CN114261476A - 一种无人船自动靠泊系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人船自动靠泊系统，属于无人船靠泊设备技术领域，包括固设在沿岸侧边处的多个顶棚板，所述顶棚板的内部固设有位置调整机构，位置调整机构包括X向调节组件、Y向调节组件以及Z向调节组件，X向调节组件固接在固定架的内侧壁上，固定架固接在顶棚板的内侧壁上，X向调节组件的内侧连接有固定板，固定板的底部与Y向调节组件连接；本发明能够实现无人船精准靠泊，靠泊效果较好，为无人船提供防护效果，安全性高，能够适配各种连接座间距不同的船体使用，适用范围广，能降低海浪对无人船产生多个方向的冲击力，实现船体的柔性靠泊，同时可保证无人船能够安全范围内浮动，不会产生碰撞，适用于多个无人船靠泊，靠泊效率更高。

Description

一种无人船自动靠泊系统

技术领域

本发明属于无人船靠泊设备技术领域，具体涉及一种无人船自动靠泊系统。

背景技术

无人船是一种可以无需遥控，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的全自动水面机器人，国内自主研发的“领航者”号海洋高速无人船，融合多种高新技术、能够广泛应用于环保监测和搜索救援、安防巡逻等领域的“水面智能机器人”，这种“水面智能机器人”融合了船舶、通信、自动化、机器人控制、远程监控、网络化系统等技术，实现了自主导航、智能避障、远距离通信、视频实时传输和网络化监控等功能。

目前，现有的无人船由于需要在船上安装各种高端精密电子设备，当无人船在靠泊时一般是直接靠在沿岸的岸边的，其船上的高端精密电子设备容易受到雨水的侵蚀以及其他人员的恶意损坏，安全性较差，且无人船在靠泊时，需要无人船依靠自身的动力移动到岸边，当无人船自身靠泊精度不够时，容易直接碰撞到岸边，靠泊效果较差，靠泊后需要通过缆绳等连接固定，受到海浪等冲击效果，无人船在靠泊后还容易来回移动，从而与岸边形成撞击，进一步对无人船造成损伤，从而使无人船的使用寿命大幅度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人船自动靠泊系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人船自动靠泊系统，包括固设在沿岸侧边处的多个顶棚板，所述顶棚板的内部固设有位置调整机构，位置调整机构包括X向调节组件、Y向调节组件以及Z向调节组件，X向调节组件固接在固定架的内侧壁上，固定架固接在顶棚板的内侧壁上，X向调节组件的内侧连接有固定板，固定板的底部与Y向调节组件连接，Y向调节组件的底部与Z向调节组件连接，Z向调节组件的底部固接有连接板，连接板的内侧设有间距调节机构，间距调节机构上连接有两个柔性减震连接机构，两个柔性减震连接机构远离连接板的一端处均固接有夹爪机构。

优选的，所述X向调节组件包括固接在固定架内侧壁上的驱动电机一，驱动电机一的输出轴上固接有齿轮一，齿轮一与齿板相啮合，齿板固接在固定板的一侧壁上。

优选的，所述固定板的顶部固接有两个滑动套，两个滑动套分别滑动在固定框的两侧壁，固定框固接在固定架的内侧。

优选的，所述Y向调节组件包括固接在固定板底部的驱动电机二，驱动电机二的输出轴与直线丝杠的一端固接，直线丝杠的另一端转动连接在固定板的底部，直线丝杠的外壁上螺旋传动连接有移动块，移动块的两端均滑动在导向杆上，两个导向杆均固接在固定板的底部。

优选的，所述Z向调节组件包括固接在移动块底部的连接框，连接框的内顶部固接有电动推杆，电动推杆的伸缩轴与移动套固接，移动套滑动在连接框上，移动套固接在连接板的侧壁上。

优选的，所述间距调节机构包括嵌设固接在连接板内的双轴电机，双轴电机的两个输出轴分别与两个调节丝杠的一端固接，两个调节丝杠的另一端均转动连接在连接板内，两个调节丝杠的外壁上均螺旋传动连接有调节块，两个调节块分别滑动在连接板侧壁上开设的两个调节槽内。

