CN108544897A - 一种水陆两用船 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通设备领域，尤其涉及一种水陆两用船，其包括船体、多个行走单元，多套动力系统和控制器，各所述行走单元成对设置，并对称安装在所述船体的两侧，多个所述行走单元与多套所述动力系统一一对应连接；所述控制器与各所述动力系统连接，用于分别控制各所述动力系统，进而控制与各所述动力系统相对应的所述行走单元的工作。本发明所提供的水陆两用船由于使用了多套动力系统，并能分别输出控制多个行走单元，使得设备整体转弯等动作能快速响应，避免了易搁浅失去机动性、转弯不够灵活的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及交通设备领域，尤其涉及一种水陆两用船。
背景技术
现在水产品养殖过于依赖人工，在劳动力不足的情况下，要实现规模化、产业化生产必须实现自动化作业，现有的养殖工具动力系统依赖于螺旋桨等。例如,申请号为CN201019097003.0的专利，公开了“明轮快艇”。此种方式由于为单动力驱动，在无舵的情况下无法转弯，当应用于小型水域其水面较多水草等杂物，或者在水面较浅的情况下容易搁浅。又如申请号为CN 201210500045.6的专利，公开了“一种水陆两用浆轮船”，在面积较小的情况下，其存在转弯不够灵活的缺陷。另外，此种方式存在需要目视手工操作的局限性，自动化程度较低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种水陆两用船，旨在克服现有技术中易搁浅失去机动性、易被水草等杂物缠绕、转弯不够灵活的缺陷。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水陆两用船，其包括船体、多个行走单元，多套动力系统和控制器，各所述行走单元成对设置，并对称安装在所述船体的两侧，多个所述行走单元与多套所述动力系统一一对应连接；所述控制器与各所述动力系统连接，用于分别控制各所述动力系统，进而控制与各所述动力系统相对应的所述行走单元的工作。
其中，所述行走单元包括陆上行走单元和与所述陆上行走单元连接的水中行走单元，所述陆上行走单元包括与所述船体转动式连接的明轮，所述水中行走单元包括多个位于所述明轮上的叶片。
其中，所述明轮包括与所述船体转动式连接的轮体，所述叶片位于所述轮体远离所述船体的一侧上，且所述叶片的外边缘在垂直于所述轮体的轴线方向上的投影均位于所述轮体在垂直于所述轮体的轴线方向上的投影内。
其中，所述明轮包括与所述船体转动式连接的轮体，所述轮体包括靠近所述船体的第一圆柱部以及与所述第一圆柱部连接且同轴线设置的第二圆柱部，所述第二圆柱部的半径小于所述第一圆柱部的半径，多个所述叶片间隔安装在所述第二圆柱部的外圆周面上。
其中，还包括至少一对对称安装在所述船体两侧的辅助轮。
其中，所述行走单元包括陆上行走单元和与所述陆上行走单元连接的水中行走单元，所述陆上行走单元采用与所述船体连接的履带系统，所述水中行走单元包括多个沿所述履带系统的履带的长度方向间隔设置的叶片，所述叶片与所述履带转动式连接。
其中，所述叶片与所述履带所在平面的转动角度为α，其中α＜90°。
其中，述行走单元采用两组分别位于所述船体上方两侧的气动螺旋桨。
其中，还包括与所述控制器连接的导航系统。
其中，还包括与所述控制器连接的无线通信系统。
(三)有益效果
本发明所提供的水陆两用船由于使用了多套动力系统，并能分别输出控制多套动力系统，进而控制与多套动力系统一一对应连接的多个行走单元，使得设备整体转弯等动作能快速响应，避免了易搁浅失去机动性、转弯不够灵活的缺陷。此外，通过采用明轮或螺旋桨为船体提供驱动，有效防止了水草等杂物对动力系统的缠扰，在搁浅区或陆上又可以使用明轮或螺旋桨移动，其结构简单易加工生产。进一步地，采用与控制器连接的导航系统，进行路径的预设实现了自动化路径作业。最后使用了无线通信系统，实现紧急情况下的手工操作。
附图说明
图1为根据本发明的一种水陆两用船的一个优选实施例的结构示意图；
图2是图1中的一种水陆两用船的明轮的一个优选实施例的结构示意图；
图3是图1中的一种水陆两用船的明轮的另一个优选实施例的结构示意图；
图4为根据本发明的一种水陆两用船的另一个优选实施例的结构示意图；
图5为根据本发明的一种水陆两用船的再一个优选实施例的结构示意图；
图6是图5中的一种水陆两用船的履带系统的结构示意图；
