CN114162277A - 一种抗风浪型无人艇 - Google Patents

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Abstract

本发明属于船舶设备技术领域，涉及一种抗风浪型无人艇，其解决了现有无人艇抗风浪能力较低等问题。本无人艇包括船体，船体的两侧铰接有平衡翼，平衡翼的外端设置有浮力仓，船体的两侧还设置有伸缩杆，伸缩杆的下端铰接于船体上，伸缩杆的上端与平衡翼的下表面相铰接，船体的两侧下方还开设有凹槽，当伸缩杆收缩时，平衡翼向下摆动使浮力仓嵌设于凹槽内。当风浪较小时，伸缩杆处于收缩状态，平衡翼向下摆动使浮力仓下降水面下，嵌设于凹槽内，减小船舶前进和转向阻力；当风浪较大时，伸缩杆处于伸长状态，平衡翼展开，模仿鸟类滑翔时的形状，增强稳定性，两侧展开的浮力仓，扩大船受浮力的受力面积提高船体的稳定性，从而提高无人艇的抗风浪能力。

Description

一种抗风浪型无人艇
技术领域
本发明属于船舶设备技术领域，涉及一种抗风浪型无人艇。
背景技术
目前无人艇的研究仍然处于初级阶段。无人艇涉及到控制系统，通信系统，感知系统。无人艇在军事和非军事方面得到运用，可以代替人类完成危险性任务，同时多个无人艇可协同合作完成任务。
专利CN214138868U公开了一种大船勘察用无人艇，其包括船体、设置在船上的摄像机，所述船体上设有支架，所述摄像机固定在支架上，所述摄像机的摄像头上套设有伸缩管，所述伸缩管包括固定在支架上的固定套和滑移连接在固定套上的滑套，所述固定套和滑套上分别铰接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆对接的一端相互铰接，所述支架上固定设有气缸，所述气缸的活塞杆的端部铰接有拉杆，所述拉杆远离气缸的一端铰接在第一连杆和第二连杆的对接处；所述气缸驱动拉杆往复移动，所述拉杆拉动第一连杆和第二连杆收拢或者延展，带动所述滑套在固定套上往复滑动。本实用新型具有提高无人艇在恶劣的天气下的勘察的能力的效果。
但上述专利仅考虑摄像机在恶劣天气中的影响，而未考虑无人艇自身在风浪较大的恶劣天气中的影响，无人艇在海面工作时受到风浪影响在海面上运行做六自由度，其工作环境包含多种海况，在海况恶劣时有侧翻的危险，影响无人艇的正常作业。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种抗风浪型无人艇，本发明所要解决的技术问题是：如何提高本无人艇的抗风浪能力。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种抗风浪型无人艇，其特征在于，所述无人艇包括船体，所述船体的两侧铰接有平衡翼，所述平衡翼的外端设置有浮力仓，所述船体的两侧还设置有伸缩杆，所述伸缩杆的下端铰接于所述船体上，所述伸缩杆的上端与所述平衡翼的下表面相铰接，所述船体的两侧下方还开设有凹槽，当所述伸缩杆收缩时，所述平衡翼向下摆动使所述浮力仓嵌设于所述凹槽内。
其工作原理如下：当风浪较小时，伸缩杆处于收缩状态，平衡翼向下摆动使浮力仓下降下水面下，并嵌设于凹槽内，减小船舶前进和转向阻力；当风浪较大时，伸缩杆处于伸长状态，平衡翼展开，模仿鸟类滑翔时的形状，增强稳定性，两侧展开的浮力仓，扩大船受浮力的受力面积提高船体的稳定性，从而提高无人艇的抗风浪能力。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述船体的下方还设置有重锤，且两者之间设置有能够带动重锤升降的直线电机。设计有重锤后，当风浪较小时，直线电机带动重锤回缩至船体内部，减小船舶前进和转向的阻力；当风浪较大时，直线电机带动重锤下降到船体底部外，降低船的重心，增强无人艇的抗风浪能力。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述浮力仓开设有内腔，所述内腔中设置有两个电磁阀，两个电磁阀分别位于所述内腔的上部和下部，所述电磁阀的入水口处设置有滤网。当下放平衡翼时，将电磁阀打开，让水注入浮力仓的内腔再关闭，减小浮力仓浮力，平衡翼下放阻力减小；当平衡翼展开时，阀门打开，让浮力仓中的水流出后再关闭。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述船体的尾部设置有推进器，所述船体的前端设置有摄像头。