CN112748229A - 一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的可自主收放传感器搭载装置的无人艇，主要由控制箱、浮体、螺旋桨、船体支架、自动收放传感器搭载装置组成。无人艇的控制箱收到岸基发来的执行水质检测任务指令时，自动收放传感器搭载装置将水质传感器放置水中进行水质检测任务；无人艇的控制箱收到岸基发来的停止水质检测任务时，自动收放传感器搭载装置将水质传感器收回并抬离水面；船体支架采用拱形设计，传感器收回后可以放置于船体支架正下方。因此，无人艇不执行水质检测任务时既不会影响无人艇的航行性能，又不会因水下障碍物对水质传感器造成损害，对检测结果的时效性也有一定的保障，很好的解决了采用传统艇载传感器搭载方式的无人艇的弊端。

Description

一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇

技术领域

本发明涉及一种具有传感器搭载装置的无人水面艇，尤其涉及了一种可自动收放传感器搭载装置的无人水面艇，属于船舶工程领域。

背景技术

无人艇搭载水质传感器的传统方式有两种：拖曳式和水箱式。拖曳式是将水质传感器直接搭载在艇体下方。水箱式是在艇体上安装一个水箱，再将传感器放置在水箱内，通过水泵对水箱里的水进行抽换。但采用两种搭载方式的无人艇都存在一定的弊端，拖曳式是将传感器一直放置在水中，当艇体经过特殊水域或搁浅时，可能会损害传感器，而且不执行任务时，拖曳式的安装方式也会影响船体的航行特性。水箱式是为了保护传感器设计的，但此方式在数据准确性、实时性上有所欠缺，此外水箱式的设计也增加了艇体的载重负荷。

因此，有必要设计一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇，能够在无人艇不执行水质检测的任务时，对水质传感器进行自动回收，避免其受到损坏；在无人艇执行水质检测的任务时，可以对水质传感器进行自主下放，实现水质的实时检测。

发明内容

有鉴于此，针对上述使用传统方式搭载传感器的无人艇存在的不足，本发明公开了一种新型的可自主收放传感器搭载装置的无人艇，为可自主收放传感器搭载装置的无人艇的研制提供了新的思路和途径。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，无人艇执行水质检测任务时，将水质传感器下放置水中进行水质检测任务；无人艇不执行水质检测任务时，将水质传感器收回并抬离水面置于船体中下方，这样在无人艇不执行水质检测任务时既不会影响无人艇的航行性能，又不会因水下障碍物对水质传感器造成损害，对检测结果的时效性也有一定的保障。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇，包括可自动收放传感器搭载装置、水质传感器、无人艇。

所述的可自动收放传感器搭载装置包括：电动伸缩杆、舵机、角度编码器、捆绑带、连接管以及连接锁扣。

无人艇包括：控制箱、浮体、螺旋桨、船体支架。

其他：电动伸缩杆电缆、水质传感器电缆、水质传感器、模拟水面。

无人艇采用双浮体无人艇，浮体下方有安装螺旋桨的接口，螺旋桨固定安装在浮体的正下方，通过船体支架对两个浮体进行连接固定，控制箱安装在船体支架上方，自动收放传感器搭载装置通过装置上方的连接锁扣将其连接固定在船体支架上，船体支架为拱形，传感器收回后放置在船体支架正下方；自动收放传感器搭载装置中的电动伸缩杆和舵机上方的连接管都焊接有连接锁扣，使用螺丝钉将连接锁扣固定于船体支架上，连接管使用轻质铝合金管材料制作，分为上下两部分，并通过舵机将上下两部分进行连接，舵机上也安装有角度编码器，对舵机的旋转角度进行测量，水质传感器通过捆绑带固定在下方连接管上。

本发明中，该可自动收放传感器搭载装置的无人艇能够根据是否收到执行水质检测的任务指令，进行水质传感器的自动下放与回收，同时该装置安装简单方便，使用便利，满足水质检测实时性、准确性的需求，解决了传统方式的弊端。

附图说明

图1为本发明可自动收放传感器搭载装置的无人艇下放传感器完毕状态主视图；

图2为本发明可自动收放传感器搭载装置的无人艇下放传感器完毕状态侧视图；

图3为本发明可自动收放传感器搭载装置的无人艇下放传感器完毕状态俯视图；

图4为本发明可自动收放传感器搭载装置的无人艇回收传感器完毕状态主视图；

图5为本发明可自动收放传感器搭载装置的无人艇回收传感器完毕状态侧视图；

图6为本发明可自动收放传感器搭载装置的无人艇回收传感器完毕状态俯视图。

附图标记说明如下：

1.控制箱；2.电动伸缩杆电缆；3.电动伸缩杆；4.浮体；5.螺旋桨；6.水质传感器电缆；7.水质传感器；8.舵机；9.角度编码器；10.捆绑带；11.连接管；12.连接锁扣；13.船体支架；14.模拟水面。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例，对本发明中具体细节部分进行详细阐述。此外，所述的实施例只是本发明的一个实例，并不是全部实例。