图7是图6中的履带系统的驱动轮的结构示意图；
图8是根据本发明的一种水陆两用船的又一个优选实施例的结构示意图；
图9是图8中的一种水陆两用船的螺旋桨和动力系统的结构示意图。
图中，1：船体；2：明轮；21：轮体；22：固定孔；23：纹路；3：连接轴；4：动力系统；5：控制器；6：辅助轮；7：无线通信系统；8：叶片；9：履带驱动系统；91：驱动轮；91-1：内齿圈；91-2：驱动齿轮；92：从动轮；93：履带；10：气动螺旋桨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
图1和图2示出了根据本发明的一种水陆两用船的一个优选实施例。如图所示，该水陆两用船包括用于提供浮力荷载及支撑的船体1、多个行走单元，多套动力系统4和控制器5，各行走单元成对设置，并对称安装在船体1的两侧，多个行走单元与多套动力系统4一一对应连接；控制器5与各动力系统4连接，用于分别控制各动力系统4，进而控制与各动力系统4相对应的行走单元的工作。其中控制器5可基于STM32芯片，并集成多轴加速度计、陀螺仪、GPS芯片、多路PWM信号输出、遥控器输入，搭配多路电子调速器，在整体策略下，可由电子调速器控制各路电流的输出，实现动力的差异化输出。本发明所提供的水陆两用船由于使用了多套动力系统4，并通过控制器5分别输出控制多套动力系统，进而控制与多套动力系统一一对应连接的多个行走单元，使得设备整体转弯等动作能快速响应，避免了易搁浅失去机动性、转弯不够灵活的缺陷。
具体地，行走单元包括陆上行走单元和与陆上行走单元连接的水中行走单元，陆上行走单元包括与船体1转动式连接的明轮2，水中行走单元包括多个位于明轮2上的叶片8。由2套动力系统4一一对应驱动2个明轮2转动，在水面通过明轮2上的叶片8划动水面实现在水面的移动，在搁浅或者旱地运行时，通过明轮2进行移动。本发明所提供的水陆两用船通过控制器5自动控制两个明轮2的转速、正反调配来实现船体1在水面和陆地上的转向、前进、后退、原地掉头等功能。此外，通过大部分明轮2高于水面的结构，来完成对复杂水面的自动化作业。
具体地，在该实施例中，明轮2包括与船体1转动式连接的轮体21，叶片8位于轮体21远离船体1的一侧上，其中多个叶片8沿轮体的周向呈放射状分布，用于明轮2转动时提供反推力，叶片8的外边缘在垂直于轮体21的轴线方向上的投影均位于轮体21在垂直于轮体21的轴线方向上的投影内，以防止将水带入船体1。此外，优选轮体的外圆周面上设置有纹路23。
需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，明轮2也可以包括与船体1转动式连接的轮体21，轮体21包括靠近船体1的第一圆柱部以及与第一圆柱部连接且同轴线设置的第二圆柱部，第二圆柱部的半径小于第一圆柱部的半径，多个叶片8间隔安装在第二圆柱部的外圆周面上，且叶片8的外边缘在垂直于轮体21的轴线方向上的投影均位于第一圆柱部在垂直于轮体21的轴线方向上的投影内，以防止将水带入船体1内。当搁浅或者旱地运行时，通过明轮2的第一圆柱部进行移动，叶片8用于明轮2转动时提供反推力。
该水陆两用船适合在纯水域环境下使用，其船体1可以负载其它附件、也可负载饲料或其他药剂、传感器等。为了使该水陆两用船适合在复杂环境下使用，且在水域、较平整旱地、沼泽区域都有较好的机动性，如图4所示，该水陆两用船还包括两个对称安装在船体1两侧的辅助轮6。优选地，各辅助轮6分别连接有一套动力系统4。在这种情况下，通过适当调整明轮2的位置，在失去水浮力的情况下也能较好地在陆地上移动。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，辅助轮6的数量也可以是4个或6个等，即至少一对对称安装在船体1两侧。
在该实施例中，动力系统4包括马达，该马达的输出轴通过连接轴3与明轮2的固定孔22连接。该动力系统4可采用电动、油动和气动的形式。
进一步地，该水陆两用船还包括与控制器5连接的导航系统，用于获取当前的相对或绝对位置，并上传至控制器5，通过控制器5分别自动控制两个明轮2的转动，以实现按照规定路径行驶。本发明所提供的水陆两用船通过设置与控制器5连接的导航系统，以便在预设路径的情况下，由控制器5控制水陆两用船自动行驶，提高该水陆两用船的自动化作业水平。
此外，该水陆两用船还包括与控制器5连接的无线通信系统7，该无线通信系统7包括与控制器5连接的接收器，以及与该接收器通信的发射器，以便在非自动作业的情况下，可手工对该水陆两用船进行远程操作，实现遥控操作。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：
