CN117125205B - 一种海洋无人船装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人船技术领域，具体为一种海洋无人船装置，包括无人船体，无人船体上设有驱动单元、充电单元、支撑单元、定位单元和清理单元，无人船体的内部设有蓄电池，支撑单元包括呈圆周阵列设于无人船体侧面的支撑液压缸，支撑液压缸的输出端上设有漂浮座，定位单元包括设于无人船体顶面的电气箱，清理单元包括设于定位箱底面的清理液压缸，清理液压缸的输出端上设有清理转向电机，清理转向电机的输出端上设有清理转向轴，清理转向轴上设有伸缩液压缸，伸缩液压缸的输出端上设有清理刀。本发明通过支撑单元将漂浮座呈圆周阵列分散在无人船体的侧面来提高稳定性，同时通过清理单元对无人船体和漂浮座底部附着的海洋生物进行清理。

Description

一种海洋无人船装置

技术领域

本发明涉及无人船技术领域，具体为一种海洋无人船装置。

背景技术

无人船是一种可以无需遥控，是指无需任何人员在其上操作控制，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船只，它能够在没有船员的情况下进行任务执行，随着先进的计算机技术和传感器的发展，无人船正在成为各种水上应用场景的重要组成部分。

公告号为CN113428302B的发明专利，公开了一种海洋无人船装置，包括两个船体和船板，两个所述船体的顶侧均固定安装有电池箱，所述船板的一侧开设有调节槽孔，两个所述电池箱相互靠近的一侧共同安装有设置在所述调节槽孔内的调节机构，所述调节机构用于调节两个所述船体的间距；所述船板的底侧固定安装有L形架，所述L形架一侧开设有转动槽，所述转动槽的两侧内壁通过下放驱动机构安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端通过传动轴连接螺旋桨，所述下放驱动机构用于将所述螺旋桨下放或收回。

但是以上专利依然存在不足：1、该专利的稳定性不足，只是通过调节机构带动两个电池箱同步反向移动，进而带动两个船体同步反向移动，从而调节两个船体之间的间距避免侧翻，但是这种调节方式只是增加了两个船体之间的横向间距，也只能防止船体侧翻，当海上的风浪较大时，浪潮会从各个角度拍打在船体上，导致船体直接翻掉；2、该专利无法对船体底部附着的海洋生物进行清理，当船体在海面上长时间的漂浮后，船体底部会附着一些水生生物，导致船体的重量增加，影响船体的灵活性。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种海洋无人船装置，以解决上述背景技术中提出的该专利的稳定性不足和无法对船体底部附着的海洋生物进行清理的问题。

本发明的技术方案是：

一种海洋无人船装置，包括无人船体，所述无人船体上设有驱动单元、充电单元、支撑单元、定位单元和清理单元，所述无人船体的内部设有蓄电池，所述驱动单元包括设于所述无人船体底面的驱动液压缸，所述驱动液压缸的输出端上设有驱动转向电机，所述驱动转向电机的输出端上设有驱动转向轴，所述驱动转向轴上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端上设有螺旋桨，所述充电单元包括设于所述无人船体底面的充电液压缸，所述充电液压缸的输出端上设有充电转向电机，所述充电转向电机的输出端上设有充电转向轴，所述充电转向轴上设有发电机，所述发电机的输出端上设有水轮，所述支撑单元包括呈圆周阵列设于所述无人船体侧面的支撑液压缸，所述支撑液压缸的输出端上设有漂浮座，所述定位单元包括设于所述无人船体顶面的电气箱，所述电气箱的内部设有卷扬机，所述卷扬机的卷筒上设有钢丝绳，所述钢丝绳的牵引端延伸至所述电气箱的底部，所述钢丝绳延伸至所述电气箱底部的牵引端上设有定位箱，所述定位箱的内部设有进水阀和出水阀，所述清理单元包括设于所述定位箱底面的清理液压缸，所述清理液压缸的输出端上设有清理转向电机，所述清理转向电机的输出端上设有清理转向轴，所述清理转向轴上设有伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的输出端上设有清理刀。

