CN107867137B - 一种适用于两栖无人船的桅杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于两栖无人船的桅杆装置，包括：杆体、横杆、限位卡扣、船用挂钩和挡板；挡板安装在桅杆杆体顶端，横杆通过旋转环安装在桅杆的上部，横杆上挂载有雷达、摄像头和探照灯；桅杆装置底部，靠近船尾的一侧安装有限位卡扣；靠近船头的一侧安装有船用挂钩；杆体内设置有供气管、散气管、通风设备和上接口板，供气管和散气管与船体联通；供气管和散气管之间设置有隔热层，桅杆杆体中段的截面上安装有通风设备，杆体内底端安装有上接口板，对应上接口板安装有下接口板，上接口板和下接口板上设置有供电和通信接口；横杆、通风设备、上接口板和下接口板分别与船体内的主控制器连接。本装置为无人船船体内空气更新提供了保障。

Description

一种适用于两栖无人船的桅杆装置

【技术领域】

本发明涉及无人船附属设备技术领域，具体涉及一种适用于两栖无人船的桅杆装置。

【背景技术】

随着经济的发展和现代科学技术的进步，无人船技术有着越来越多的应用之处，尤其是能同时满足“陆地运载和水域摆渡”跨场景自动化作业需求的两栖无人船机器人系统，兼具陆地车辆和水上船舶功能，集合了汽车和船舶的双重优点，能够在陆地和水中以及水陆交界区域发挥其独特性能，可弥补无人船无法自行上岸，无人车水中航行难的缺点，具有十分广阔的市场应用前景。

但是，在现有的两栖无人船应用中，由于其船体自身重量大，吃水深，在作业过程中，尤其高强度作业时：无人船需要对其动力系统大量补充空气，并带走动力系统空间在作业时散发的热量，空气补充不足即导致动力不稳；下水(或上岸)过程中，两栖无人船船体单侧受力不均时，会出现大角度歪船的现象，船体单侧深度吃水，使船体侧面的通风排气口浸入水中，导致动力系统空气不足，船体动力不稳；高海况时海面和滩头出现大海浪，此时作业船体侧面需要进行密封处理，密封后船体动力系统供氧不足，导致动力不稳。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本领域技术人员亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是：

两栖无人船其船体自身重量大，吃水深，在进行高强度作业，如侧身下水或上岸、高海况、大海浪的情况下，船体单侧受力不均，出现大角度歪船的现象，动力系统无法大量补充空气，也无法带走动力系统作业时散发的热量，即导致无人船供氧不足，动力不稳的问题。

本发明是通过如下技术方案达到上述目的的：

一种适用于两栖无人船的桅杆装置，包括：杆体、横杆、限位卡扣、船用挂钩和挡板；所述的挡板安装在桅杆杆体顶端，横杆通过旋转环安装在桅杆的上部，横杆上挂载有雷达、摄像头和探照灯；所述的桅杆装置底部，靠近船尾的一侧安装有限位卡扣，限位卡扣与设置在船体表面卡扣耦合；靠近船头的一侧安装有船用挂钩，船用挂钩与船体表面的挂钩连接。桅杆杆体内设置有供气管、散气管、通风设备和上接口板，供气管和散气管与船体联通，所述的供气管和散气管之间设置有隔热层，所述的桅杆杆体中段的截面上安装有通风设备，通风设备包括驱动电机、连接杆、送气扇叶和抽气扇叶，所述的送气扇叶安装在供气管中段的截面上，所述的抽气扇叶安装在散气管中段的截面上，送气扇叶和抽气扇叶通过连接杆与驱动电机相连，所述的驱动电机与船体内主控制器连接。通风设备为供气管和散气管内空气的流通提供动力，所述的桅杆杆体内底端安装有上接口板，对应上接口板在无人船船体内安装有下接口板，上接口板和下接口板上设置有供电和通信接口，供电和通信接口为横杆上的部件提供电路和通信连接，所述的横杆、通风设备、上接口板和下接口板分别通过安装在隔热层内的导线，与船体内的主控制器连接。

进一步的，所述的隔热层内，在通风设备和上接口板之间可安装一冗余电池，冗余电池与通风设备通过导线连接。冗余电池可作为备用电源储备在桅杆杆体中，为船体供电中断时提供电力保障。

