CN109229286A - 一种无人水面巡逻器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人水面巡逻器及控制系统，该无人水面巡逻器包括巡逻器本体和推进机构；所述推进机构安装在所述巡逻器本体的上侧；所述推进机构在所述巡逻器行进时位于水面上方；所述推进机构包括动力筒、支架、动力风扇和动力电池；所述动力筒安装在所述巡逻器本体的上侧，所述动力筒为两端开口的圆筒；所述支架安装在所述动力筒内，所述动力风扇安装在所述支架上；所述动力电池安装在所述巡逻器本体内，且所述动力电池与所述动力风扇电连接。本发明能够防止无人水面巡逻器被水草缠绕。

Description

一种无人水面巡逻器及控制系统

技术领域

本发明涉及水面行进器，尤其涉及一种无人水面巡逻器及控制系统。

背景技术

由于在恶劣的天气情况下如果贸然让人亲自去水中观察物体，会存在非常多的不可控因素和危险，因此就需要设计一种无人水面巡逻器。

现有的船只动力主要来自于船桨或螺旋桨，使用船桨的船只容易在浅水区搁浅，一旦搁浅，无论任何方法都无法前行；而使用螺旋桨的船只，很容易被水草缠绕，进而导致无法继续提供动力。无论是通过船桨或者螺旋桨为动力的船只驱动方式都不能直接应用于无人水面巡逻器上，这是由于无人水面巡逻器极易进入水草区或浅水区，一旦发生失去动力的状况，则会导致无人水面巡逻器的丢失或损坏。

如何防止无人水面巡逻器在运行过程动力失效，是本领域技术人员亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人水面巡逻器及控制系统，以解决现有技术中的问题，能够防止无人水面巡逻器搁浅或者被水草缠绕。

本发明提供了一种无人水面巡逻器，其中，包括：巡逻器本体和推进机构；

所述推进机构安装在所述巡逻器本体的上侧；所述推进机构在所述巡逻器行进时位于水面上方；

所述推进机构包括动力筒、支架、动力风扇和动力电池；

所述动力筒安装在所述巡逻器本体的上侧，所述动力筒为两端开口的圆筒；所述支架安装在所述动力筒内，所述动力风扇安装在所述支架上；所述动力电池安装在所述巡逻器本体内，且所述动力电池与所述动力风扇电连接。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述推进机构还包括舵板和转轴；

所述转轴竖直安装在所述巡逻器本体上，且所述转轴的下端与所述巡逻器本体的顶部转动连接，所述舵板的一侧边沿与所述转轴连接；所述舵板位于所述动力筒的后端；

所述转轴的中心线与所述动力筒的中心线的延长线相交。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述推进机构还包括转向电机，所述转向电机的输出轴与所述动力电池电连接。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述动力筒沿从前到后的方向直径逐渐变小。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述巡逻器本体包括第一壳体和第二壳体；

所述第一壳体由于底板和侧板围成，所述底板与所述侧板之间密封连接；所述第二壳体与所述侧板的上边沿密封连接；

所述底板、所述侧板和所述第二壳体共同围成腔体，所述动力电池设置在所述腔体内。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述推进机构安装在所述第二壳体的上方。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述第二壳体上设有开口，所述开口处设有舱门，所述舱门与开口密封安装。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述动力筒沿从前到后的方向向下斜。

如上所述的无人水面巡逻器，其中，可选地，所述底板与所述侧板位于前部的部分圆弧过渡。

本发明通过将推进机构设置在巡逻器本体上，使用时，推进机构位于水面上，利用喷出的气体来驱动所述巡逻器本体的行进，能够有利于防止巡逻器搁浅或者被水草缠绕，能够有利于防止巡逻器在使用的过程中动力失效。

附图说明

图1为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器轴测图；

图2为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器在另一视角下的轴测图；

图3为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器的剖视图；

图4为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器控制系统的结构示意图；

附图标记说明：

1-巡逻器本体，2-推进机构；

11-第一壳体，12-第二壳体；

111-底板，112-侧板，13-腔体，14-舱门；

21-动力筒，22-支架，23-动力风扇，24-动力电池，25-舵板，26-转轴，27-转向电机；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器轴测图；图2为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器在另一视角下的轴测图；图3为本发明具体实施方提出的无人水面巡逻器的剖视图；图4为本发明具体实施方式提出的无人水面巡逻器控制系统的结构示意图。