优选的，所述柔性减震连接机构包括两个连接块，一个连接块的一端与调节块的侧壁固接，两个连接块相对的一端分别与两个球座的外壁固接，球座内活动有活动球，两个活动球分别固接在两个活动柱的一端处，球座与连接柱的外壁上弹性固接有多个弯曲状的减震簧一，多个减震簧一呈环形等距设置，两个活动柱活动连接在连接柱两端外壁上，连接柱的两端处均固接有活动块，两个活动块分别滑动在两个活动柱内部开设的活动腔内，两个活动柱的外壁上均固接有固定环，两个固定环之间弹性固接有减震簧二。

优选的，所述夹爪机构包括固接在另一个连接块外壁上的驱动电机三，驱动电机三的输出轴上固接有齿轮二，齿轮二与齿环相啮合，齿环固接在转动环的外壁上，转动环转动连接在另一个连接块的外壁上，转动环的外壁上固接有对称设置的铰接块，两个铰接块通过两个铰接杆与两个凸块相铰接，两个凸块分别固接在两个夹爪的侧壁上，两个夹爪的移动端均活动在套板内，两个夹爪的夹持端均为半圆形，套板固接在另一端连接块的一端处。

优选的，所述套板的一侧壁上开设有两个活动孔一，套板的另一侧壁上开设有活动孔二。

优选的，所述夹爪机构与船体一侧壁固设的连接座配合使用。

与现有技术相比，本发明提供的无人船自动靠泊系统，至少包括如下有益效果：

(1)通过设置位置调整机构，不需要无人船自身具备高精度的靠泊功能，只需无人船自动移动到顶棚板的范围内，可自动调整夹爪机构的位置，使夹爪机构能够与船体侧壁上的连接座连接，连接后能够自动将其拖曳到顶棚板内，实现精准的靠泊功能，无人船在靠泊时不易直接碰撞到岸边，靠泊效果较好，且顶棚板能够为无人船提供防护效果，船上的高端精密电子设备不易受到雨水的侵蚀以及其他人员的恶意损坏，安全性高；

(2)通过间距调节机构的设置，根据船体侧壁上两个连接座之间的间距调节两个夹爪机构之间的间距，以确保两个夹爪机构都可顺利与两个连接座连接，能够适配各种连接座间距不同的船体使用，适用范围广；

(3)通过柔性减震连接机构的设置，在减震簧一和减震簧二的作用下可大幅度削减无人船产生的浮动强度，能降低海浪对无人船产生多个方向的冲击力，既能实现船体的柔性靠泊，同时可保证无人船能够安全范围内浮动，不会碰撞到岸边以及顶棚板，多个无人船靠泊后彼此之间也不会发生碰撞，提高了无人船的使用寿命，能适用于多个无人船一起靠泊，效率更高；

综上所述，本发明能够实现无人船精准靠泊，靠泊效果较好，为无人船提供防护效果，安全性高，能够适配各种连接座间距不同的船体使用，适用范围广，能降低海浪对无人船产生多个方向的冲击力，实现船体的柔性靠泊，同时可保证无人船能够安全范围内浮动，不会产生碰撞，适用于多个无人船靠泊，靠泊效率更高。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明单个顶棚板内部的结构示意图；

图3为本发明X向调节组件连接处的结构示意图；

图4为本发明Y向调节组件连接处的结构示意图；

图5为本发明Z向调节组件连接处的结构示意图；

图6为本发明连接板剖视的结构示意图；

图7为本发明柔性减震连接机构连接处的结构示意图；

图8为本发明两个活动柱连接处剖视的结构示意图；

图9为本发明夹爪机构的结构示意图；

图10为本发明套板的结构示意图；

图11为本发明船体的结构示意图。

图中：1、顶棚板；2、位置调整机构；21、固定架；22、X向调节组件；221、驱动电机一；222、齿轮一；223、齿板；23、固定板；24、滑动套；25、固定框；26、Y向调节组件；261、驱动电机二；262、直线丝杠；263、移动块；264、导向杆；27、Z向调节组件；271、连接框；272、电动推杆；273、移动套；3、连接板；4、间距调节机构；41、双轴电机；42、调节丝杠；43、调节块；5、柔性减震连接机构；51、连接块；52、球座；53、活动球；54、活动柱；55、减震簧一；56、连接柱；57、活动块；58、固定环；59、减震簧二；6、夹爪机构；61、驱动电机三；62、齿轮二；63、齿环；64、转动环；65、铰接块；66、铰接杆；67、凸块；68、夹爪；69、套板；6901、活动孔一；6902、活动孔二；7、连接座；8、船体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

