CN109501972A - 一种新型渔政无人巡逻艇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型渔政无人巡逻艇，包括：船体，所述船体呈流线型，所述船体上设置有上层建筑，所述上层建筑有涂敷隐身涂料；所述船体上，自船首至船尾依次设置有防撞舱、发电机舱、燃油舱、电池舱和推进器舱；船首设置声纳系统，其后设置艏部全回转环推器，船尾的左右片体各设置一个主推进器；以及无线遥控系统和智能航行系统。可替代人工执行危险和长时间的任务，特别是大风浪天气、高海情海域等危险环境下替代人工进行执法作业，在人员容易感到疲劳和难以长时间集中精神的时候，无人艇可替代人工进行长时间海上巡逻值守、长时间航行跟踪督查等，是一种全新的海洋渔政执法工具。

Description

一种新型渔政无人巡逻艇

技术领域

本发明属于无人船技术领域，具体涉及一种新型渔政无人巡逻艇。

背景技术

无人艇是无人技术领域继无人机和无人车之后的又一重大研究领域。它集中了船舶设计、新型动力、信息采集处理、智能运动控制等高尖端技术。随着技术的成熟，世界上无人艇在渔业、环保、海洋监测、海洋科考、军事上已经得到了广泛的应用。

在我国，海域辽阔，渔政执法工作难度大。为有效打击非法偷鱼、电鱼、毒鱼，遏制过度捕捞，保护海洋生态，需要渔政随时对海域进行值守和巡逻。导致渔政的水上巡逻时间长，在非休渔时期，需要日夜巡逻，作业时间4~5小时；在休渔时期，需要全天候值守，以及全天候巡逻，尤其夜晚和风雨天气时段。这需要大量的渔政执法人员长时间车轮战执法，人员疲惫，难免百密一疏。另外，渔政人员除了执行正常的渔政执法任务，还进行海上倾倒垃圾和内河排污跟踪督查、海上搜救等，任务可谓多样而繁重。渔政的水上交通工具主要是传统人工驾驶的渔政船，传统人工驾驶的渔政船体积大，速度慢，操作不灵活，发动机噪音大，不利于跟踪追捕的任务，且需要专业的工作人员，人工成本高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种新型渔政无人巡逻艇，无人驾驶、兼顾高低速工况、抗风浪等级高、设备全自动化且可靠性高、有自我防卫功能、携带渔政执法设备进行监测和取证。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种三体半潜式隐身巡逻战斗无人船，其特征在于，包括：

船体，所述船体呈流线型，所述船体上设置有上层建筑，所述上层建筑有涂敷隐身涂料；所述船体上，自船首至船尾依次设置有防撞舱、发电机舱、燃油舱、电池舱和推进器舱；

船首设置声纳系统，其后设置艏部全回转环推器，船尾的左右片体各设置一个主推进器；以及

无线遥控系统和智能航行系统。

进一步，无线遥控系统包括：船体上的发射机、岸上的接收机以及遥控显示终端。

进一步，智能航行系统包括：航海雷达、激光雷达、双目摄像头、夜光摄像头、GPS/北斗卫星定位模块、超声波测深仪、姿态传感器、方位传感器、舵角传感器、海图机。

进一步，所述发电机舱前壁、后壁设置水密舱壁。

进一步，所述船体采用铝合金材料。

进一步，所述无人船的船底外板和舷侧外板采用骨材加强或折角折边。

进一步，所述主推进器为无轴环推推进器。

进一步，所述左右片体设置调节水舱，所述推进器舱设置空压机并向所述调节水舱充气放气，使所述调节水舱液位变化以实现所述无人船的上浮下潜。

进一步，还包括：混合动力系统，所述混合动力系统包括：汽油发电机组和磷酸铁锂电池组。

本发明的有益效果在于：

可替代人工执行危险和长时间的任务，特别是大风浪天气、高海情海域等危险环境下替代人工进行执法作业，在人员容易感到疲劳和难以长时间集中精神的时候，无人艇可替代人工进行长时间海上巡逻值守、长时间航行跟踪督查等，是一种全新的海洋渔政执法工具。

附图说明

图1为本发明船体结构示意图。

其中，1、进气格栅 2、挡浪板 3、推进器喷口。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种新型渔政无人巡逻艇，图1为本发明船体结构示意图，如图所示，包括：船体，铝合金焊接结构，船体自船首至船尾依次设置有艏尖舱、发电机舱、驾驶舱、油舱、电池舱和控制舱、推进器舱；所述船体设有甲板，所述甲板包括：艏甲板和尾甲板，所述艏甲板上设有发电机组的进气格栅，所述尾甲板上设有所述电池舱和所述推进器舱的舱口盖；艏甲板上开有发电机组的进气格栅，尾甲板上有电池舱和推进器舱的舱口盖；所述尾甲板的后部为挡浪板；船首与艏甲板之间外漂，用于压浪；所述船体的底部设有推进器的进水口，所述船体的底部的尾部设有推进器喷口和倒车耙；无轴泵喷推进器，所述无轴泵喷推进器设置于所述推进器舱内；以及供电系统。

