CN113844631A - 无人船的动力装置、船体和无人船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人船的动力装置、船体和无人船，无人船的动力装置包括安装壳体和至少一组动力组件，动力组件包括驱动电机、桨壳和螺旋桨，驱动电机设于安装壳体内，桨壳与安装壳体连接，桨壳具有进水口和出水口，螺旋桨设于桨壳内，驱动电机与螺旋桨连接以驱动螺旋桨转动。根据本发明的无人船的动力装置，通过将螺旋桨设于桨壳内，而桨壳与安装壳体连接，桨壳具有进水口和出水口，因此桨壳一方面可对螺旋桨起到一定的防护作用，使螺旋桨不易变形损坏，另一方面在螺旋桨排水时，还可对排出的水起到一定的导向作用，从而可以调整螺旋桨施加给无人船的驱动力，有利于使螺旋桨能更好地驱动无人船航行。

Description

无人船的动力装置、船体和无人船

技术领域

本发明涉及无人移动设备技术领域，尤其是涉及一种无人船的动力装置、船体和无人船。

背景技术

无人船是一种利用现代无人技术与多领域技术融合的新产物，与传统的船只相比，其可以借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行，可以应用于测绘、水文和水质监测等技术领域。相关技术中，无人船的动力装置普遍采用螺旋桨来驱动无人船航行，而螺旋桨通常是直接裸露在外的，一旦无人船出现搁浅等情况，螺旋桨便很容易与水底直接接触而造成自身变形损坏，影响螺旋桨的使用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种无人船的动力装置，通过将螺旋桨设置在桨壳内，可对螺旋桨起到一定的防护作用。

本发明的第二个目的在于提供一种包括上述动力装置的无人船的船体。

本发明的第三个目的在于提供一种包括上述船体的无人船。

根据本发明实施例的无人船的动力装置，包括安装壳体和至少一组动力组件，所述动力组件包括驱动电机、桨壳和螺旋桨，所述驱动电机设于所述安装壳体内，所述桨壳与所述安装壳体连接，所述桨壳具有进水口和出水口，所述螺旋桨设于所述桨壳内，所述驱动电机与所述螺旋桨连接以驱动所述螺旋桨转动。

根据本发明实施例的无人船的动力装置，通过将螺旋桨设于桨壳内，而桨壳与安装壳体连接，桨壳具有进水口和出水口，因此桨壳一方面可对螺旋桨起到一定的防护作用，使螺旋桨不易变形损坏，另一方面在螺旋桨排水时，还可对排出的水起到一定的导向作用，从而可以调整螺旋桨施加给无人船的驱动力，有利于使螺旋桨能更好地驱动无人船航行。

在本发明的一些实施例中，所述动力组件为多组，多组动力组件间隔排布。

在本发明的一些实施例中，所述进水口设于所述桨壳的外周壁，所述进水口为多个，多个所述进水口沿所述桨壳的周向方向间隔分布。

在本发明的一些实施例中，所述出水口设于所述桨壳的远离所述安装壳体的一端。

在本发明的一些实施例中，所述桨壳的远离所述安装壳体的部分形成为锥形部，沿所述桨壳的轴向且在从所述安装壳体到所述桨壳的方向上，所述锥形部的内径逐渐减小，所述进水口位于所述锥形部的上游侧，所述出水口设在所述锥形部的下游端。

在本发明的一些实施例中，所述桨壳与所述安装壳体可拆卸相连。

在本发明的一些实施例中，所述桨壳的靠近所述安装壳体的一端设有避让口，所述驱动电机的输出轴穿过所述避让口伸入所述桨壳内与所述螺旋桨相连。

在本发明的一些实施例中，所述安装壳体的外表面上设有连接柱，所述连接柱具有连通孔，所述连通孔与所述安装壳体内部连通以用于供所述驱动电机的连接导线穿过。

根据本发明实施例的无人船的船体，包括动力部和浮力部，动力部包括上述的动力装置，浮力部与动力部相连。

根据本发明实施例的无人船的动力装置，通过将螺旋桨设于桨壳内，而桨壳与安装壳体连接，桨壳具有进水口和出水口，因此桨壳一方面可对螺旋桨起到一定的防护作用，使螺旋桨不易变形损坏，另一方面在螺旋桨排水时，还可对排出的水起到一定的导向作用，从而可以调整螺旋桨施加给无人船的驱动力，有利于使螺旋桨能更好地驱动无人船航行。

