；
图2为本发明的脱困装置的前端子模块的结构示意图；
图3为本发明的脱困装置的后端子模块的主视图；
图4为图3的右视图；
图5为本发明在水体中航行时的示意图。
图中：1、能源供应系统，2、主浮体，3、主控系统，4、通讯及定位系统，5、动力推进系统，6、脱困装置的后端子模块，7、脱困装置的前端子模块，8、脱困轮，9、脱困电机，10、脱困轮轴，11、支撑摇杆，12、蜗轮轴，13、蜗杆，14、蜗轮，15、脱困前端安装法兰，16、摇臂电机，17、被动轮，18、丝杆，19、导向管，20、脱困后端安装法兰，21、丝母，22、大齿轮，23、小齿轮，24、升降电机，25、被动轮轴，26、导向槽。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图5，一种便于脱困的小型无人船，包括主浮体2、能源供应系统1、动力推进系统5、主控系统3、通讯及定位系统4和脱困装置，所述脱困装置设有前端子模块7和后端子模块6，所述脱困装置的前端子模块7包括左右对称设置的两个脱困轮8，所述脱困轮8由脱困电机9驱动，所述脱困电机9安装在沿船宽设置的脱困轮轴10上，所述脱困电机9的输出轴与所述脱困轮轴10同轴设置，所述脱困轮轴10和所述脱困电机9将两个所述脱困轮8连接在一起；所述脱困轮轴10通过两根相互平行的支撑摇杆11与蜗轮轴12固接，所述蜗轮轴12与所述脱困轮轴10平行设置，所述蜗轮轴12由脱困前端安装法兰15支撑，所述脱困前端安装法兰15居中平铺固定在所述主浮体2的前端部；在所述蜗轮轴12上固装有蜗轮14，所述蜗轮14与蜗杆13啮合，所述蜗杆13由摇臂电机16驱动，所述摇臂电机16安装在所述脱困前端安装法兰15上。
当该小型无人船在水中行驶时，所述支撑摇杆11后摆压接在所述主浮体2的上表面上，当该小型无人船脱困时，所述支撑摇杆11前摆并使所述脱困轮8撑起所述主浮体2的前端部。
所述脱困装置的后端子模块6为升降装置，所述升降装置包括左右对称设置在所述主浮体2后端的两个被动轮17，两个所述被动轮17分别可转动地连接在被动轮轴25的两端，所述被动轮轴25穿装在导向槽26内，所述导向槽26设置在导向管19上，所述导向管19固接在脱困后端安装法兰20上，所述导向管19和所述导向槽26沿船高方向设置，所述被动轮轴25与丝杆18的下端垂直固接，所述丝杆18插装在所述导向管19内，所述丝杆18的上端部露出在所述导向管19之外，在所述丝杆18的上端部上设有与其螺纹连接的丝母21，所述丝母21与大齿轮22固接，所述大齿轮22可转动地连接在所述丝杆18上，所述大齿轮22与小齿轮23啮合，所述小齿轮23与升降电机24的输出轴连接，所述升降电机24安装在所述脱困后端安装法兰20上，所述脱困后端安装法兰20固接在所述主浮体2上。
当该小型无人船脱困时，所述被动轮17降下将所述主浮体2的后端撑起，当该小型无人船在水中行驶时，所述被动轮17升起置于所述主浮体2的后端。
所述主浮体2采用上部大下部小的造型并采用钢结构作为骨架，在所述骨架上设置有EVA泡沫塑形结构。
在本实施例中，所述动力推进系统5采用两套磁力耦合传动螺旋桨推进器并固定在所述主浮体2的后端左右两侧，两套所述磁力耦合传动螺旋桨推进器的桨叶旋向相反。所述能源供应系统1固定在所述主浮体2的中前端，所述主控系统3安装在所述主浮体2的中后端，所述主控系统3包括数据采样部件、电机驱动部件和控制部件，所述通讯及定位系统4安装在所述主控系统3的上端，所述通讯及定位系统4包括无线通讯及卫星通讯两套通讯系统及GPS定位系统以及航向指引系统。
本发明的工作原理：
1)主浮体2底部小则浮力小，上端大则浮力大，安装质量相对靠下，使得整体浮心在上，重心在下，形成水体中“不倒翁”，保证不倾翻，即使倾翻亦可自行恢复。
