CN108016576A - 自翻正无人船 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自翻正无人船，属于无人船技术领域，该自翻正无人船包括：空腔，所述空腔位于所述无人船船体的第一侧；密闭腔，所述密闭腔位于所述无人船船体的第二侧，所述密闭腔与所述空腔平行设置与所述船体的头部区域；第一推进器，所述第一推进器设置于所述无人船正反水线的尾部相交区，所述第一推进器在所述无人船处于翻转状态时进行反向旋转。通过本申请的方案，提高了无人船自翻正的效率。

Description

自翻正无人船

技术领域

本发明涉及无人船技术领域，尤其涉及一种自翻正无人船。

背景技术

近年来机器人技术发展迅速，大量适用不同环境的无人设备如无人机，无人车，无人船等，但受到技术等因素的限制这些设备还没有广泛进入民用领域。以无人船为例，现有无人船多为军用，如完成侦查任务，远程攻击任务等。也有一些用于科研领域，比如海洋数据监测，实验样本采集等。在工业上用于一些水中设备的远程维护，工业开采等方面。民用方面的应用还很有限，目前除了作为娱乐用途的无人船之外，用于实际作业的无人船在民用市场的需求越来越大，因此对于无人船提出了越来越高的要求。

无人船在实际工作的过程中，由于工作环境(例如，风浪较大)或者无人船自身转弯速度过快等原因，常常会发生翻船(无人船处于翻转状态)的情况。如果通过人工的方式进行无人船的翻正(将无人船由翻转状态调整为正常状态)操作，则会费时费力。推进器在翻船的情况下长时间工作，一方面会导致无人船能源的浪费，另外一方面也存在推进器由于长时间空转而导致的推进器电机损坏。

因此，亟需一种全新的结构简单、易维护且可靠性高的自翻正无人船解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种自翻正无人船及潜水器，至少部分的解决现有技术中存在的问题。

本发明实施例提供了一种自翻正无人船，包括：

空腔，所述空腔位于所述无人船船体的第一侧；

密闭腔，所述密闭腔位于所述无人船船体的第二侧，所述密闭腔与所述空腔平行设置与所述船体的头部区域；

第一推进器，所述第一推进器设置于所述无人船正反水线的尾部相交区，所述第一推进器在所述无人船处于翻转状态时进行反向旋转。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述第一推进器位于所述船体的第一侧。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述自翻正无人船还包括：

第二推进器，所述第二推进器位于所述船体的第二侧。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述自翻正无人船还包括：

配浮，所述配浮设置于所述船体的第二侧。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述第一推进器包括第一螺旋桨及与所述第一螺旋桨配合的第一涵道。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述第一推进器还包括螺旋桨罩，所述第一涵道的末端与所述螺旋桨罩连接。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述第一涵道与所述第一螺旋桨的旋转平面成预设角度。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述预设角度的范围为30～60度。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述自翻正无人船还包括：

传感装置，所述传感装置检测所述无人船是否处于翻转状态。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述自翻正无人船还包括：

控制装置，所述控制装置在所述无人船处于翻转状态时，控制所述第一螺旋桨进行反转。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述传感装置还用于检测所述第二推进器是否处于出水状态。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，当所述第二推进器处于出水状态时，所述控制装置控制所述第二推进器停止转动。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述无人船处于翻转状态时，所述第二推进器停止转动。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述控制装置将所述传感装置检测到的所述无人船的翻转信息发送给无人船控制器。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述控制装置接收所述无人船控制器发送的推进器控制指令，并基于所述控制指令控制所述第一推进器及所述第二推进器的运转。

本发明实施例提供的自翻正无人船，通过在无人船的两侧分别设置空腔及密闭腔，使得无人船在翻船的时候可以利用进入空腔中的水使无人船处于第一侧下沉、第二侧上浮的倾斜状态，通过设置于所述无人船正反水线的尾部相交区的第一推进器执行反向旋转操作，能够使无人船快速的执行自翻正操作。

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，下面描述中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它的附图。

图1为本发明实施例提供的自翻正无人船在俯视方向的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一推进器在无人船中的安装位置示意图；

图3为本发明实施例提供无人船船体结构示意图；

图4为本发明实施例提供第一推进器结构示意图；

图5为本发明实施例提供无人船与控制器之间的通信示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

无人船在实际工作的过程中，由于工作环境(例如，风浪较大)或者无人船自身转弯速度过快等原因，常常会发生翻船(无人船处于翻转状态)的情况。如果通过人工的方式进行无人船的翻正(将无人船由翻转状态调整为正常状态)操作，则会费时费力。推进器在翻船的情况下长时间工作，一方面会导致无人船能源的浪费，另外一方面也存在推进器由于长时间空转而导致的推进器电机损坏。为此，需要一种全新的无人船自翻正方案。