根据本发明实施例的无人船，包括上述的船体。

根据本发明实施例的无人船的动力装置，通过将螺旋桨设于桨壳内，而桨壳与安装壳体连接，桨壳具有进水口和出水口，因此桨壳一方面可对螺旋桨起到一定的防护作用，使螺旋桨不易变形损坏，另一方面在螺旋桨排水时，还可对排出的水起到一定的导向作用，从而可以调整螺旋桨施加给无人船的驱动力，有利于使螺旋桨能更好地驱动无人船航行。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的无人船的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的无人船的船体的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的无人船的船体部的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的无人船的动力部的爆炸图；

图5是根据本发明实施例的无人船的动力部的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的无人船的动力装置的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的无人船的动力装置的桨壳结构示意图；

图8是根据本发明实施例的无人船的防护管的结构示意图。

附图标记：

无人船100，

船体101，

动力部14，

船体部11，第一端面111，底面112，过线孔115，导线槽1112，安装腔110，开口1121，第一导流通道113，第一进口1131，第一出口1132，第二导流通道114，第二进口1141，第二出口1142，

动力装置20，第一动力组件201，第二动力组件202，安装壳体21，连接柱25，连通孔250，输出轴221，桨壳24，进水口242，出水口241，锥形部243，避让口244，螺旋桨23，

防护格栅13，

浮力部12，

船架102，

防护管32，

连接导线31，

防护杆116，第一段1161，第二段1162，

固定座1163。

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，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的无人船。该无人船100可以应用于海洋、湖泊以及河流的测绘、水文和水质监测等，当然，该无人船100也可以应用于其他领域，本实施例中不做限定。

参照图1，所述的无人船100包括多个船体101，多个船体101平行排布，多个船体101通过船架102连接。多个船体101可以用于承载船架102，船架102可以用于承载货物、电池等。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1所示，两个船体101平行设置。如图2所示，每个船体101包括浮力部12和两个动力部14。其中一个动力部14与浮力部12的一端(例如前端)连接，另一个动力部14与浮力部12的另一端(例如后端)连接。换言之，浮力部12连接在两个动力部14之间。需要说明的是，动力部14具有排水功能，进而可以通过排水驱动浮力部12运动；进一步地，通过对动力部14的排水方向的调节，位于浮力部12两端的动力部12可以给浮力部12不同方向的驱动力，进而可以驱动浮力部12前进、后退、左转、右转等。

例如，以一个船体101为例，举例说明书调整无人船100运动方向的过程：当无人船100前进或后退时，可以控制启动一个动力部14，可以驱动船体101前进或后退。这种操作可以提升无人船100的运动灵活性，尤其是当无人船100搁浅时，可以根据无人船100的状态控制无人船100后退，进而可以使无人船100自动脱离搁浅状态。

如图3、图4所示，动力部14包括第一端面111、第二端面、两侧面、顶面以及底面112，第二端面、两侧面以及顶面分别形成为圆弧面且第二端面、两侧面和顶面圆弧过渡，以减少无人船100在航行时的阻力。浮力部12的两端分别与两个船体部11的第一端面111连接。

此外，本发明对浮力部12的具体材质或者形状等不作限制，只要浮力部12能漂浮在水面上即可。例如浮力部12可为气囊；或者是浮力部12可由不吸水的软质发泡材料制成，例如浮力部12可为泡沫件；又或者是浮力部12也可为中空的硬质塑料，从而可使浮力部12在具有一定结构强度的同时还能漂浮在水面上。

根据本发明实施例的无人船100，通过在浮力部12的两端均设置动力部14，再通过对动力部14的排水方向的调节，可以调整动力部14施加于浮力部12驱动力的方向，进而可以驱动浮力部12前进、后退、左转、右转等，从而可以提升无人船100运动的灵活性。

如图3-图5所示，根据本发明的一些实施例，动力部14可以包括：船体部11、动力装置20和防护格栅13。船体部11内形成有安装腔110和与安装腔110连通的导流通道，安装腔110的一侧具有开口1121，开口1121可以位于底面112上。如图5所示，安装腔110内适于安装动力装置20。如图3、图4所示，安装腔110的开口1121上设置有防护栅格13，防护栅格13可以阻止水草等杂物进入安装腔110内影响无人船100航行。动力装置20与导流通道相对，由此动力装置20的排水可以通过导流通道流出，进而便于驱动船体101运动。

根据本发明的一些实施例，如图5、图6和图7所示，无人船100的动力装置20包括安装壳体21和至少一组动力组件，动力组件包括驱动电机、桨壳24和螺旋桨23。

在一些实施例中，安装壳体21与船体部11连接，驱动电机设于安装壳体21内。为了保护驱动电机，可以将驱动电机密封于安装壳体21内，也即安装壳体21内具有密闭的空腔，驱动电机位于空腔内。