2)主浮体2采用EVA泡沫结构和钢结构组成，泡沫在外钢结构在内，钢结构与浮体泡沫用螺钉拉紧，采用这种结构的主浮体质量小、浮力大，搭载能力强。
3)无线通讯距离最大10公里，卫星通讯为全球通讯，无线通讯能够保证船体在近岸时实现遥控操作，方便可靠，数据回传速度快、数据量大，卫星通讯可保证无人船自主航行时的通讯及控制不受距离限制。
4)脱困装置包括前端摇臂结构及后端升降装置，无人船在水体中航行时，脱困装置整体上移不增加航行阻力，搁浅或被水流冲上岸时，摇臂电机将动力经蜗轮蜗杆传递给支撑摇臂，降下脱困轮，将船体前端撑起，升降电机经齿轮副将动力传递至丝杆螺母副，降下被动轮，将船体后端撑起，然后脱困电机将动力输出至脱困轮实现搁浅脱困，若只有船体前端或船体后端搁浅亦可仅使用前端摇臂装置或者后端升降装置进行脱困。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种便于脱困的小型无人船，包括主浮体、能源供应系统、动力推进系统、主控系统和通讯及定位系统，其特征在于，该小型无人船还包括脱困装置，所述脱困装置设有前端子模块和后端子模块，所述脱困装置的前端子模块包括左右对称设置的两个脱困轮，所述脱困轮由脱困电机驱动，所述脱困电机安装在沿船宽设置的脱困轮轴上，所述脱困电机的输出轴与所述脱困轮轴同轴设置，所述脱困轮轴和所述脱困电机将两个所述脱困轮连接在一起；所述脱困轮轴通过两根相互平行的支撑摇杆与蜗轮轴固接，所述蜗轮轴与所述脱困轮轴平行设置，所述蜗轮轴由脱困前端安装法兰支撑，所述脱困前端安装法兰居中平铺固定在所述主浮体的前端部；在所述蜗轮轴上固装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗杆由摇臂电机驱动，所述摇臂电机安装在所述脱困前端安装法兰上；当该小型无人船在水中行驶时，所述支撑摇杆后摆压接在所述主浮体的上表面上，当该小型无人船脱困时，所述支撑摇杆前摆并使所述脱困轮撑起所述主浮体的前端部；
所述脱困装置的后端子模块为升降装置，所述升降装置包括左右对称设置在所述主浮体后端的两个被动轮，两个所述被动轮分别可转动地连接在被动轮轴的两端，所述被动轮轴穿装在导向槽内，所述导向槽设置在导向管上，所述导向管固接在脱困后端安装法兰上，所述导向管和所述导向槽沿船高方向设置，所述被动轮轴与丝杆的下端垂直固接，所述丝杆插装在所述导向管内，所述丝杆的上端部露出在所述导向管之外，在所述丝杆的上端部上设有与其螺纹连接的丝母，所述丝母与大齿轮固接，所述大齿轮可转动地连接在所述丝杆上，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述小齿轮与升降电机的输出轴连接，所述升降电机安装在所述脱困后端安装法兰上，所述脱困后端安装法兰固接在所述主浮体上；当该小型无人船脱困时，所述被动轮降下将所述主浮体的后端撑起，当该小型无人船在水中行驶时，所述被动轮升起置于所述主浮体的后端；
所述主浮体采用上部大下部小的造型并采用钢结构作为骨架，在所述骨架上设置有EVA泡沫塑形结构。
2.根据权利要求1所述的便于脱困的小型无人船，其特征在于，所述动力推进系统采用两套磁力耦合传动螺旋桨推进器并固定在所述主浮体的后端左右两侧，两套所述磁力耦合传动螺旋桨推进器的桨叶旋向相反。
3.根据权利要求1所述的便于脱困的小型无人船，其特征在于，所述能源供应系统固定在所述主浮体的中前端，所述主控系统安装在所述主浮体的中后端，所述主控系统包括数据采样部件、电机驱动部件和控制部件，所述通讯及定位系统安装在所述主控系统的上端，所述通讯及定位系统包括无线通讯及卫星通讯两套通讯系统及GPS定位系统以及航向指引系统。
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