优选的，所述无人船体为圆柱形结构，若干所述漂浮座共形成一个漂浮圆环。

优选的，所述无人船体的侧面呈圆周阵列设有支撑侧槽，所述支撑液压缸设于所述支撑侧槽的内壁上，所述支撑侧槽的内壁上还呈圆周阵列设有伸缩套管，所述伸缩套管的输出端与所述漂浮座相连接。

优选的，所述无人船体的底面呈对称设有驱动底槽和充电底槽，所述驱动液压缸设于所述驱动底槽的内壁上，所述充电液压缸设于所述充电底槽的内壁上，所述定位箱的底面中心处设有清理底槽，所述清理液压缸设于所述清理底槽的内壁上。

优选的，所述驱动底槽、所述充电底槽和所述清理底槽的槽口处均呈对称设有密封槽，所述密封槽的内壁上设有密封液压缸，所述密封液压缸的输出端上设有封闭板，所述封闭板的板面上设有半圆形结构的卡槽。

优选的，所述卡槽的内壁上设有滑槽，所述滑槽的内壁上设有密封弹簧，所述密封弹簧的另一端上设有密封块。

优选的，所述电气箱的底面设有安装板，所述安装板的底面与所述无人船体的顶面之间呈圆周阵列设有安装柱，所述无人船体的中心处设有圆台形结构的定位孔，所述定位箱为适配于所述定位孔的圆台形结构。

优选的，所述安装板的底面呈对称转动设有导向板。

优选的，所述安装板的底面设有圆环形的插座，所述定位箱的顶面设有圆环形的插头。

优选的，所述定位箱的底面呈对称设有两个连接孔，所述进水阀的输入端和所述出水阀输出端分别与两个连接孔相连接，所述连接孔的内壁上设有过滤网。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

其一，本发明通过支撑单元将漂浮座呈圆周阵列分散在无人船体的侧面，即可提高无人船体在海面上的稳定性，从而应对从各个角度拍打在船体上的浪潮，同时通过清理单元对无人船体和漂浮座底部附着的海洋生物进行清理，即可防止海洋生物附着在无人船体和漂浮座的底部。

其二，本发明通过支撑液压缸驱动若干漂浮座呈圆周阵列分散在无人船体的侧面，从而应对从各个角度拍打在船体上的浪潮，同时通过漂浮座带动伸缩套管拉长，伸缩套管呈圆周阵列连接于漂浮座和无人船体之间，不仅能够提高漂浮座与无人船体之间的连接稳定性，从而提高无人船体在海面上的稳定性，还能够降低支撑液压缸所受的冲击力，从而使漂浮座与无人船体之间连接的更加稳定。

其三，本发明通过通过卷扬机将钢丝绳连接的定位箱收回原位，然后通过清理液压缸将清理转向电机、清理转向轴、伸缩液压缸和清理刀伸入海水中，接着通过清理转向电机带动清理刀转动来将无人船体和漂浮座底部附着的海洋生物清理掉，即可防止海洋生物附着在无人船体和漂浮座的底部，同时通过伸缩液压缸伸长清理刀的清理范围，从而对无人船体和漂浮座底部附着的海洋生物进行清理。