设计有摄像头后，可起到勘探、观察作用，方便远程操控。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述船体上设置有风向传感器、风速传感器、无线通讯天线、GPS接收天线。设计有无线通讯天线、GPS接收天线，可实现远程终端无线操控，设计有风向传感器、风速传感器，方便控制平衡翼的展开和收拢。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述平衡翼的下表面沿自身长度方向开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有滑块，所述伸缩杆的上端与所述滑块相铰接。当浮力仓与海面接触时，会受到海水阻力以及波浪的外力，因此设计有滑槽和滑块后，平衡翼受到外力后，可发生一定的摆动，降低伸缩块与平衡翼连接处受力的外力，从而避免伸缩杆发生断裂。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述滑槽内还设置有两根压簧，两根压簧分别位于滑块的两侧，所述压簧的内端固定于所述滑槽的端部，所述压簧的外端能够与所述滑块相接触。设计有压簧后，当滑块移动时，可对滑块起到缓冲作用，从而进一步降低伸缩杆受到的外力。
在上述的一种抗风浪型无人艇中，所述伸缩杆包括气缸，所述气缸的活塞杆与所述平衡翼上的滑块相铰接，所述气缸的缸体下端间隔设置有两个凸台，两根凸台间设置有销轴，所述船体上设置有与该销轴转动配合的安装孔，所述销轴上套设有扭簧，所述扭簧的两端分别与所述缸体及船体相连接，所述扭簧能够向所述气缸提供朝向所述船体的预紧力。气缸通过销轴与船体相铰接，而设计有扭簧后，使得气缸具有朝船体摆动的预紧力，当气缸收缩时能够朝上摆动，从而使得浮力仓能够嵌入凹槽中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、当风浪较大时，伸缩杆处于伸长状态，平衡翼展开，模仿鸟类滑翔时的形状，增强稳定性，两侧展开的浮力仓，扩大船受浮力的受力面积提高船体的稳定性，从而提高无人艇的抗风浪能力；
2、当风浪较大时，直线电机带动重锤下降到船体底部外，降低船的重心，增强无人艇的抗风浪能力。
附图说明
图1是本无人艇的立体结构示意图。
图2是平衡翼展开时本无人艇的结构示意图。
图3是平衡翼收拢时本无人艇的结构示意图。
图4是本浮力仓的结构示意图。
图5是本伸缩杆的结构示意图。
图中，1、摄像头；2、平衡翼；3、浮力仓；31、电磁阀；32、滤网；33、入水口；4、伸缩杆；5、风向传感器；6、风速传感器；7、推进器；8、无线通讯天线；9、重锤；10、GPS接收天线；11、凹槽；12、滑槽；13、滑块；14、凸台；15、销轴。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2、图3所示，本无人艇包括船体，船体的两侧铰接有平衡翼2，平衡翼2的外端设置有浮力仓3，船体的两侧还设置有伸缩杆4，伸缩杆4的下端铰接于船体上，伸缩杆4的上端与平衡翼2的下表面相铰接，船体的两侧下方还开设有凹槽11，当伸缩杆4收缩时，平衡翼2向下摆动使浮力仓3嵌设于凹槽11内。
需要注意的是，凹槽11的形状，可视浮力仓3的形状作相应调整，两者能够相配合即可。
上述铰接的方式，可采用铰链或销轴的方式，当然，其它能够实现转动配合的方式均可。
作为优选，船体的下方还设置有重锤9，且两者之间设置有能够带动重锤9升降的直线电机。
作为其它文案，也可采用气缸等文案。
如图5所示，平衡翼2的下表面沿自身长度方向开设有滑槽12，滑槽12内滑动设置有滑块13，伸缩杆4的上端与滑块13相铰接。滑槽12内还设置有两根压簧，两根压簧分别位于滑块13的两侧，压簧的内端固定于滑槽12的端部，压簧的外端能够与滑块13相接触。压簧的安装，可采用弹簧座等方式，当然也可直接焊接于滑槽12内。
滑块13的设计，当平衡翼2及浮力仓3受波浪能等影响发生摆动，滑块13可随着发生滑动，避免伸缩杆4因受力过大而发生断裂。
压簧的设计，当滑块13滑动时，可对其运动起缓冲作用，限定平衡翼2的运动范围，从而避免各组件因运动幅度过大发生干涉、断裂等。
本实施例中，伸缩杆4包括气缸，气缸的活塞杆与平衡翼2上的滑块13相铰接，气缸的缸体下端间隔设置有两个凸台14，两根凸台14间设置有销轴15，船体上设置有与该销轴15转动配合的安装孔，销轴15上套设有扭簧，扭簧的两端分别与缸体及船体相连接，扭簧能够向气缸提供朝向船体的预紧力。
