CN111301650A - 一种全回转舵桨无人船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种全回转舵桨无人船，包括船体，其特征在于：所述船体的船艏处设置有电动云台，电动云台上设置有摄像头，所述船体的船尾处对称地设置有两套全回转舵机，所述的全回转舵机包括固定在船体内的回转电机，所述回转电机的工作端上连接有蜗杆，所述蜗杆同时与平衡蜗轮和旋转蜗轮相啮合，而所述的平衡蜗轮和旋转蜗轮对称分布，所述旋转蜗轮的内圈与转动壳体的顶部相连，所述转动壳体则转动支撑在船体的底板上，所述转动壳体的底部位于船体外侧，所述全回转舵机还包括固定在船体内的驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过第一伞齿轮传动副与纵向过渡轴的顶端相连，所述纵向过渡轴的底端则通过第二伞齿轮传动副与水平舵叶轴相连。

Description

一种全回转舵桨无人船
技术领域
本发明涉及一种无人船，特别是一种全回转舵桨无人船。
背景技术
伴随着无人船应用范围的扩大，无人船在海上救助、海上消防和在内河巡查等方面已经得到了广泛的应用。也因此，对于无人船的可操纵性能也提出了更高的要求。传统的无人船转弯半径大、操纵性能较差，在复杂水面环境下，如果水面上的障碍物较多，在避障时操纵难度非常大，一旦无人船卡在某个狭窄的水面时，还需要人工进行解救，十分麻烦。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，布局合理，操作灵活，可以在复杂水面环境下进行快速、安全航行的全回转舵桨无人船。
本发明的技术解决方案是：一种全回转舵桨无人船，包括船体1，其特征在于：所述船体1的船艏处设置有电动云台2，电动云台2上设置有摄像头3，所述船体1的船尾处对称地设置有两套全回转舵机，
所述的全回转舵机包括固定在船体1内的回转电机4，所述回转电机4的工作端上连接有蜗杆5，所述蜗杆5同时与平衡蜗轮6和旋转蜗轮7相啮合，而所述的平衡蜗轮6和旋转蜗轮7对称分布，所述旋转蜗轮7的内圈与转动壳体8的顶部相连，所述转动壳体8则转动支撑在船体1的底板上，所述转动壳体8的底部位于船体1外侧，所述全回转舵机还包括固定在船体1内的驱动电机9，所述驱动电机9的输出轴通过第一伞齿轮传动副10与纵向过渡轴11的顶端相连，所述纵向过渡轴11的底端则通过第二伞齿轮传动副12与水平舵叶轴13相连，所述纵向过渡轴11和水平舵叶轴13均通过轴承转动支撑在转动壳体8中，所述水平舵叶轴13的端部连接有螺旋桨14，且所述螺旋桨14位于转动壳体8的外侧，
所述船体1的两侧还对称地设置有充气浮板15，所述充气浮板15通过管路与设置在船体1内部的气瓶16相连，在充气浮板15与气瓶16之间的管路上还设置有电磁阀，
所述船体1的两侧和船艏处还均设置有超声波测距传感器17，
所述的电动云台2、摄像头3、回转电机4、驱动电机9、电磁阀和超声波测距传感器17均通过设置在船体1内的控制系统统一进行控制。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种结构形式的全回转舵桨无人船，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的无人船在工作过程中所存在的种种问题，设计出一种特殊的结构。它最大的特点在于船艉处设置的两个对称分布的全回转舵机，每一个舵机都能够进行超大角度的调整（理论上可达到360度），两个全回转舵机配合动作，可实现无人船的前进、后退、左右偏转摆动等多种复杂动作，配合以船体上设置的超声波测距传感器以及人员遥控，让本种无人船可以在环境复杂的水域中进行安全的航行，即便障碍物较多，也能够灵活地进行避让，防止出现卡死的现象。并且这种无人船的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的主视图。
图2是本发明实施例中全回转舵机部分的结构示意图。
图3是本发明实施例的俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种全回转舵桨无人船，包括一个作为基础的船体1，在船体1的船艏处设置有电动云台2，电动云台2上设置有摄像头3，所述船体1的船尾处对称地设置有两套全回转舵机，
所述的全回转舵机包括固定在船体1内的回转电机4，所述回转电机4的工作端上连接有蜗杆5，所述蜗杆5同时与平衡蜗轮6和旋转蜗轮7相啮合，而所述的平衡蜗轮6和旋转蜗轮7对称分布，所述旋转蜗轮7的内圈与转动壳体8的顶部相连，所述转动壳体8则转动支撑在船体1的底板上，所述转动壳体8的底部位于船体1外侧，所述全回转舵机还包括固定在船体1内的驱动电机9，所述驱动电机9的输出轴通过第一伞齿轮传动副10与纵向过渡轴11的顶端相连，所述纵向过渡轴11的底端则通过第二伞齿轮传动副12与水平舵叶轴13相连，所述纵向过渡轴11和水平舵叶轴13均通过轴承转动支撑在转动壳体8中，所述水平舵叶轴13的端部连接有螺旋桨14，且所述螺旋桨14位于转动壳体8的外侧，
所述船体1的两侧还对称地设置有充气浮板15，所述充气浮板15通过管路与设置在船体1内部的气瓶16相连，在充气浮板15与气瓶16之间的管路上还设置有电磁阀，
所述船体1的两侧和船艏处还均设置有超声波测距传感器17，
所述的电动云台2、摄像头3、回转电机4、驱动电机9、电磁阀和超声波测距传感器17均通过设置在船体1内的控制系统统一进行控制。
本发明实施例的全回转舵桨无人船的工作过程如下：全回转舵机工作时，驱动电机9产生的扭矩通过第一伞齿轮传动副10、纵向过渡轴11和第二伞齿轮传动副12传递到水平舵叶轴13，最终驱动螺旋桨14转动，螺旋桨14转动时产生的推力推动船体1在水面上航行；
在航行过程中，控制系统可控制回转电机4带动蜗杆5转动，蜗杆5转动时同时驱动平衡蜗轮6和旋转蜗轮7转动，其中旋转蜗轮7会带动转动壳体8相对于船体1转动，进而带动螺旋桨14改变与船体1中轴线之间的夹角，理论上说，转动壳体8可以在圆周方向上实现360°的转动，这样两个全回转舵机协同、配合动作，可为船体1提供不同方向上的驱动力；而平衡蜗轮6则可以保证蜗杆5和旋转蜗轮7动作过程中始终保持稳定；
当充气浮板15内填充气体时，可以为船体1提供额外的浮力；如果操作人员发现船体1下沉，可通过控制系统控制电磁阀开启，气瓶16向充气浮板15中填充气体，充气浮板15充满后操作人员控制电磁阀关闭即可；
在本无人船航行的过程中，设置在船艏位置和船体1两侧的超声波测距传感器17能够检测船体1周围障碍物与船体1之间的距离，并通过控制系统中的无线数据收发模块将数据传递到远端的控制终端，操作人员可根据自己（目视或通过摄像头3）观察到的实际情况，结合上述数据控制船体1进行躲避动作；还可以直接将上述数据输入到控制系统中，由控制系统内预设的躲避程序控制两个全回转舵机进行配合和协同工作，以控制船体1进行躲避动作。