附图说明

图1为本发明的海洋无人船装置的第一视角立体结构示意图；

图2为本发明的海洋无人船装置的第二视角立体结构示意图；

图3为本发明的图2中的A处放大结构示意图；

图4为本发明的图2中的B处放大结构示意图；

图5为本发明的图2中的C处放大结构示意图；

图6为本发明的海洋无人船装置的第一视角剖视结构示意图；

图7为本发明的海洋无人船装置的第二视角剖视结构示意图；

图8为本发明的海洋无人船装置的第三视角剖视结构示意图；

图9为本发明的图8中的D处放大结构示意图。

图中：

1、无人船体；11、蓄电池；2、驱动液压缸；21、驱动转向电机；22、驱动转向轴；23、驱动电机；24、螺旋桨；3、充电液压缸；31、充电转向电机；32、充电转向轴；33、发电机；34、水轮；4、支撑液压缸；41、漂浮座；42、伸缩套管；5、电气箱；51、卷扬机；52、钢丝绳；53、定位箱；531、进水阀；532、出水阀；533、过滤网；54、安装板；541、安装柱；55、插座；551、插头；56、导向板；6、清理液压缸；61、清理转向电机；62、清理转向轴；63、伸缩液压缸；64、清理刀；71、驱动底槽；72、充电底槽；73、清理底槽；74、密封槽；75、密封液压缸；76、封闭板；77、卡槽；78、滑槽；79、密封弹簧；80、密封块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图9，本发明通过以下实施例来详述上述技术方案：

一种海洋无人船装置，包括无人船体1，无人船体1上设有驱动单元、充电单元、支撑单元、定位单元和清理单元，无人船体1的内部设有蓄电池11，驱动单元包括设于无人船体1底面的驱动液压缸2，驱动液压缸2的输出端上设有驱动转向电机21，驱动转向电机21的输出端上设有驱动转向轴22，驱动转向轴22上设有驱动电机23，驱动电机23的输出端上设有螺旋桨24，充电单元包括设于无人船体1底面的充电液压缸3，充电液压缸3的输出端上设有充电转向电机31，充电转向电机31的输出端上设有充电转向轴32，充电转向轴32上设有发电机33，发电机33的输出端上设有水轮34，支撑单元包括呈圆周阵列设于无人船体1侧面的支撑液压缸4，支撑液压缸4的输出端上设有漂浮座41，定位单元包括设于无人船体1顶面的电气箱5，电气箱5的内部设有卷扬机51，卷扬机51的卷筒上设有钢丝绳52，钢丝绳52的牵引端延伸至电气箱5的底部，钢丝绳52延伸至电气箱5底部的牵引端上设有定位箱53，定位箱53的内部设有进水阀531和出水阀532，清理单元包括设于定位箱53底面的清理液压缸6，清理液压缸6的输出端上设有清理转向电机61，清理转向电机61的输出端上设有清理转向轴62，清理转向轴62上设有伸缩液压缸63，伸缩液压缸63的输出端上设有清理刀64。

将无人船体1投放到海面上后，即可通过驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置，具体的，首先通过驱动液压缸2将驱动转向电机21、驱动转向轴22、驱动电机23和螺旋桨24伸入海水中，然后通过驱动电机23驱动螺旋桨24转动，同时通过驱动转向电机21调节螺旋桨24的方向，驱动转向电机21调节螺旋桨24三百六十度转动，不仅减少了零件数量，从而降低了故障率和成本，还提高了无人船体1的灵活性，从而快速驱动无人船体1在海面上全方位移动至预定位置。

驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置时，通过支撑单元将漂浮座41聚拢在无人船体1的侧面，即可降低无人船体1所受的海水阻力，具体的，无人船体1为圆柱形结构，若干漂浮座41共形成一个漂浮圆环，从而在驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置时，通过支撑液压缸4驱动若干漂浮座41形成一个漂浮圆环套设在无人船体1的侧面，从而降低无人船体1在海面上移动至预定位置时所受的海水阻力。

驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置后，通过支撑单元将漂浮座41呈圆周阵列分散在无人船体1的侧面，即可提高无人船体1在海面上的稳定性，具体的，无人船体1的侧面呈圆周阵列设有支撑侧槽，支撑液压缸4设于支撑侧槽的内壁上，支撑侧槽的内壁上还呈圆周阵列设有伸缩套管42，伸缩套管42的输出端与漂浮座41相连接，从而在驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置后，从而在驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置后，通过支撑液压缸4驱动若干漂浮座41呈圆周阵列分散在无人船体1的侧面，从而应对从各个角度拍打在船体上的浪潮，同时通过漂浮座41带动伸缩套管42拉长，伸缩套管42呈圆周阵列连接于漂浮座41和无人船体1之间，不仅能够提高漂浮座41与无人船体1之间的连接稳定性，从而提高无人船体1在海面上的稳定性，还能够降低支撑液压缸4所受的冲击力，从而使漂浮座41与无人船体1之间连接的更加稳定。

驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置后，通过定位单元将定位箱53放入海水中，即可进一步提高无人船体1在海面上的稳定性，具体的，通过卷扬机51将钢丝绳52连接的定位箱53放入海水中，即可使定位箱53对无人船体1起到沉石的作用，以此来降低风浪对无人船体1造成的影响，从而进一步提高无人船体1在海面上的稳定性。

再进一步的，遇到较大的风浪时，通过支撑单元将漂浮座41聚拢在无人船体1的侧面，同时通过进水阀531将海水吸入定位箱53的内部，从而增加定位箱53的重量，不仅能够提高定位箱53对无人船体1起到的沉石作用，还能够使定位箱53将无人船体1拉入海水中，从而防止无人船体1被海浪拍打受损，在风浪过去后，通过出水阀532将定位箱53内部的海水排出即可使无人船体1上浮至海面上。

更进一步的，遇到非常大的风浪时，通过卷扬机51将钢丝绳52连接的定位箱53收回原位，在风浪过去后再通过驱动单元驱动无人船体1在海面上移动至预定位置即可。

为了使卷扬机51将钢丝绳52连接的定位箱53更精确的收回原位，电气箱5的底面设有安装板54，安装板54的底面与无人船体1的顶面之间呈圆周阵列设有安装柱541，无人船体1的中心处设有圆台形结构的定位孔，定位箱53为适配于定位孔的圆台形结构，安装板54的底面呈对称转动设有导向板56，从而在卷扬机51将钢丝绳52连接的定位箱53收回原位时，使圆台形结构的定位箱53更精确的插入圆台形结构的定位孔内部，同时导向板56的设置能够控制充电转向电机31调节水轮34的方向使其适配于海水的流动方向。

为了便于对定位箱53内部的进水阀531和出水阀532充电，安装板54的底面设有圆环形的插座55，定位箱53的顶面设有圆环形的插头551，从而在卷扬机51将钢丝绳52连接的定位箱53收回原位时，使圆环形的插头551更精确的插入圆环形的插座55内部。

需要补充的是，定位箱53内部设有为进水阀531和出水阀532供电的电池。

定位单元将定位箱53放入海水中后，即可通过充电单元为蓄电池11充电，具体的，首先通过充电液压缸3将充电转向电机31、充电转向轴32、发电机33和水轮34伸入海水中，然后通过海水带动水轮34转动来使发电机33发电，同时通过导向板56控制充电转向电机31调节水轮34的方向使其适配于海水的流动方向，从而为蓄电池11充电。

无人船体1和漂浮座41在海水中漂浮一段时间后，即可通过清理单元对无人船体1和漂浮座41底部附着的海洋生物进行清理，具体的，首先通过通过卷扬机51将钢丝绳52连接的定位箱53收回原位，然后通过清理液压缸6将清理转向电机61、清理转向轴62、伸缩液压缸63和清理刀64伸入海水中，接着通过清理转向电机61带动清理刀64转动来将无人船体1和漂浮座41底部附着的海洋生物清理掉，即可防止海洋生物附着在无人船体1和漂浮座41的底部，同时通过伸缩液压缸63伸长清理刀64的清理范围，从而对无人船体1和漂浮座41底部附着的海洋生物进行清理。

进一步的，清理转向电机61带动清理刀64转动时，不仅能够将无人船体1和漂浮座41底部附着的海洋生物清理掉，转动的清理刀64还能够将清理下来的海洋生物向远离无人船体1和漂浮座41的方向拨开，从而防止清理掉的海洋生物漂浮于无人船体1和漂浮座41的附近，然后再次附着于无人船体1和漂浮座41底部。