设计有扭簧，可使得伸缩杆4始终具有向船体内侧靠近的倾向，这样保证当伸缩杆4收缩时，平衡翼2能够较好地向下摆动，使浮力仓3能够嵌入于凹槽11内。
作为其它文案，伸缩杆4也可采用直线电机、油缸等文案。
如图4所示，具体来讲，浮力仓3开设有内腔，内腔中设置有两个电磁阀31，两个电磁阀31分别位于内腔的上部和下部，电磁阀31的入水口33处设置有滤网32。
如图1、图2所示，船体的尾部设置有推进器7，船体的前端设置有摄像头1。船体上设置有风向传感器5、风速传感器6、无线通讯天线8、GPS接收天线10。
设计推进器7，可用于推动船体运动，而设计风向传感器5和风速传感器6，可将实时数据通过无线通讯天线8传递至远程终端，从而控制船体作相应动作，如展开或收拢平衡翼，下降或回升重锤，而GPS接收天线10可用于对船体进行定位。
本发明的工作原理如下：
当风浪较小时，伸缩杆4处于收缩状态，平衡翼2向下摆动使浮力仓3下降下水面下，并嵌设于凹槽11内，减小船舶前进和转向阻力，直线电机带动重锤回缩至船体内部，减小船舶前进和转向的阻力
当风浪较大时，伸缩杆4处于伸长状态，平衡翼2展开，模仿鸟类滑翔时的形状，增强稳定性，两侧展开的浮力仓3，扩大船受浮力的受力面积提高船体的稳定性，直线电机带动重锤下降到船体底部外，降低船的重心，增强无人艇的抗风浪能力。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种抗风浪型无人艇，其特征在于，所述无人艇包括船体，所述船体的两侧铰接有平衡翼(2)，所述平衡翼(2)的外端设置有浮力仓(3)，所述船体的两侧还设置有伸缩杆(4)，所述伸缩杆(4)的下端铰接于所述船体上，所述伸缩杆(4)的上端与所述平衡翼(2)的下表面相铰接，所述船体的两侧下方还开设有凹槽(11)，当所述伸缩杆(4)收缩时，所述平衡翼(2)向下摆动使所述浮力仓(3)嵌设于所述凹槽(11)内。
2.根据权利要求1所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述船体的下方还设置有重锤(9)，且两者之间设置有能够带动重锤(9)升降的直线电机。
3.根据权利要求1所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述浮力仓(3)开设有内腔，所述内腔中设置有两个电磁阀(31)，两个电磁阀(31)分别位于所述内腔的上部和下部，所述电磁阀(31)的入水口(33)处设置有滤网(32)。
4.根据权利要求1或2或3所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述船体的尾部设置有推进器(7)，所述船体的前端设置有摄像头(1)。
5.根据权利要求1或2或3所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述船体上设置有风向传感器(5)、风速传感器(6)、无线通讯天线(8)、GPS接收天线(10)。
6.根据权利要求1或2或3所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述平衡翼(2)的下表面沿自身长度方向开设有滑槽(12)，所述滑槽(12)内滑动设置有滑块(13)，所述伸缩杆(4)的上端与所述滑块(13)相铰接。
7.根据权利要求6所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述滑槽(12)内还设置有两根压簧，两根压簧分别位于滑块(13)的两侧，所述压簧的内端固定于所述滑槽(12)的端部，所述压簧的外端能够与所述滑块(13)相接触。
8.根据权利要求7所述的抗风浪型无人艇，其特征在于，所述伸缩杆(4)包括气缸，所述气缸的活塞杆与所述平衡翼(2)上的滑块(13)相铰接，所述气缸的缸体下端间隔设置有两个凸台(14)，两根凸台(14)间设置有销轴(15)，所述船体上设置有与该销轴(15)转动配合的安装孔，所述销轴(15)上套设有扭簧，所述扭簧的两端分别与所述缸体及船体相连接，所述扭簧能够向所述气缸提供朝向所述船体的预紧力。
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