参见图1，本发明实施例提供了一种自翻正无人船，包括：空腔1、密闭腔2以及第一推进器3。

空腔1为开放式空间，在无人船正常行驶时，空腔内填充的是空气，当无人船处于翻转状态时，空腔会处于水面以下，此时水会逐渐流入空腔1中，由于空腔1位于所述无人船船体的一侧，此时空腔1的一侧由于水进入空腔1，无人船设有空腔1的一侧会下沉，与空腔1相对的另一侧会上浮。

密闭腔2为密闭式组件，可选的，密闭腔内可以充满密闭空气，或者也可以在密闭腔内安装少量的元器件(如无人船控制电路板等)，所述密闭腔2位于所述无人船船体的第二侧，所述密闭腔2与所述空腔1平行设置与所述船体的头部区域。当无人船处于翻转状态时，密闭腔会处于水面以下，由于密闭腔2的整体密度低于水的密度，此时，密闭腔2为无人船提供第二侧的上浮力，该上浮力进一步的使无人船的第一侧处于下沉状态，使无人船的第二侧处于上浮状态。

通过设置空腔1及密闭腔2，能使无人船的第一侧处于下沉状态，使无人船的第二侧处于上浮状态，并不能让无人船进行快速的自翻转。此时，可以借助无人船上的第一推进器3。参见图1-2，无人船在第一侧和第二侧分别设置有第一推进器3及第二推进器4，为了提高第一推进器3及第二推进器4的效率，无人船设计为头部较轻、尾部较重的样式，这样一来，无人船在正常状态下的正水线A(无人船在正常状态下船体与水面的接触线)以及无人船在翻转状态下的反水线(无人船在翻转状态下船体与水面的接触线)在尾部形成一个相交区域，将第一推进器3设置在该相交区域，能够保证第一推进器3不论在正常状态或者翻转状态都能处于水面以下，为无人船提供动力。除此之外，也可以将第二推进器4放置在该相交区域。

为了加速处于翻转状态的无人船进行自翻转操作，所述第一推进器3在所述无人船处于翻转状态时进行反向旋转。具体的，可以通过控制推进器3中的螺旋桨301在水中进行反向旋转，为无人船的自翻正提供翻转作用力。

除了第一推进器3之外，所述自翻正无人船还包括第二推进器4，所述第二推进器4位于所述船体的第二侧。第二推进器4在无人船处于正常状态时，为无人船提供前进动力，当无人船处于翻转状态时，由于无人船在第一侧下沉，在第二侧上浮，此时位于第二侧的第二推进器4可能会处于出水状态(第二推进器4与水面不接触)。

除了采用空腔1及密闭腔2的设计之外，为了加速无人船在翻转状态下的自翻转操作，根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述自翻正无人船还包括配浮5，所述配浮5设置于所述船体的第二侧。配浮5可以采用比水密度小的浮力材料(例如，聚乙烯泡沫塑料)制作而成，配浮5设置在正水线A以上，这样当无人船处于翻转状态时，配浮5处于水面以下，配浮5和密闭腔2一起在第二侧为无人船提供上浮翻转动力。

图3提供了无人船船体的一个结构示意图，参见图3，可以采用一体成型(例如，注塑成型)的方式在无人船船体的头部形成空腔1以及密闭腔2。除此之外，还可以设置第一推进器底壳302以及第二推进器底壳402，第一推进器底壳302以及第二推进器底壳402分别与无人船的船体固定在一起。第一推进器底壳302以及第二推进器底壳402内可以安装推进器电机等推进器部件。

由于推进器的动力装置(例如，电机)通常安装在推进器螺旋桨的前面，这样一来，当螺旋桨执行反转操作时，位于螺旋桨前面的电机等部件会挡住螺旋桨反转时产生的水流，影响推进器的反转效率。参见图4，根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述第一推进器3包括第一螺旋桨301及与所述第一螺旋桨301配合的第一涵道303。第一涵道303为具有一定弯度的曲面，为了提高第一涵道303的效率，所述第一涵道303的末端与第一推进器3的螺旋桨罩305连接，第一涵道303的起始端与第一推进器3的头部外表面相连接，这样一来当第一螺旋桨301进行反向运转时，其产生的反向水流会沿着第一涵道303顺滑排出，提高了相同转速条件下第一螺旋桨301的反向作用力。

第一涵道301可以采用不同的倾斜角度，根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述第一涵道303与所述第一螺旋桨301的旋转平面成预设角度，所述预设角度的范围为30～60度。作为一个例子，该预设角度为45度。