为了对无人船体1和漂浮座41底部附着的海洋生物进行完全清理，无人船体1的底面呈对称设有驱动底槽71和充电底槽72，驱动液压缸2设于驱动底槽71的内壁上，充电液压缸3设于充电底槽72的内壁上，定位箱53的底面中心处设有清理底槽73，清理液压缸6设于清理底槽73的内壁上，驱动底槽71、充电底槽72和清理底槽73的槽口处均呈对称设有密封槽74，密封槽74的内壁上设有密封液压缸75，密封液压缸75的输出端上设有封闭板76，封闭板76的板面上设有半圆形结构的卡槽77，卡槽77的内壁上设有滑槽78，滑槽78的内壁上设有密封弹簧79，密封弹簧79的另一端上设有密封块80，从而在清理液压缸6将清理转向电机61、清理转向轴62、伸缩液压缸63和清理刀64伸入海水中之前，首先通过驱动底槽71和充电底槽72处的两个密封液压缸75驱动两个封闭板76相远离，然后通过驱动液压缸2将驱动转向电机21、驱动转向轴22、驱动电机23和螺旋桨24从海水中拉进驱动底槽71的内部，同时通过充电液压缸3将充电转向电机31、充电转向轴32、发电机33和水轮34从海水中拉进充电底槽72的内部，然后通过驱动底槽71和充电底槽72处的两个密封液压缸75驱动两个封闭板76相靠近，在两个封闭板76相抵触时两个密封块80会在密封弹簧79的弹性支撑下抵触在一起，从而将驱动底槽71和充电底槽72封闭住，防止清理掉的海洋生物进入驱动底槽71和充电底槽72的内部，接着通过清理底槽73处的两个密封液压缸75驱动两个封闭板76相远离，然后在清理液压缸6将清理转向电机61、清理转向轴62、伸缩液压缸63和清理刀64伸入海水中后，通过清理底槽73处的两个密封液压缸75驱动两个封闭板76相靠近，此时两个封闭板76上的卡槽77会将清理转向轴62卡住，同时在两个封闭板76相抵触时两个密封块80会在清理转向轴62的支撑下向滑槽78的内部滑动同时挤压密封弹簧79，从而将清理底槽73封闭住，防止清理掉的海洋生物进入清理底槽73的内部，此时即可通过清理转向电机61带动清理刀64转动来将无人船体1和漂浮座41底部附着的海洋生物清理掉。

需要补充的是，需要驱动底槽71、充电底槽72和清理底槽73封闭住时，两个密封液压缸75驱动两个封闭板76相靠近，在两个封闭板76相抵触时两个密封块80会在密封弹簧79的弹性支撑下抵触在一起，从而将驱动底槽71、充电底槽72和清理底槽73封闭住，当需要将螺旋桨24、水轮34和清理刀64伸入海水中时，通过两个封闭板76上的卡槽77即可将驱动转向轴22、充电转向轴32和清理转向轴62卡住，从而将驱动底槽71、充电底槽72和清理底槽73封闭住，此时驱动转向轴22、充电转向轴32和清理转向轴62均可在卡槽77的内部转动。