请参照图1至图3，本发明实施例提供了一种无人水面巡逻器，其中，包括：巡逻器本体1和推进机构2，具体地，巡逻器本体1用于承载无人水面巡逻器的所有设备，例如网络连接设备、信号采集设备、供电设备等，对于申请来讲，这些设备均与本申请要解决的问题无关，且属于常规技术，本领域技术人员能够获知并实现，在此不作赘述。此外，所述巡逻器本体还用于提供浮力，以使该无人水面巡逻器能够漂浮在水面上。推进机构2侧作为整个巡逻器本体1的动力机构，且用于为无人水面巡逻器提供前进及转向的动力。

可选地，所述推进机构2安装在所述巡逻器本体1的上侧；所述推进机构2在所述无人水面巡逻器行进时位于水面上方；如此，能够使得所述推进机构2位于巡逻器本体的顶部，由于位于水面以上，就能够防止推进机构2与水中的杂草等物体发生缭绕，有利于保证无人水面巡逻器的使用安全性。

进一步地，所述推进机构2包括动力筒21、支架22、动力风扇23和动力电池24。具体实施是地，所述动力筒21用于提供一个空气通道，以使空气从所述动力筒21内流出，从而产生反作用力推动所述无人水面巡逻器行走，支架22用于支撑所述动力筒21，为了使所述动力筒21更好地提供动力，所述动力筒21的中心线方向位于所述巡逻器本体1的纵向竖直中心面上。

具体实施时，所述动力筒21安装在所述巡逻器本体1的上侧，所述动力筒21为两端开口的圆筒；所述支架22安装在所述动力筒21内，所述动力风扇23安装在所述支架22上；所述动力电池24安装在所述巡逻器本体1内，且所述动力电池24与所述动力风扇23电连接。具体地，所述动力电池24用于为所述动力风扇23提供能量。

具体使用时，通过控制动力风扇23的开关，从而能够实现利用动力风扇23配合动力筒21来实现为无人水面巡逻器的驱动。由于推进机构2设置在巡逻器本体1上侧，使用时，推进机构2位于水面上，从而能够无人水面巡逻器的动力机构被杂草缠绕，有利于保证无人水面巡逻器的使用安全性。

具体地，所述推进机构2还包括舵板25和转轴26。具体地，所述舵板25用于实现对所述无人水面巡逻器的行驶方向的控制。通过转动舵板25通过调节从所述动力筒21吹出的空气的方向，从而改变所述无人水面巡逻器的行进方向。

所述转轴26竖直安装在所述巡逻器本体1上，且所述转轴26的下端与所述巡逻器本体1的顶部转动连接，所述舵板25的一侧边沿与所述转轴26连接；所述舵板25位于所述动力筒21的后端。如此，通过转动所述转轴26就能够改变所述舵板25的角度，从而实现对于所述无人水面巡逻器的行驶方向。

更进一步地，所述转轴26的中心线与所述动力筒21的中心线的延长线相交。即所述转轴26的中心线位于所述巡逻器本体1的纵向中心面上。

可选地，所述推进机构2还包括转向电机27，所述转向电机27的输出轴与所述动力电池24电连接。具体地，本领域技术人员能够理解且实现的是，本了保证能无人水面巡逻器的远程控制，无论是动力风扇23还是转向电机27，都需要通过远程控制。但对于本领域技术人员来说，通过远程控制来实现对于动力风扇23和转向电机27的控制，均属于现有技术，本领域技术人员能够实现，且如何控制不是本申请所解决的问题，并不影响本申请解决现有技术中的问题，在此不再赘述。