桨壳24与安装壳体21连接，桨壳24具有进水口242和出水口241，出水口241与导流通道相对，螺旋桨23设于桨壳24内，驱动电机与螺旋桨23连接以驱动螺旋桨23转动。由此可以利用螺旋桨23进行排水，排出的水可以通过出水口241排出，进而可以为船体101运动提供动力。此外，设置的桨壳24一方面可对螺旋桨23起到一定的防护作用，例如当无人船100搁浅时，可避免螺旋桨23直接与水底接触而变形损坏，另一方面在螺旋桨23排水时，还可对排出的水起到一定的导向作用，从而可以调整螺旋桨23施加给无人船100的驱动力，有利于使螺旋桨23能更好地驱动无人船100航行。

根据本发明实施例的无人船100的动力装置20，通过将螺旋桨23设于桨壳24内，而桨壳24与安装壳体21连接，桨壳24具有进水口242和出水口241，因此桨壳24一方面可对螺旋桨23起到一定的防护作用，使螺旋桨23不易变形损坏，另一方面在螺旋桨23排水时，还可对排出的水起到一定的导向作用，从而可以调整螺旋桨23施加给无人船的驱动力，有利于使螺旋桨23能更好地驱动无人船航行。

为了提高动力装置所能提供的驱动力，在一些实施例中，如图6所示，动力组件为多组，多组动力组件间隔排布。

进一步地，如图3所示，导流通道可以为两条，且分别为第一导流通道113和第二导流通道114。其中，第一导流通道113和第二导流通道114的进口分别位于安装腔110同一侧壁上，第一导流通道113和第二导流通道114的出口分别位于船体部11的第二端面和远离无人船100的侧面上。

如图4、图5所示，动力装置20可以包括第一动力组件201和第二动力组件202，第一动力组件201与第一导流通道113相对，第二动力组件202与第二导流通道114相对。一方面可以利用第一动力组件201和第二动力组件202为船体101提供充足的动力，另一方面还可以通过第一动力组件201和第二动力组件202之间的驱动力，实现船体101的转向。

如图3所示，为了提升船体101转向的灵活性，在一些实施例中，第一导流通道113包括第一进口1131和第一出口1132，第一进口1131与第一动力组件201相对，第一出口1132位于第一导流通道113的轴线上，由此可以利用从第一导流通道113内排出的水驱动船体101沿船体101的方向前进或后退。第二导流通道114包括第二进口1141和第二出口1142，第二进口1141与第二动力组件202相对，第二出口1142朝向第二导流通道114的经向外侧敞开，也即水流可以从位于侧向方向的第二出口1142排出，由此可以给船体101侧向方向的推动力，从而便于使船体101转向。

例如，在一些实施例中，参照图2、图5，每个船体101可以具有四个动力装置20，四个动力装置20分别设置于船体部11内的安装腔110上，每个动力装置20包括安装壳体21、驱动电机、螺旋桨23以及桨壳24，其中，安装壳体21内形成有具有开口的空腔，空腔适于安装驱动电机，安装壳体21上形成一个过孔和两个穿孔。每个动力装置20包括两个驱动电机，两个驱动电机的输出轴221分别沿两个穿孔穿出。螺旋桨23包括两个，每个螺旋桨23分别固定在输出轴221远离安装壳体21的一端。桨壳24大致形成为圆柱形壳体结构，每个动力装置20包括两个桨壳24，每个桨壳24的一端形成有出水口241，桨壳24另一端的侧壁上形成有开口朝向安装腔110的开口111的进水口242，进水口242和出水口241相连通。桨壳24与输出轴221同轴的套设在螺旋桨23外周，且桨壳24远离出水口241的一端与安装壳体21固定。桨壳24出水口241的一端与第一导流通道113和第二导流通道114的进口配合，使得桨壳24的出水口241与第一导流通道113和第二导流通道114连通。

为了提升动力装置20的排水顺畅性，在一些实施例中，如图7所示，进水口242设于桨壳24的周壁，进水口242为多个，多个进水口242沿桨壳24的周向方向间隔分布。

可选地，如图7所示，出水口241设于桨壳24的远离安装壳体21的一端(例如桨壳24的后端)，由此结构简单，便于实现。

在本发明的一些实施例中，如图6和图7所示，桨壳24的远离安装壳体21的部分形成为锥形部243，沿桨壳24的轴向且在从安装壳体21到桨壳24的方向(例如从前到后的方向)上，锥形部243的内径逐渐减小，进水口242位于锥形部243的上游侧，出水口241设在锥形部243的下游端。这里所说的“上游”和“下游”均以水流受螺旋桨23驱动而流动的方向为准，水流先流过的为上游，后流过的为下游，由此水流在螺旋桨23的作用下，会先通过进水口242进入桨壳24，然后再流经锥形部243，最后从出水口241排出。由于锥形部243的内径逐渐减小，因此会逐渐提高水流的流速，从而有利于提高螺旋桨23对无人船100的驱动效果。