进一步的，所述的上接口板与下接口板内连接端口为三种不同针数端口排列组合而成，如9针端口、7针端口和5针端口的组合，为横杆上的各个部件提供供电和通信接口。

本发明的有益效果是：

一方面，在两栖无人船进行高强度作业，船体单侧受力不均，出现大角度歪船的现象时，本方案中所设置的供气管和散气管，在主控制器与通风设备的共同作用下，实现船体内抽气散热和充气供氧同时进行，为动力系统的空气更新提供了保障。

另一方面，桅杆系统的设置可为两栖无人船实现高杆位的通气，可以满足两栖无人船在水陆交接地域作业时，半潜水的供气需求，为无人船提供侵水保护。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种适用于两栖无人船的桅杆装置的示意图；

图2为一种适用于两栖无人船的桅杆装置的剖面结构示意图；

图3为一种适用于两栖无人船的桅杆装置的倒伏装置结构示意图；

图4为一种适用于两栖无人船的桅杆装置的顶起装置安装示意图；

图5为一种适用于两栖无人船的桅杆装置的顶起装置结构放大图；

图6为一种适用于两栖无人船的桅杆装置的换气系统结构示意图；

其中：1、杆体；2、横杆；3、限位卡扣；4、船用挂钩；5、挡板；6、雷达；7、摄像头；8、探照灯；9、船体；10、供气管；11、散气管；12、隔热层；13、通风设备；14、上接口板；15、下接口板；16、供电和通信接口；17、主控制器；18、驱动电机；19、连接杆；20、送气扇叶；21、抽气扇叶；22、冗余电池；23、倒伏装置；231、倒伏驱动器；232、倒伏伺服电机；233、伸缩杆；234、限位卡；24、顶起装置；25、吸盘；26、弯折杆；27、接口盘；28、发动机；29、管道开关；30、进气口连通管；31、出气口连通管。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1:

下面结合附图对本发明进行详细说明，如图1～2所示，本发明实施例1提供了一种适用于两栖无人船的桅杆装置，包括：杆体1、横杆2、限位卡扣3、船用挂钩4和挡板5；所述的挡板5安装在桅杆杆体1顶端，主控制器17通过控制挡板5的开合，从而控制供气管10和散气管11与外界联通，横杆2通过旋转环安装在桅杆的上部，横杆2上挂载有雷达6、摄像头7和探照灯8；所述的桅杆装置底部，靠近船尾的一侧安装有限位卡扣3，限位卡扣3与设置在船体9表面卡扣耦合；靠近船头的一侧安装有船用挂钩4，船用挂钩4与船体9表面的挂钩连接。桅杆杆体1内设置有供气管10、散气管11、通风设备13和上接口板14，供气管10和散气管11与船体9联通，所述的供气管10和散气管11之间设置有隔热层12，所述的桅杆杆体1中段的截面上安装有通风设备13，通风设备13为供气管10和散气管11内空气的流通提供动力，通风设备13包括驱动电机18、连接杆19、送气扇叶20和抽气扇叶21，所述的送气扇叶20安装在供气管10中段的截面上，所述的抽气扇叶21安装在散气管11中段的截面上，送气扇叶20和抽气扇叶21通过连接杆19与驱动电机18相连，所述的驱动电机18与船体9内主控制器17连接。

如图2所示，所述的桅杆杆体1内底端安装有上接口板14，对应上接口板14在无人船船体9内安装有下接口板15，上接口板14和下接口板15上设置有供电和通信接口16，所述的上接口板14与下接口板15内连接端口为一种多种不同针数端口排列组合而成，供电和通信接口16为横杆2上的部件提供电路和通信连接。所述的横杆2、通风设备13、上接口板14和下接口板15分别通过安装在隔热层12内的导线，与船体9内的主控制器17连接。

工作时，当两栖无人船需要进行高强度作业，如侧身下水或上岸、高海况、大海浪环境作业时，主控制器17通过对雷达6、摄像头7和探照灯8收集到的信息进行分析，向无人船下达通风指令，主控制器17控制桅杆杆体1顶部的挡板5和驱动电机18开启，则控制送气扇叶20和抽气扇叶21开始工作，使得无人船船体9的动力系统在工作的同时，保持着扇叶运转，从而达到及时更新空气，并带走动力系统所产生的热量和废气的目的。

进一步地，可在桅杆杆体1近横杆2段，供气管10的表面设置一进气开口，对应进气开口安装密封片，主控制器17通过开关密封片从而控制进气开口与外部空气联通。当两栖无人船顺风行驶时，主控制器17开启密封片，在风力的作用下，空气进入供气管10，辅助通风设备13对管内空气进行更新。