请参阅图1-11，本发明提供一种无人船自动靠泊系统，包括固设在沿岸侧边处的多个顶棚板1，顶棚板1的内部固设有位置调整机构2，位置调整机构2包括X向调节组件22、Y向调节组件26以及Z向调节组件27，X向调节组件22固接在固定架21的内侧壁上，固定架21固接在顶棚板1的内侧壁上，X向调节组件22的内侧连接有固定板23，固定板23的底部与Y向调节组件26连接，Y向调节组件26的底部与Z向调节组件27连接，Z向调节组件27的底部固接有连接板3，连接板3的内侧设有间距调节机构4，间距调节机构4上连接有两个柔性减震连接机构5，两个柔性减震连接机构5远离连接板3的一端处均固接有夹爪机构6。

进一步地，X向调节组件22包括固接在固定架21内侧壁上的驱动电机一221，驱动电机一221的输出轴上固接有齿轮一222，齿轮一222与齿板223相啮合，齿板223固接在固定板23的一侧壁上；用于根据船体8自身的位置调整夹爪机构6的水平位置。

进一步地，固定板23的顶部固接有两个滑动套24，两个滑动套24分别滑动在固定框25的两侧壁，固定框25固接在固定架21的内侧；保持固定板23在水平调节时更加稳定。

进一步地，Y向调节组件26包括固接在固定板23底部的驱动电机二261，驱动电机二261的输出轴与直线丝杠262的一端固接，直线丝杠262的另一端转动连接在固定板23的底部，直线丝杠262的外壁上螺旋传动连接有移动块263，移动块263的两端均滑动在导向杆264上，两个导向杆264均固接在固定板23的底部；用于带动夹爪机构6移动并靠近船体8一侧壁上的连接座7。

进一步地，Z向调节组件27包括固接在移动块263底部的连接框271，连接框271的内顶部固接有电动推杆272，电动推杆272的伸缩轴与移动套273固接，移动套273滑动在连接框271上，移动套273固接在连接板3的侧壁上；用于根据当日水位高度调整夹爪机构6的高度位置。

进一步地，间距调节机构4包括嵌设固接在连接板3内的双轴电机41，双轴电机41的两个输出轴分别与两个调节丝杠42的一端固接，两个调节丝杠42的另一端均转动连接在连接板3内，两个调节丝杠42的外壁上均螺旋传动连接有调节块43，两个调节块43分别滑动在连接板3侧壁上开设的两个调节槽内；用于根据船体8侧壁上两个连接座7之间的间距调节两个夹爪机构6之间的间距，以确保两个夹爪机构6都可顺利与两个连接座7连接，能够适配各种连接座7间距不同的船体8使用，适用范围广。

进一步地，柔性减震连接机构5包括两个连接块51，一个连接块51的一端与调节块43的侧壁固接，两个连接块51相对的一端分别与两个球座52的外壁固接，球座52内活动有活动球53，两个活动球53分别固接在两个活动柱54的一端处，球座52与连接柱56的外壁上弹性固接有多个弯曲状的减震簧一55，多个减震簧一55呈环形等距设置，两个活动柱54活动连接在连接柱56两端外壁上，连接柱56的两端处均固接有活动块57，两个活动块57分别滑动在两个活动柱54内部开设的活动腔内，两个活动柱54的外壁上均固接有固定环58，两个固定环58之间弹性固接有减震簧二59；在减震簧一55和减震簧二59的作用下可大幅度削减无人船产生的浮动强度，能降低海浪对无人船产生多个方向的冲击力，保证无人船能够安全范围内浮动，不会碰撞到岸边以及顶棚板1，多个无人船靠泊后彼此之间也不会发生碰撞，提高了无人船的使用寿命。