与在第一推进器3上设置第一涵道303类似，也可以在第二推进器4上设置类似的第二涵道。

传统的无人船自翻正操作通常是通过人工观察的方式进行，这种方式通常依赖于用户，通常会产生较大的延迟，效率不高。参见图5，根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述自翻正无人船还包括传感装置6，所述传感装置6检测所述无人船是否处于翻转状态。传感装置6可以是一个陀螺仪或类似的能够对无人船的姿态位置进行定位的设备。一旦传感装置6检测到无人船处于翻转状态，其可以将无人船的翻转信息告知给无人船内部的控制装置7。

控制装置7在获知无人船处于翻转状态后，一方面可以通过无线或有线的方式该信息发送给无人船控制器8，通过无人船控制器8提醒无人船用户，并提示用户进行自翻转操作。另外一方面，根据预先的设置情况(例如，用户在无人船的设置中允许无人船进行自翻转操作)，控制装置7也可以自行决定让处于翻转状态的无人船进行自翻转操作。

一旦控制装置7确定要执行自翻转操作，所述控制装置7在所述无人船处于翻转状态时，控制所述第一螺旋桨301进行反转。

传感装置6除了能够根据无人船的姿态判断无人船是否处于翻转状态之外，可选的，所述传感装置6还可以用于检测所述第二推进器4是否处于出水状态。当所述第二推进器4处于出水状态时，所述控制装置7可以控制所述第二推进器4停止转动。

作为另外一种情况，不论第二推进器4是否处于出水状态，一旦所述无人船处于翻转状态时，所述控制装置7便控制所述第二推进器4停止转动。

作为另外一种情况，当第二推进器4处于入水状态，且无人船处于翻转状态时，所述控制装置7便控制所述第二推进器4进行正向翻转。通过第一推进器3进行反向旋转，第二推进器4正向旋转，可以提高无人船自翻正的速度。

根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述控制装置7将所述传感装置6检测到的所述无人船的翻转信息发送给无人船控制器。这样一来，用户在无人船控制器(例如，手机)上便可以查看无人船自翻正的过程。

除了无人船自行执行自翻正操作之外，根据本发明实施例的一种具体实施情况，所述控制装置7接收所述无人船控制器发送的推进器控制指令，并基于所述控制指令控制所述第一推进器3及所述第二推进器4的运转。

本发明实施例提供的自翻正无人船，通过在无人船的两侧分别设置空腔1及密闭腔2，使得无人船在翻船的时候可以利用进入空腔1中的水使无人船处于第一侧下沉、第二侧上浮的倾斜状态，通过设置于所述无人船正反水线的尾部相交区的第一推进器3执行反向旋转操作，能够使无人船快速的执行自翻正操作。

上面所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自翻正无人船，其特征在于，包括：

空腔，所述空腔位于所述无人船船体的第一侧；

密闭腔，所述密闭腔位于所述无人船船体的第二侧，所述密闭腔与所述空腔平行设置与所述船体的头部区域；

第一推进器，所述第一推进器设置于所述无人船正反水线的尾部相交区，所述第一推进器在所述无人船处于翻转状态时进行反向旋转。

2.根据权利要求1所述的自翻正无人船，其特征在于：

所述第一推进器位于所述船体的第一侧。

3.根据权利要求2所述的自翻正无人船，其特征在于，所述自翻正无人船还包括：

第二推进器，所述第二推进器位于所述船体的第二侧。

4.根据权利要求1所述的自翻正无人船，其特征在于，所述自翻正无人船还包括：

配浮，所述配浮设置于所述船体的第二侧。

5.根据权利要求3所述的自翻正无人船，其特征在于：

所述第一推进器包括第一螺旋桨及与所述第一螺旋桨配合的第一涵道。

6.根据权利要求5所述的自翻正无人船，其特征在于：

所述第一推进器还包括螺旋桨罩，所述第一涵道的末端与所述螺旋桨罩连接。

7.根据权利要求5所述的自翻正无人船，其特征在于：

所述第一涵道与所述第一螺旋桨的旋转平面成预设角度。

8.根据权利要求7所述的自翻正无人船，其特征在于：

所述预设角度的范围为30～60度。

9.根据权利要求5所述的自翻正无人船，其特征在于，所述自翻正无人船还包括：

传感装置，所述传感装置检测所述无人船是否处于翻转状态。

10.根据权利要求9所述的自翻正无人船，其特征在于，所述自翻正无人船还包括：

控制装置，所述控制装置在所述无人船处于翻转状态时，控制所述第一螺旋桨进行反转。