进一步地，所述的隔热层12内，在通风设备13和上接口板14之间安装有一冗余电池22，冗余电池22与通风设备13通过导线连接。冗余电池22可作为备用电源，当船体9内的供电系统发生故障时，冗余电池22可保证通风设备13的正常供电。

实施例2:

在以上实施例1的结构基础上，当两栖无人船由水中进入陆地行驶，需上岸作业时，由于陆地上的道路多数有限高要求，桅杆装置容易受到道路限高的影响而致使无人船无法行驶，甚至对无人船造成损坏。如图1和3所示，针对上述情况，可在两栖无人船上设置倒伏装置23，倒伏装置23安装在靠近船头段的船体9表面，倒伏装置23与船体9内主控制器17连接，所述的倒伏装置23包括倒伏驱动器231、倒伏伺服电机232、伸缩杆233和限位卡234，限位卡234安装在伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端与船体9表面铰接，限位卡234与桅杆杆体1中段表面的限位槽连接，优选的，此处可对应倒伏装置23，在船体9的船头处设置一支撑杆，如图3中标示。

当桅杆装置需要倒伏操作时，主控制器17向倒伏装置23发送开启指令，倒伏驱动器231控制倒伏伺服电机232工作，桅杆装置上的限位卡扣3松开，在倒伏伺服电机232和伸缩杆233的作用下，桅杆装置以船用挂钩4连接处为转接头向船头方向倾斜，直至桅杆装置的顶部落至支撑杆上。

进一步地，如图4所示，在桅杆装置倒伏状态下，无人船需要横杆2上的挂载部件持续工作时，即需要保持挂载部件雷达6、摄像头7和探照灯8与船体内部件的供电和通信连接。

此时，可在船体9内下接口板15处对应设置一吸盘25，吸盘25安装在顶起装置24上，顶起装置24设置在船体9内，顶起装置24和吸盘25分别与主控制器17连接，如图5所示，桅杆装置发生倒伏时，横杆2上的旋转环将横杆2挂载部件调节到合适位置，吸盘25作用于下接口板15的底面，并与下接口板15的紧密连接，顶起装置24随桅杆装置倒伏而升高，通过吸盘25的作用，使得下接口板15和上接口板14保持连接，从而保证挂载部件的工作顺利进行。

进一步的，如图4、5所示，由于吸盘25工作时的挤压力较大，在顶起装置24的推动下，吸盘25容易损坏下接口板15的供电和通信接口16，一旦下接口板15上的接口损坏，不仅维修复杂，两栖无人船也难以继续工作。针对此情况，可将顶起装置24设置为带有弯折杆26的接口盘27，接口盘27可与下接口板15的端口对应连接，并对供电和通信接口16提供保护。

如图5所示，可将接口盘27安装在弯折杆26与吸盘25之间，或将接口盘27包裹安装在吸盘25内，在桅杆装置倒伏状态下，弯折杆26随着桅杆装置倾斜发生弯折，在顶起装置24的作用下，上接口板14、下接口板15和接口盘27保持供电和通信连接，从而实现雷达6、摄像头7和探照灯8在桅杆装置倒伏状态下也可以持续工作。

进一步地，如图6所示，当两栖无人船进入陆地行驶时，为了针对陆地行驶情况进行更高效的船体内气体更新，可将进气口设置在船唇处，出气口设置在船尾处，不同方向的气口可避免两个气口太近而造成气体交叉影响，供气管10和散气管11分别通过进气口和出气口与船体9外部联通，进气口和出气口上分别设置有密封盖，密封盖可在两栖无人船进行水中作业时提供防水保护。所述的船体9内设置有换气系统，换气系统包括发动机28、管道开关29、进气口连通管30和出气口连通管31，发动机28和主控制器17连接，所述的供气管10、散气管11、进气口连通管30和出气口连通管31分别与发动机28连接，并且各个管道上分别设置有对应的管道开关29，管道开关29与主控制器17连接。换气系统开启时，即先将管道开关29与密封盖开启，后在发动机的作用下，外部空气由进气口连通管30进入船体9，进行热交换后，气体从出气口连通管31排出船体9，完成气体更新。