可选地，所述动力筒21沿从前到后的方向直径逐渐变小。如此，能够保证所述动力筒21的出口处的风速较大，能够提高较大的驱动力。

可选地，所述巡逻器本体1包括第一壳体11和第二壳体12。具体实施时，所述巡逻器本体1由轻质材料制成。能够使得巡逻器本体1的吃水面较小，有利于防止与杂草发生缠绕。

具体地，所述第一壳体11由于底板111和侧板112围成，所述底板111与所述侧板112之间密封连接；所述第二壳体12与所述侧板112的上边沿密封连接；更进一步地，所述底板111、所述侧板112和所述第二壳体12共同围成腔体13，所述动力电池24设置在所述腔体13内。如此，通过所述底板111、侧板112和第二壳体12，能够形成一个腔体13，进而使所述巡逻器本体1的整体密度较小，有利于减小所述无人水面巡逻器的吃水深度，使用时，所述动力电池24位于所述腔体13的中后部，从而使得所述无人水面巡逻器在水面上时，前部的微微上翘，如此，有利于减小所述无人水面巡逻器的阻力，能够防止所述无人水面巡逻器与水草缠绕。

进一步地，所述推进机构2安装在所述第二壳体12的上方。如此，能够保证所述推进机构2在所述无人水面巡逻器工作时始终处于水面上方。

更进一步地，所述第二壳体12上设有开口，所述开口处设有舱门14，所述舱门14与开口密封安装。如此，便于安装。具体地，所述腔体13为密封腔，能够防止无人水面巡逻器在使用的过程中发生进水等问题，从而影响水面巡逻器的吃水深度。

更进一步地，所述动力筒21沿从前到后的方向向下斜。当然，所述动力筒21的中轴线也可以与所述第二壳体12平行。如此，在所述无人水面巡逻器工作时，推进机构2能够提供向上和向前的分力，一侧是能够减小无人水面巡逻器在工作时的吃水深度，二侧是能够提供前进的动力。

更进一步地，所述底板111与所述侧板112位于前部的部分圆弧过渡。如此，能够使所述底板111与水面接触的部位为弧面，有利于减小所述无人水面巡逻器在行进时的阻力。

请参照图4，本公开还提出了一种无人水面巡逻器控制系统，其中，包括控制器、输入模块、存储模块、显示器、联网模块、无线收发模块、摄像头、控制单元、定位模块、方向识别模块、转向电机、动力电池和驱动电机。

所述无线收发模块、所述摄像头、所述控制单元、所述定位模块、所述方向识别模块、所述转向电机、所述动力电池和所述驱动电机均安装在无人水面巡逻器上。

所述无线收发模块、所述摄像头、所述控制单元、所述定位模块、所述方向识别模块、所述转向电机、所述动力电池和所述驱动电机均与所述控制单元相连。

所述联网模块、所述存储模块、所述显示器、所述输入模块均与所述控制器相连。

所述动力电池用于向所述控制单元供电，所述动力电池还用于通过所述控制单元向所述无线收发模块、所述摄像头、所述控制单元、所述定位模块、所述方向识别模块、所述转向电机、所述动力电池和所述驱动电机供电。

所述摄像头被安装于无人水面巡逻器的顶部，所述摄像头用于拍摄视频图像；所述控制单元还用于获取所述视频图像，并通过所述无线收发模块将所述视频图像发送到所述联网模块；所述联网模块用于获取所述视频图像并将所述通过所述控制器存储到所述存储模块。

所述定位模块用于获取所述无人水面巡逻器的实时位置，所述控制单元还用将所述无人水面巡逻器的实时位置通过所述无线收发模块发送到所述控制器。

所述方向识别模块用于获取所述无人水面巡逻器的实时方向，所述控制单元还用于将所述无人水面巡逻器的实时方向通过所述无线收发模块发送至所述控制器。

所述输入模块用于输入所述无人水面巡逻器的目标位置。

所述控制器用于根据所述无人水面巡逻器的实时位置、实时方向和目标位置，通过所述联网模块向所述控制单元发送控制命令。

所述控制单元还用于根据所述控制命令控制所述转向电机和所述驱动电机的工作状态。具体地，所述控制器根据所述实时位置和所述目标位置计算出所述目标位置相对于所述实时位置的偏离方向，并向所述控制单元发送方向控制命令使所述驱动电机和所述转向电机工作，直到将所述实时方向与所述偏离方向一致或基本一致。然后再控制所述驱动电机使所述无人水面巡逻器恢复到直行状态。

具体地，所述显示器用于示意所述存储模块内的视频图像。

具体地，还包括备份模块，所述备份模块与所述控制单元相连；所述备份模块用于获取并存储所述摄像头拍摄的视频图像。

具体地，所述定位模块为GPS定位模块。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人水面巡逻器，其特征在于，包括：巡逻器本体（1）和推进机构（2）；