可选地，桨壳24与安装壳体21可拆卸相连，由此方便桨壳24与安装壳体21的拆装。具体应用中，桨壳24与安装壳体21通过紧固件可拆卸相连，这里的紧固件例如可为螺钉，其中桨壳24上设有通孔，安装壳体21上设有螺纹孔，螺钉可穿过通孔与螺纹孔螺纹连接，这种连接方式结构简单，便于实现。

为了避免驱动电机与桨壳24发生干涉，在一些实施例中，如图7所示，桨壳24的靠近安装壳体21的一端(例如桨壳24的前端)设有避让口244，驱动电机的输出轴221穿过避让口244伸入桨壳24内与螺旋桨23相连。

在本发明的一些实施例中，如图6所示，安装壳体21的外表面上设有连接柱25，连接柱25具有连通孔250，连通孔250与安装壳体21内部连通以用于供驱动电机的连接导线31穿过，由此可方便连接导线31的走线。

根据本发明的一些实施例，如图3、图4所示，船体部11具有过线孔115，过线孔115贯通船体部11，且过线孔115与安装腔110连通。进一步地，无人船100还可以包括：电控模块、防护管32和连接导线31。连接导线31可以为信号线和/或电源线，电控模块可以包括控制器和电池。

其中，如图8所示，防护管32穿设于过线孔115内，防护管32的一端与动力装置20密封连接，防护管32的另一端与电控模块密封连接。连接导线31穿设于防护管32内，动力装置20通过连接导线31与电控模块电连接。进一步地，连接导线31的一端可以沿连通孔250与驱动电机电连接，连接导线31的另一端与控制器或者电池电连接。由此，通过设置防护管32，不但可以避免水沿过线孔115进入到空腔内，驱动电机附近，导致驱动电机短路，而且驱动电机内的气体可以依次沿过线孔115、防护管32排出外界，解决了空腔内由于驱动电机产生的热量导致空腔内气压增强发生密封性问题。

进一步地，动力装置20具有连接柱25，防护管32的一端外套于连接柱25，防护管32与连接柱25密封连接，连接柱25具有连通孔250，连接导线31穿设于连通孔250内。连通孔250与安装壳体21的空腔连通。由此，不但可以避免水沿连接孔250进入到空腔内导致驱动电机短路，而且空腔内的气体可以依次沿连接孔250、防护管32排出外界。为了提升防护管32与连接柱25之间的连接密封性，在一些实施例中，连接柱25的外周壁具有宝塔纹。

为了方便固定防护管32，在一些实施例中，如图3、图4所示，船体部11的端部具有导线槽1112，过线孔115位于导线槽1112内，防护管32的部分嵌设于导线槽1112内。由此，过线孔115和导线槽1112可以用于导引动力装置20与电控模块之间的连接线路。进一步地，导线槽1112可以为多个，每个导线槽1112延船体部11的径向方向延伸，且多个导线槽1112沿船体部11的周向方向间隔开。由此可以根据情况选择防护管32的引出方向，方便安装。

在一些实施例中，如图6所示，动力装置20可以包括安装壳体21、驱动电机、桨壳24和螺旋桨23。其中，安装壳体21与防护管32连接密封连接。由此，可以避免水进入到安装壳体21内。为了保护驱动电机，驱动电机设于安装壳体21内，也即安装壳体21内具有密闭的空腔，驱动电机位于空腔内。驱动电机与连接导线31通讯连接，从而可以利用连接导线31为驱动电机供电。

驱动电机的输出轴221可以穿过安装壳体21，以与螺旋桨23连接，从而可以驱动螺旋桨23转动。如图6所示，桨壳24与安装壳体21连接，桨壳24具有进水口242和出水口241，出水口241与导流通道相对，螺旋桨23设于桨壳24内，由此可以利用桨壳24保护螺旋桨23。

根据本发明的一些实施例，如图3-图5所示，动力部14可以包括船体部11。其中，船体部11具有安装腔110，动力装置20设于安装腔110内。船体部11具有过线孔115，过线孔115贯通船体部11，且过线孔115与安装腔110连通，防护管32穿设于过线孔115内。