本发明公开了一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇。该装置根据所收到指令(传感器下放指令或回收指令)，对传感器进行自动收放，实现传感器的合理布放与回收，同时不会对船的航行性能造成相应的影响。

如图1所示，一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇，包括艇体、传感器和自动收放传感器搭载装置，艇体包括控制箱1、浮体4、螺旋桨5和船体支架13，本实施例采用的是双气艇结构的无人艇，安装简便也容易打包携带，浮体4下方有安装螺旋桨的接口，螺旋桨5固定安装在浮体的正下方，通过船体支架13对两个浮体4进行连接固定，控制箱1安装在船体支架13上方；自动收放传感器搭载装置由电动伸缩杆3、舵机8、角度编码器9、捆绑带10、连接管11以及连接锁扣12组成，通过装置上方的连接锁扣12将其连接固定在船体支架13上，船体支架13为拱形，传感器收回后放置在船体支架13正下方，上述连接管11采用轻质铝合金管制作且分为上下两部分，通过舵机8将两部分连接管进行连接，舵机8上安装了角度编码器9，对舵机8的旋转角度进行检测，使用捆绑带10将水质传感器7固定在下方连接管后面，这样即使在执行任务过程中，遇到特殊情况，连接管11也会对水质传感器7起到保护作用，舵机8上方的连接管11焊接有连接锁扣12，电动伸缩杆3的上方也焊接有相应的连接锁扣12，使用连接锁扣12通过螺丝钉将自动收放传感器搭载装置固定于艇的船体支架13上。下面介绍该无人艇在下放和回收传感器的操作流程。

(1)可自动收放传感器搭载装置的无人艇下放传感器

图1-图3为可自动收放传感器搭载装置的无人艇对传感器下放完毕后的状态示意图，当艇体到达任务水域，艇体收到执行水质检测的任务指令后，控制箱1通过电动伸缩杆3的电缆2给其供电，控制其向内收缩，收缩完成后，控制箱1开始控制其舵机8向下旋转，同时角度编码器9开始实时监测舵机8的旋转角度，当舵机8旋转至负90度时，停止其旋转，同时水质传感器7开启工作，将水质数据传输给上位机。至此，传感器装置下放操作流程结束。

(2)可自动收放传感器搭载装置的无人艇回收传感器

图4-图6为可自动收放传感器搭载装置的无人艇对传感器回收完毕后的状态示意图，当艇体执行完水质检测的任务后，需要航行回岸边时，操作台给艇体发送装置回收指令，艇体接收到回收指令时，水质传感器7停止工作，然后控制舵机8向上旋转90度抬离水面，同时角度编码器9开始实时监测舵机8的旋转角度，当舵机8旋转至正90度时，停止其旋转，此时电动伸缩杆3开始向外延伸，进入连接管11内，将传感器锁定在控制箱正下方，即船体重心的位置。至此，传感器装置回收操作流程结束。

以上所述，为本发明的具体实施方式，本发明公开了一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇。区别于采用传统传感器搭载装置的无人艇，可自动收放传感器搭载装置的无人艇可以根据控制中心发出的指令完成对水质传感器的自动布放和回收操作。在无人艇执行水质检测的任务时，可以实时准确获取水质信息；在无人艇不执行水质检测的任务时，可以将传感器收起并抬离水面，不影响无人艇的航行性能并且也不会因水下障碍物对水质传感器造成损害。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是便于读者理解，附图中的模块或流程不一定是实施本发明所必须的。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (1)

1.一种可自动收放传感器搭载装置的无人艇，包括自动收放传感器搭载装置、水质传感器、无人艇艇体；

其特征在于，所述的无人艇体由控制箱、浮体、螺旋桨、船体支架组成，螺旋桨安装于浮体的尾部正下方，两个浮体通过船体支架进行连接，控制箱安装固定在船体支架的上方；

所述的自动收放传感器搭载装置由：电动伸缩杆、连接锁扣、舵机、角度编码器、传感器捆绑带、连接管、连接锁扣组成；

所述电动伸缩杆上部焊接有连接锁扣，该连接锁扣可以安装在船艇中部，将电动伸缩杆连接固定于船艇上；

所述的连接锁扣由上下两部分组成，通过螺丝将上下两部分进行连接固定在船体支架上；

所述连接管由上下两个连接管组成，上下两个连接管通过舵机进行连接，传感器通过捆绑带将其捆绑固定在下方连接管，上方连接管焊接有连接锁扣；

所述角度编码器与舵机搭配使用，安装在舵机上，对舵机的旋转角度进行测量；

所述舵机，通过上述机械连接，舵机旋转带动下方连接管旋转，继而使传感器抬离水面或下放至水中。

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