如图5至图7所示，行走单元包括陆上行走单元和与陆上行走单元连接的水中行走单元，陆上行走单元采用与船体1连接的履带驱动系统9，该履带驱动系统9包括分别与船体1连接的驱动轮91、从动轮92以及用于连接驱动轮91和从动轮92的履带93；水中行走单元包括多个沿履带驱动系统9的履带93的长度方向间隔设置的叶片8，叶片8与履带93转动式连接。由于叶片8与履带93转动式连接，因此位于水面上方的履带93上的叶片8会因为重力的作用贴合到履带93上，因而防止水带入船体1内，由于水的阻力，位于水面下方的履带93会与履带93所在的平面形成一个角度，从而提供反推力，实现船体1在水中的行驶。优选叶片8与履带93所在平面的最大转动角度范围为α，其中α＜90°。
具体地，在该实施例中，驱动轮91包括三个与动力系统4连接的驱动齿轮91-2，以及与这三个驱动齿轮91-2均啮合的内齿圈91-1，以通过驱动齿轮91-2来带动内齿圈91-1的转动，从而通过履带93来带动从动轮92的转动。需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，驱动齿轮91-2的数量也可以采用1个、2个或其它数值。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：
在该实施例中，如图8和图9所示，行走单元采用两组分别安装在船体1上方两侧的气动螺旋桨10，通过动力系统4来驱动气动螺旋桨10旋转，以带动该水陆两用船的行驶。
综上，本发明所提供的水陆两用船由于使用了多套动力系统4，并能分别输出控制，使得设备整体转弯等动作能快速响应，避免了易搁浅失去机动性、转弯不够灵活的缺陷。此外，通过采用明轮2或气动螺旋桨10为船体1提供驱动，有效防止了水草等杂物对动力系统4的缠扰，在搁浅区或陆上又可以使用明轮2或气动螺旋桨10移动，其结构简单易加工生产。进一步地，采用与控制器5连接的导航系统，进行路径的预设实现了自动化路径作业。最后使用了无线通讯模块，实现紧急情况下的手工操作。
以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水陆两用船，其特征在于，包括船体、多个行走单元，多套动力系统和控制器，各所述行走单元成对设置，并对称安装在所述船体的两侧，多个所述行走单元与多套所述动力系统一一对应连接；所述控制器与各所述动力系统连接，用于分别控制各所述动力系统，进而控制与各所述动力系统相对应的所述行走单元的工作。
2.根据权利要求1所述的水陆两用船，其特征在于，所述行走单元包括陆上行走单元和与所述陆上行走单元连接的水中行走单元，所述陆上行走单元包括与所述船体转动式连接的明轮，所述水中行走单元包括多个位于所述明轮上的叶片。
3.根据权利要求2所述的水陆两用船，其特征在于，所述明轮包括与所述船体转动式连接的轮体，所述叶片位于所述轮体远离所述船体的一侧上，且所述叶片的外边缘在垂直于所述轮体的轴线方向上的投影均位于所述轮体在垂直于所述轮体的轴线方向上的投影内。
4.根据权利要求2所述的水陆两用船，其特征在于，所述明轮包括与所述船体转动式连接的轮体，所述轮体包括靠近所述船体的第一圆柱部以及与所述第一圆柱部连接且同轴线设置的第二圆柱部，所述第二圆柱部的半径小于所述第一圆柱部的半径，多个所述叶片间隔安装在所述第二圆柱部的外圆周面上。
5.根据权利要求3或4所述的水陆两用船，其特征在于，还包括至少一对对称安装在所述船体两侧的辅助轮。
6.根据权利要求1所述的水陆两用船，其特征在于，所述行走单元包括陆上行走单元和与所述陆上行走单元连接的水中行走单元，所述陆上行走单元采用与所述船体连接的履带系统，所述水中行走单元包括多个沿所述履带系统的履带的长度方向间隔设置的叶片，所述叶片与所述履带转动式连接。
7.根据权利要求6所述的水陆两用船，其特征在于，所述叶片与所述履带所在平面的转动角度为α，其中α＜90°。
8.根据权利要求1所述的水陆两用船，其特征在于，所述行走单元采用两组分别位于所述船体上方两侧的气动螺旋桨。
9.根据权利要求1所述的水陆两用船，其特征在于，还包括与所述控制器连接的导航系统。
10.根据权利要求1所述的水陆两用船，其特征在于，还包括与所述控制器连接的无线通信系统。
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