根据本发明的具体实施例，所述船体的各个舱之间采用舱壁隔开。

根据本发明的具体实施例，所述供电系统包括：汽油发电机组和磷酸铁锂电池组。

根据本发明的具体实施例，本发明还包括：线遥控系统，所述无线遥控系统包括：船体上的发射机、岸上的接收机以及遥控显示终端。

根据本发明的具体实施例，本发明还包括：智能航行系统，所述智能航行系统包括：航海雷达、激光雷达、双目摄像头、夜光摄像头、GPS/北斗卫星定位模块、超声波测深仪、姿态传感器、方位传感器、舵角传感器、海图机。

实施例1

本发明的无人艇具有以下特点：

1、艇的功率和航速技术参数：船长约7~8米，航速不小于20kn，无人艇的续航力至少20海里。2、为避免不法分子对无人艇的伤害，无人艇具有靠近报警、自我防卫功能。3、无人艇具有自动循线航行的功能，操纵人员设定航线后，无人艇沿着航线自动航行并自动避障。4、无人艇运行噪声较低，要有较高的可靠性，艇上设备少出故障，维护保养工作量少。5、无人艇要有安全措施比如自扶正措施，不沉，超出使用范围后能自动回到控制范围，不会跑丢。6、根据实际需求，无人艇模式兼顾有人驾驶和无人驾驶和无人遥控，遥控距离在约20海里。7、考虑到艇的尺度和执法海域的特点，无人艇能适应6-7级的海况。

本发明无人艇船体采用铝合金焊接结构，部分曲面采用模具压制成形，铝合金材质重量更轻、相比玻璃钢结构更加环保。船体分为几个部分，从船艏往后分别是艏尖舱、发电机舱、驾驶舱、油舱、电池舱和控制舱、推进器舱。2个油舱位于驾驶舱的左右，各个舱之间采用舱壁隔开。船体设一层甲板，艏甲板上开有发电机组的进气格栅，尾甲板上有电池舱和推进器舱的舱口盖，舱口盖为嵌入型，与尾甲板平面同一高度。尾甲板后部为挡浪板，船艏部分与甲板之间外漂，起到压浪的作用。船体底部开有无轴泵喷推进器的进水口，尾部有推进器喷口和倒车耙。船体从船艏开始至尾甲板，设计有加高的甲板，提高了船体翻覆时上部建筑的排水体积，确保了船体在翻覆情况下的自扶正性能。

本发明无人艇动力系统为兼顾高速航行和低速值守，尤其是长时间低速值守和动力定位的功率需要，本船采用了混合动力系统，即由一台高速汽油发电机组，并联一个的磷酸铁锂电池组，向全船用电设备特别是推进系统供电。当高速航行时，由汽油发电机组供电，驱动无轴泵喷推进器，同时可以向电池组充电。当低速作业特别是值守时，由电池组供电，无人艇处于动力定位状态或低速航行状态。混合动力系统不仅兼顾了不同工况的效率，而且提高了无人艇的安全性，一旦发电机组故障，可以由电池组供电，电池组的电力足以让无人艇从出事海域低速返航回母港，反之亦然。电池组和汽油机组发出的电经过配电箱配电，配电箱内有变压器，将电源变压后供给全艇用电。

本发明无人艇推进系统创造性地采用了一种新型的推进器——无轴泵喷推进器，无轴泵喷推进器是一种新型的推进器，来自于潜艇的推进技术，其特点是超静音、高效率、体积小、重量轻、操作灵敏，可靠性高。采用变频调速，变频器为大功率水冷船用变频器，防护等级高，具有调速精度高、输入电压范围大、热损耗小的特点。控制系统包括了推进器的调速、转向、倒车功能。通过推进器的转向喷口和倒车耙之间的配合动作，无人艇可以实现前进、后退、横向移动、原地掉头、斜侧移等运动轨迹，大大提高了无人艇的机动性和航行安全性。控制系统还有无人驾驶和有人驾驶两种航行模式，通过设置于驾驶舱内的控制模式转换按钮可自由切换。

无线遥控系统包括位于艇上的发射机、岸上的接收机、遥控显示终端组成，双向通讯。天线使用高频增益天线，对视频的解码和处理采用了人工智能方法，可以以更小的带宽实现高清稳定的视频传输。遥控显示控制终端采用一台12吋的显示屏，显示通过无线遥控系统实时传输回岸的各种信息，包括海图、无人船、目标对象、周边船只的实时位置、实时视频、各种设备的信息如舵角、位置、状态、距离、方向，以及设备的运行参数和报警。操作者可以通过后台显示控制终端对无人船做出控制。