进一步的，两个密封液压缸75驱动两个封闭板76移动时，封闭板76底部附着的海洋生物会被密封槽74的槽口刮掉，进一步提高了对海洋生物的清理效果。

为了防止海洋生物从进水阀531的输入端和出水阀532输出端进入，定位箱53的底面呈对称设有两个连接孔，进水阀531的输入端和出水阀532输出端分别与两个连接孔相连接，连接孔的内壁上设有过滤网533，从而使过滤网533对进水阀531的输入端和出水阀532输出端进行过滤，同时通过清理转向电机61带动清理刀64转动来将过滤网533上过滤的海洋生物清理掉。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种海洋无人船装置，其特征在于：包括无人船体（1），所述无人船体（1）上设有驱动单元、充电单元、支撑单元、定位单元和清理单元，所述无人船体（1）的内部设有蓄电池（11），所述驱动单元包括设于所述无人船体（1）底面的驱动液压缸（2），所述驱动液压缸（2）的输出端上设有驱动转向电机（21），所述驱动转向电机（21）的输出端上设有驱动转向轴（22），所述驱动转向轴（22）上设有驱动电机（23），所述驱动电机（23）的输出端上设有螺旋桨（24），所述充电单元包括设于所述无人船体（1）底面的充电液压缸（3），所述充电液压缸（3）的输出端上设有充电转向电机（31），所述充电转向电机（31）的输出端上设有充电转向轴（32），所述充电转向轴（32）上设有发电机（33），所述发电机（33）的输出端上设有水轮（34），所述支撑单元包括呈圆周阵列设于所述无人船体（1）侧面的支撑液压缸（4），所述支撑液压缸（4）的输出端上设有漂浮座（41），所述定位单元包括设于所述无人船体（1）顶面的电气箱（5），所述电气箱（5）的内部设有卷扬机（51），所述卷扬机（51）的卷筒上设有钢丝绳（52），所述钢丝绳（52）的牵引端延伸至所述电气箱（5）的底部，所述钢丝绳（52）延伸至所述电气箱（5）底部的牵引端上设有定位箱（53），所述定位箱（53）的内部设有进水阀（531）和出水阀（532），所述定位箱（53）的底面呈对称设有两个连接孔，所述进水阀（531）的输入端和所述出水阀（532）输出端分别与两个连接孔相连接，所述连接孔的内壁上设有过滤网（533），所述清理单元包括设于所述定位箱（53）底面的清理液压缸（6），所述清理液压缸（6）的输出端上设有清理转向电机（61），所述清理转向电机（61）的输出端上设有清理转向轴（62），所述清理转向轴（62）上设有伸缩液压缸（63），所述伸缩液压缸（63）的输出端上设有清理刀（64），所述无人船体（1）的底面呈对称设有驱动底槽（71）和充电底槽（72），所述驱动液压缸（2）设于所述驱动底槽（71）的内壁上，所述充电液压缸（3）设于所述充电底槽（72）的内壁上，所述定位箱（53）的底面中心处设有清理底槽（73），所述驱动底槽（71）、所述充电底槽（72）和所述清理底槽（73）的槽口处均呈对称设有密封槽（74），所述密封槽（74）的内壁上设有密封液压缸（75），所述密封液压缸（75）的输出端上设有封闭板（76），所述封闭板（76）的板面上设有半圆形结构的卡槽（77），所述卡槽（77）的内壁上设有滑槽（78），所述滑槽（78）的内壁上设有密封弹簧（79），所述密封弹簧（79）的另一端上设有密封块（80），所述清理液压缸（6）设于所述清理底槽（73）的内壁上。

2.如权利要求1所述的海洋无人船装置，其特征在于：所述无人船体（1）为圆柱形结构，若干所述漂浮座（41）共形成一个漂浮圆环。

3.如权利要求1所述的海洋无人船装置，其特征在于：所述无人船体（1）的侧面呈圆周阵列设有支撑侧槽，所述支撑液压缸（4）设于所述支撑侧槽的内壁上，所述支撑侧槽的内壁上还呈圆周阵列设有伸缩套管（42），所述伸缩套管（42）的输出端与所述漂浮座（41）相连接。

4.如权利要求1所述的海洋无人船装置，其特征在于：所述电气箱（5）的底面设有安装板（54），所述安装板（54）的底面与所述无人船体（1）的顶面之间呈圆周阵列设有安装柱（541），所述无人船体（1）的中心处设有圆台形结构的定位孔，所述定位箱（53）为适配于所述定位孔的圆台形结构。

5.如权利要求4所述的海洋无人船装置，其特征在于：所述安装板（54）的底面呈对称转动设有导向板（56）。

6.如权利要求5所述的海洋无人船装置，其特征在于：所述安装板（54）的底面设有圆环形的插座（55），所述定位箱（53）的顶面设有圆环形的插头（551）。