进一步地，夹爪机构6包括固接在另一个连接块51外壁上的驱动电机三61，驱动电机三61的输出轴上固接有齿轮二62，齿轮二62与齿环63相啮合，齿环63固接在转动环64的外壁上，转动环64转动连接在另一个连接块51的外壁上，转动环64的外壁上固接有对称设置的铰接块65，两个铰接块65通过两个铰接杆66与两个凸块67相铰接，两个凸块67分别固接在两个夹爪68的侧壁上，两个夹爪68的移动端均活动在套板69内，两个夹爪68的夹持端均为半圆形，套板69固接在另一端连接块51的一端处；用于连接船体8。

进一步地，套板69的一侧壁上开设有两个活动孔一6901，套板69的另一侧壁上开设有活动孔二6902；便于凸块67以及夹爪68移动。

进一步地，夹爪机构6与船体8一侧壁固设的连接座7配合使用；用于连接船体8。

在使用时，无人船依靠自身动力移动到岸边的顶棚板1处并保持不动，此时通过位置调整机构2的设置，先启动X向调节组件22中的驱动电机一221，驱动电机一221带动齿轮一222旋转，齿轮一222通过与齿板223的啮合作用带动固定板23左右移动，根据船体8自身的位置调整夹爪机构6的水平位置，再启动Z向调节组件27中的电动推杆272，电动推杆272带动移动套273上下移动，根据当日水位高度调整夹爪机构6的高度位置，最后启动Y向调节组件26中的驱动电机二261，驱动电机二261带动直线丝杠262旋转，直线丝杠262通过与移动块263的螺旋传动作用带动夹爪机构6移动并靠近船体8一侧壁上的连接座7，再通过间距调节机构4的设置，启动双轴电机41工作并带动两个调节丝杠42旋转，调节丝杠42通过与调节块43的螺旋传动作用使两个夹爪机构6相互靠近或远离，从而根据船体8侧壁上两个连接座7之间的间距调节二者之间的间距，以确保两个夹爪机构6都可顺利与两个连接座7连接，当夹爪机构6间距调节完毕并移动到连接座7的位置处时，启动夹爪机构6上的驱动电机三61工作，驱动电机三61带动齿轮二62旋转，齿轮二62通过与齿环63的啮合作用带动转动环64旋转，转动环64通过铰接块65、铰接杆66和凸块67的铰接作用使两个夹爪68相靠近，利用夹爪68与连接座7的夹持连接作用，从而将无人船固定住，最后使X向调节组件22和Y向调节组件26复位，从而可自动将无人船拖曳到顶棚板1内，实现更加精准的靠泊，无人船在靠泊时不易直接碰撞到岸边，靠泊效果较好，且顶棚板1能够为无人船提供防护效果，船上的高端精密电子设备不易受到雨水的侵蚀以及其他人员的恶意损坏，安全性高，在靠泊后，由于无人船会受到来自海浪的冲击作用而上下、左右、前后或结合上述一起浮动，通过柔性减震连接机构5的设置，当无人船自身发生浮动时，球座52与活动球53之间产生转动并发生相对位移，同时两个活动柱54和连接柱56之间也可以伸缩，此时在减震簧一55和减震簧二59的作用下可大幅度削减无人船产生的浮动强度，能降低海浪对无人船产生多个方向的冲击力，保证无人船能够安全范围内浮动，不会碰撞到岸边以及顶棚板1，多个无人船靠泊后彼此之间也不会发生碰撞，提高了无人船的使用寿命，能适用于多个无人船一起靠泊，效率更高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种无人船自动靠泊系统，包括固设在沿岸侧边处的多个顶棚板（1），其特征在于：所述顶棚板（1）的内部固设有位置调整机构（2），位置调整机构（2）包括X向调节组件（22）、Y向调节组件（26）以及Z向调节组件（27），X向调节组件（22）固接在固定架（21）的内侧壁上，固定架（21）固接在顶棚板（1）的内侧壁上，X向调节组件（22）的内侧连接有固定板（23），固定板（23）的底部与Y向调节组件（26）连接，Y向调节组件（26）的底部与Z向调节组件（27）连接，Z向调节组件（27）的底部固接有连接板（3），连接板（3）的内侧设有间距调节机构（4），间距调节机构（4）上连接有两个柔性减震连接机构（5），两个柔性减震连接机构（5）远离连接板（3）的一端处均固接有夹爪机构（6）。