由此便于安装防护管32。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，无人船100还可以包括用于保护动力部14底部的防护杆116，防护杆116的一端与动力部14连接，防护杆116的另一端通过固定组件与动力部14连接，以将防护杆116固设于动力部14。进一步地，防护杆116的一端与动力部14插接。

在一些实施例中，如图3所示，固定组件包括固定座1163，防护杆116的另一端穿设于固定座1163，固定座1163通过螺钉固设于动力部14。由此便于将防护杆116固定于动力部14。需要说明的是，在对防护杆116安装时，可以先将防护杆116的一端插设于动力部114，再将防护杆32的另一端插设于固定座1163上，最后将固定座1163通过螺钉安装在动力部14上，至此可以将防护杆116安装至动力部14。

需要说明的是，防护杆116的固定方式并不限于此，例如，在一些实施例中，固定组件包括：螺纹件和固定罩，固定罩罩设于防护杆116，固定罩通过螺纹件固设于动力部14。在对防护杆116安装时，可以先将防护杆116的一端插设于动力部114，再利用固定罩将防护杆32的另一端贴合至动力部14上，再利用螺纹件将固定罩固定在动力部14上，至此可以将防护杆116安装至动力部14。进一步地，螺纹件可以为多个，且部分螺纹件位于防护杆116的一侧，部分螺纹件位于防护杆116的另一侧。由此可以提升防护杆116的安装稳定性和可靠性。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，防护杆116可以包括第一段1161和第二段1162。其中，第一段1161的一端通过固定组件与动力部14连接，第二段1162的另一端与第一段1161连接，第二段1162的另一端与动力部14插接，第一段1161和第二段1162的夹角为钝角。由此，可以使第一段1161和第二段1162构造出包围结构，将动力部14包裹起来，从而可以更好的保护动力部14。

进一步地，如图5所示，第一段1161远离第二段1162的一端通过固定座1163与船体部11的底面112连接，第二段1162远离第一段1161的一端与第二端面连接。具体地，第二端面上可以形成有安装孔，第二段1162远离第一段1161的一端与安装孔配合。安装时，先将第二段1162远离第一段1161的一端与安装孔配合，再将第一段1161远离第二段1162的一端通过固定座1163与船体部11的底面112连接。这样，既保证了防护杆116安装强度，又减小了无人船100的装配难度。本实施例中，防护杆116的设置保证了无人船100的航行安全性，避免无人船100在搁浅时损坏无人船的船体部11。

为了避免第一段1161和第二段1162之间出现应力集中，在一些实施例中，第一段1161与第二段1162之间圆滑过渡。由此可以提升防护杆116的结构强度。如图1、图2所示，在一些实施例中，防护杆116为多根，多根防护杆116平行设置。由此，可以更好的保护动力部14。更进一步地，如图3、图4所示，每个动力部14上设有至少两根防护杆116。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”、“径向”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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种无人船的动力装置，其特征在于，包括：

安装壳体；和

至少一组动力组件，所述动力组件包括驱动电机、桨壳和螺旋桨，所述驱动电机设于所述安装壳体内，所述桨壳与所述安装壳体连接，所述桨壳具有进水口和出水口，所述螺旋桨设于所述桨壳内，所述驱动电机与所述螺旋桨连接以驱动所述螺旋桨转动。

2.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述动力组件为多组，多组动力组件间隔排布。

3.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述进水口设于所述桨壳的外周壁，所述进水口为多个，多个所述进水口沿所述桨壳的周向方向间隔分布。

4.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述出水口设于所述桨壳的远离所述安装壳体的一端。

5.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述桨壳的远离所述安装壳体的部分形成为锥形部，沿所述桨壳的轴向且在从所述安装壳体到所述桨壳的方向上，所述锥形部的内径逐渐减小，所述进水口位于所述锥形部的上游侧，所述出水口设在所述锥形部的下游端。

6.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述桨壳与所述安装壳体可拆卸相连。

7.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述桨壳的靠近所述安装壳体的一端设有避让口，所述驱动电机的输出轴穿过所述避让口伸入所述桨壳内与所述螺旋桨相连。

8.根据权利要求1所述的无人船的动力装置，其特征在于，所述安装壳体的外表面上设有连接柱，所述连接柱具有连通孔，所述连通孔与所述安装壳体内部连通以用于供所述驱动电机的连接导线穿过。

9.一种无人船的船体，其特征在于，包括：

动力部，所述动力部包括权利要求1-8中任一项所述的动力装置；和

浮力部，所述浮力部与所述动力部相连。

10.一种无人船，其特征在于，包括根据权利要求9所述的船体。

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