智能航行系统包括了信息感知系统、信息处理和智能决策系统，采用高速工控机处理数据，汇总。信息感知系统包括了航海雷达、激光雷达、声呐、双目摄像头、夜光摄像头、GPS/北斗卫星定位模块、超声波测深仪、姿态传感器、方位传感器、舵角传感器、海图机等组成，各个传感器采集各种信息，并发送至中央处理器，由智能航行算法进行分析和决策，并发出执行指令给控制系统，控制无人船实现自动循线航行、自动避障、海上动力定位、自动返航功能，对周围的目标进行识别，一旦发现可疑目标靠近，能线通过航行灯发出航行信号，一旦发现对方目标不怀好意的危险靠近，能发出报警信号并通知后台人员通过高音喇叭等设备进行告警。

本发明无人艇作业系统指的是执法、取证、搜救用的工具。艇上的作业系统均为远距离遥控和全自动作业，包括高音喇叭、摄像头和全向云台、自动抛出的救生圈和救生网等。作业系统由配电箱供电。可以在后台显示屏上进行远距离遥控操纵。

本发明无人艇结合渔政实际需求和无人技术而设计，是一种全新的海洋渔政智能执法工具。具有以下特点和优势：1、智能程度高，控制距离远，目标识别能力强，能自动航行、自主避障，替代人工执行危险和长时间任务，能大幅提高工作的效率和效果，降低危险环境下执法人员出海带来的人身安全隐患。2、自动化程度高，可自主航行、自主作业、自动记录和保存、自动返航，操纵简单方便，对操纵人员劳动强度和技能要求低，有效节省人力和降低劳动强度。3采用了优化设计的船体，适合海洋环境下尤其是高海情下使用，整艇外形美观。4、采用了混合动力系统，可兼顾高航速航行和低航速作业，作业适应性优良，适应不同任务的要求。5、采用了超静音推进系统，结合电池组的应用，航行时超静音，适合对海上可以目标进行静谧跟踪，对海洋生态环境影响和破坏小。同时推进效率高，进一步提高了续航力。6、无线控制系统遥控距离远、带宽高、抗干扰能力强，可稳定传输高清视频，人在办公室里进行远距离视频监视和控制，宛如身临其境。7、可靠性高，采取了全密封和自扶正艇体，系统多冗余度设计，并装备有防卫措施，无人艇不会沉、不会丢、不会撞、不会被外来破坏、故障率低。8、采用民用高端船舶或军舰上才有的电力推进系统，集成化高，故障率极低，长时间免维护。

综上所述本发明的无人艇为铝质艇体，电池和汽油发电机组混合动力系统推进，采用无轴泵喷推进器作为推进器，带转弯和倒车功能，兼顾快速航行和低速作业的多工况要求，同时提高安全性。艇体全密封并具有自扶正功能。艇上带有雷达、海图、光电等信息传感器，由智能控制系统对信息进行综合和分析后，发出指令给推进系统，推动无人艇做自主航行和海上动力定位。满足海上值守、巡逻、取证、视频监控、警告唤话、搜救的功能需要。艇上设驾驶室，可以人员上艇操纵，实现有人驾驶/无人自主航行的多模式。本发明的无人艇以其独有的技术优势，可替代人工执行危险和长时间的任务，特别是大风浪天气、高海情海域等危险环境下替代人工进行执法作业，在人员容易感到疲劳和难以长时间集中精神的时候，无人艇可替代人工进行长时间海上巡逻值守、长时间航行跟踪督查等，是一种全新的海洋渔政执法工具，具有良好的应用前景。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个 或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (6)

1.一种新型渔政无人巡逻艇，其特征在于，包括：

船体，铝合金焊接结构，船体自船首至船尾依次设置有艏尖舱、发电机舱、驾驶舱、油舱、电池舱和控制舱、推进器舱；

所述船体设有甲板，所述甲板包括：艏甲板和尾甲板，所述艏甲板上设有发电机组的进气格栅，所述尾甲板上设有所述电池舱和所述推进器舱的舱口盖；

艏甲板上开有发电机组的进气格栅，尾甲板上有电池舱和推进器舱的舱口盖；所述尾甲板的后部为挡浪板；

船首与艏甲板之间外漂，用于压浪；

所述船体的底部设有推进器的进水口，所述船体的底部的尾部设有推进器喷口和倒车耙；

无轴泵喷推进器，所述无轴泵喷推进器设置于所述推进器舱内；以及

供电系统。

2.根据权利要求1所述的无人巡逻艇，其特征在于，所述船体的各个舱之间采用舱壁隔开。

3.根据权利要求1所述的无人巡逻艇，其特征在于，所述舱口盖为嵌入型，与尾甲板平面同一高度。

4.根据权利要求1所述的无人巡逻艇，其特征在于，所述供电系统包括：汽油发电机组和磷酸铁锂电池组。

5.根据权利要求1所述的无人巡逻艇，其特征在于，还包括：无线遥控系统，所述无线遥控系统包括：船体上的发射机、岸上的接收机以及遥控显示终端。

6.根据权利要求1所述的无人巡逻艇，其特征在于，还包括：智能航行系统，所述智能航行系统包括：航海雷达、激光雷达、双目摄像头、夜光摄像头、GPS/北斗卫星定位模块、超声波测深仪、姿态传感器、方位传感器、舵角传感器、海图机。