所述推进机构（2）安装在所述巡逻器本体（1）的上侧；所述推进机构（2）在所述无人水面巡逻器行进时位于水面上方；

所述推进机构（2）包括动力筒（21）、支架（22）、动力风扇（23）和动力电池（24）；

所述动力筒（21）安装在所述巡逻器本体（1）的上侧，所述动力筒（21）为两端开口的圆筒；所述支架（22）安装在所述动力筒（21）内，所述动力风扇（23）安装在所述支架（22）上；所述动力电池（24）安装在所述巡逻器本体（1）内，且所述动力电池（24）与所述动力风扇（23）电连接。

2.根据权利要求1所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述推进机构（2）还包括舵板（25）和转轴（26）；

所述转轴（26）竖直安装在所述巡逻器本体（1）上，且所述转轴（26）的下端与所述巡逻器本体（1）的顶部转动连接，所述舵板（25）的一侧边沿与所述转轴（26）连接；所述舵板（25）位于所述动力筒（21）的后端；

所述转轴（26）的中心线与所述动力筒（21）的中心线的延长线相交。

3.根据权利要求2所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述推进机构（2）还包括转向电机（27），所述转向电机（27）的输出轴与所述动力电池（24）电连接。

4.根据权利要求1所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述动力筒（21）沿从前到后的方向直径逐渐变小。

5.根据权利要求1所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述巡逻器本体（1）包括第一壳体（11）和第二壳体（12）；

所述第一壳体（11）由于底板（111）和侧板（112）围成，所述底板（111）与所述侧板（112）之间密封连接；所述第二壳体（12）与所述侧板（112）的上边沿密封连接；

所述底板（111）、所述侧板（112）和所述第二壳体（12）共同围成腔体（13），所述动力电池（24）设置在所述腔体（13）内。

6.根据权利要求5所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述推进机构（2）安装在所述第二壳体（12）的上方。

7.根据权利要求6所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述第二壳体（12）上设有开口，所述开口处设有舱门（14），所述舱门（14）与开口密封安装。

8.根据权利要求1-7任一项所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述动力筒（21）沿从前到后的方向向下斜。

9.根据权利要求5-7任一项所述的无人水面巡逻器，其特征在于，所述底板（111）与所述侧板（112）位于前部的部分圆弧过渡。

10.一种无人水面巡逻器控制系统，其特征在于，包括控制器、输入模块、存储模块、显示器、联网模块、无线收发模块、摄像头、控制单元、定位模块、方向识别模块、转向电机、动力电池和驱动电机；

所述无线收发模块、所述摄像头、所述控制单元、所述定位模块、所述方向识别模块、所述转向电机、所述动力电池和所述驱动电机均安装在无人水面巡逻器上；

所述无线收发模块、所述摄像头、所述控制单元、所述定位模块、所述方向识别模块、所述转向电机、所述动力电池和所述驱动电机均与所述控制单元相连；

所述联网模块、所述存储模块、所述显示器、所述输入模块均与所述控制器相连；

所述动力电池用于向所述控制单元供电，所述动力电池还用于通过所述控制单元向所述无线收发模块、所述摄像头、所述控制单元、所述定位模块、所述方向识别模块、所述转向电机、所述动力电池和所述驱动电机供电；

所述摄像头被安装于无人水面巡逻器的顶部，所述摄像头用于拍摄视频图像；所述控制单元还用于获取所述视频图像，并通过所述无线收发模块将所述视频图像发送到所述联网模块；所述联网模块用于获取所述视频图像并将所述通过所述控制器存储到所述存储模块；

所述定位模块用于获取所述无人水面巡逻器的实时位置，所述控制单元还用将所述无人水面巡逻器的实时位置通过所述无线收发模块发送到所述控制器；

所述方向识别模块用于获取所述无人水面巡逻器的实时方向，所述控制单元还用于将所述无人水面巡逻器的实时方向通过所述无线收发模块发送至所述控制器；

所述输入模块用于输入所述无人水面巡逻器的目标位置；

所述控制器用于根据所述无人水面巡逻器的实时位置、实时方向和目标位置，通过所述联网模块向所述控制单元发送控制命令；

所述控制单元还用于根据所述控制命令控制所述转向电机和所述驱动电机的工作状态。