在两栖无人船的陆地行驶情况中，主控制器17可根据收集到的环境信息进行分析，控制各个管道上的管道开关开启或关闭，使得换气系统与桅杆装置相互配合达到最高更新效率。另外的，当桅杆装置为倒伏状态时，主控制器17将连通供气管10和散气管11的管道开关29关闭，两栖无人船使用换气系统进行气体更新，气体从进气口连通管30进入船体9，进行热交换后，气体从出气口连通管31排出船体9，从而达到辅助两栖无人船进行气体更新的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于两栖无人船的桅杆装置，包括：桅杆杆体(1)、横杆(2)、限位卡扣(3)、船用挂钩(4)和挡板(5)；所述的挡板(5)安装在桅杆杆体(1)顶端，横杆(2)通过旋转环安装在桅杆的上部，横杆(2)上挂载有雷达(6)、摄像头(7)和探照灯(8)；桅杆装置底部，靠近船尾的一侧安装有限位卡扣(3)，限位卡扣(3)与设置在船体(9)表面卡扣耦合；靠近船头的一侧安装有船用挂钩(4)，船用挂钩(4)与船体(9)表面的挂钩连接，其特征在于：桅杆杆体(1)内设置有供气管(10)、散气管(11)、通风设备(13)和上接口板(14)，供气管(10)和散气管(11)与船体(9)联通，所述的供气管(10)和散气管(11)之间设置有隔热层(12)，所述的桅杆杆体(1)中段的截面上安装有通风设备(13)，通风设备(13)为供气管(10)和散气管(11)内空气的流通提供动力，所述的桅杆杆体(1)内底端安装有上接口板(14)，对应上接口板(14)在无人船船体(9)内安装有下接口板(15)，上接口板(14)和下接口板(15)上设置有供电和通信接口(16)，供电和通信接口(16)为横杆(2)上的部件提供电路和通信连接，所述的横杆(2)、通风设备(13)、上接口板(14)和下接口板(15)分别通过安装在隔热层(12)内的导线，与船体(9)内的主控制器(17)连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的通风设备(13)包括驱动电机(18)、连接杆(19)、送气扇叶(20)和抽气扇叶(21)，所述的送气扇叶(20)安装在供气管(10)中段的截面上，所述的抽气扇叶(21)安装在散气管(11)中段的截面上，送气扇叶(20)和抽气扇叶(21)通过连接杆(19)与驱动电机(18)相连，所述的驱动电机(18)与船体(9)内主控制器(17)连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的隔热层(12)内，在通风设备(13)和上接口板(14)之间还安装有一冗余电池(22)，冗余电池(22)与通风设备(13)通过导线连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的上接口板(14)与下接口板(15)内连接端口为一种多种不同针数端口排列组合而成，为横杆(2)上的各个部件提供供电和通信接口(16)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：靠近船头段的船体(9)表面还设置有倒伏装置(23)，倒伏装置(23)与船体(9)内主控制器(17)连接，所述的倒伏装置(23)包括倒伏驱动器(231)、倒伏伺服电机(232)、伸缩杆(233)和限位卡(234)，限位卡(234)安装在伸缩杆(233)的一端，伸缩杆(233)的另一端与船体(9)表面铰接，限位卡(234)与桅杆杆体(1)中段表面的限位槽连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的下接口板(15)处对应设置有吸盘(25)，吸盘(25)安装在顶起装置(24)上，顶起装置(24)安装在船体(9)内，顶起装置(24)和吸盘(25)分别与主控制器(17)连接。

7.根据权利要求6所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的顶起装置(24)包括带有弯折杆(26)的接口盘(27)，接口盘(27)可与下接口板(15)的端口对应连接。

8.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的供气管(10)和散气管(11)分别通过进气口和出气口与船体(9)外部联通，进气口设置在船唇处，出气口设置在船尾处，进气口和出气口上分别设置有密封盖。

9.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的桅杆杆体(1)近横杆(2)段，供气管(10)的表面设置有一进气开口，对应进气开口安装有密封片，主控制器(17)通过开关密封片控制供气管(10)与外部空气联通。

10.根据权利要求1所述的一种适用于两栖无人船的桅杆装置，其特征在于：所述的船体(9)内设置有换气系统，换气系统包括发动机(28)、管道开关(29)、进气口连通管(30)和出气口连通管(31)，发动机(28)和主控制器(17)连接，所述的供气管(10)、散气管(11)、进气口连通管(30)和出气口连通管(31)分别与发动机(28)连接，并且各个管道上分别设置有管道开关(29)，管道开关(29)与主控制器(17)连接。