Claims (1)

1.一种全回转舵桨无人船，包括船体（1），其特征在于：所述船体（1）的船艏处设置有电动云台（2），电动云台（2）上设置有摄像头（3），所述船体（1）的船尾处对称地设置有两套全回转舵机，
所述的全回转舵机包括固定在船体（1）内的回转电机（4），所述回转电机（4）的工作端上连接有蜗杆（5），所述蜗杆（5）同时与平衡蜗轮（6）和旋转蜗轮（7）相啮合，而所述的平衡蜗轮（6）和旋转蜗轮（7）对称分布，所述旋转蜗轮（7）的内圈与转动壳体（8）的顶部相连，所述转动壳体（8）则转动支撑在船体（1）的底板上，所述转动壳体（8）的底部位于船体（1）外侧，所述全回转舵机还包括固定在船体（1）内的驱动电机（9），所述驱动电机（9）的输出轴通过第一伞齿轮传动副（10）与纵向过渡轴（11）的顶端相连，所述纵向过渡轴（11）的底端则通过第二伞齿轮传动副（12）与水平舵叶轴（13）相连，所述纵向过渡轴（11）和水平舵叶轴（13）均通过轴承转动支撑在转动壳体（8）中，所述水平舵叶轴（13）的端部连接有螺旋桨（14），且所述螺旋桨（14）位于转动壳体（8）的外侧，
所述船体（1）的两侧还对称地设置有充气浮板（15），所述充气浮板（15）通过管路与设置在船体（1）内部的气瓶（16）相连，在充气浮板（15）与气瓶（16）之间的管路上还设置有电磁阀，
所述船体（1）的两侧和船艏处还均设置有超声波测距传感器（17），
所述的电动云台（2）、摄像头（3）、回转电机（4）、驱动电机（9）、电磁阀和超声波测距传感器（17）均通过设置在船体（1）内的控制系统统一进行控制。
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