2.根据权利要求1所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述X向调节组件（22）包括固接在固定架（21）内侧壁上的驱动电机一（221），驱动电机一（221）的输出轴上固接有齿轮一（222），齿轮一（222）与齿板（223）相啮合，齿板（223）固接在固定板（23）的一侧壁上。

3.根据权利要求1所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述固定板（23）的顶部固接有两个滑动套（24），两个滑动套（24）分别滑动在固定框（25）的两侧壁，固定框（25）固接在固定架（21）的内侧。

4.根据权利要求1所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述Y向调节组件（26）包括固接在固定板（23）底部的驱动电机二（261），驱动电机二（261）的输出轴与直线丝杠（262）的一端固接，直线丝杠（262）的另一端转动连接在固定板（23）的底部，直线丝杠（262）的外壁上螺旋传动连接有移动块（263），移动块（263）的两端均滑动在导向杆（264）上，两个导向杆（264）均固接在固定板（23）的底部。

5.根据权利要求4所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述Z向调节组件（27）包括固接在移动块（263）底部的连接框（271），连接框（271）的内顶部固接有电动推杆（272），电动推杆（272）的伸缩轴与移动套（273）固接，移动套（273）滑动在连接框（271）上，移动套（273）固接在连接板（3）的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述间距调节机构（4）包括嵌设固接在连接板（3）内的双轴电机（41），双轴电机（41）的两个输出轴分别与两个调节丝杠（42）的一端固接，两个调节丝杠（42）的另一端均转动连接在连接板（3）内，两个调节丝杠（42）的外壁上均螺旋传动连接有调节块（43），两个调节块（43）分别滑动在连接板（3）侧壁上开设的两个调节槽内。

7.根据权利要求6所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述柔性减震连接机构（5）包括两个连接块（51），一个连接块（51）的一端与调节块（43）的侧壁固接，两个连接块（51）相对的一端分别与两个球座（52）的外壁固接，球座（52）内活动有活动球（53），两个活动球（53）分别固接在两个活动柱（54）的一端处，球座（52）与连接柱（56）的外壁上弹性固接有多个弯曲状的减震簧一（55），多个减震簧一（55）呈环形等距设置，两个活动柱（54）活动连接在连接柱（56）两端外壁上，连接柱（56）的两端处均固接有活动块（57），两个活动块（57）分别滑动在两个活动柱（54）内部开设的活动腔内，两个活动柱（54）的外壁上均固接有固定环（58），两个固定环（58）之间弹性固接有减震簧二（59）。

8.根据权利要求7所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述夹爪机构（6）包括固接在另一个连接块（51）外壁上的驱动电机三（61），驱动电机三（61）的输出轴上固接有齿轮二（62），齿轮二（62）与齿环（63）相啮合，齿环（63）固接在转动环（64）的外壁上，转动环（64）转动连接在另一个连接块（51）的外壁上，转动环（64）的外壁上固接有对称设置的铰接块（65），两个铰接块（65）通过两个铰接杆（66）与两个凸块（67）相铰接，两个凸块（67）分别固接在两个夹爪（68）的侧壁上，两个夹爪（68）的移动端均活动在套板（69）内，两个夹爪（68）的夹持端均为半圆形，套板（69）固接在另一端连接块（51）的一端处。

9.根据权利要求8所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述套板（69）的一侧壁上开设有两个活动孔一（6901），套板（69）的另一侧壁上开设有活动孔二（6902）。

10.根据权利要求1所述的一种无人船自动靠泊系统，其特征在于：所述夹爪机构（6）与船体（8）一侧壁固设的连接座（7）配合使用。

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