CN207157445U - 一种可水下避障的快速转动的船体 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可水下避障的快速转动的船体通过两侧的平衡气囊可以使舱体保持平衡，不至于翻滚，通过多方位多角度调整变化，按需要改变整船的重心位置，能够有效改善船体航行的横滚、纵摇幅度，保证船体航行姿态，能够保护螺旋桨不受损又不影响螺旋桨正常运转；可实现远距离获得高质量的实时高清视频和遥测数据，以及具有较高的操控灵活性；同时根据前视声纳和测距声纳所探测的图像和距离数据，判断出在水下周围环境的障碍物分布，从而输出运动控制指令，具有实现自主避障的能力，采用旋转云台转动摄像机，便于对摄像机进行远程操控，最大程度扩大摄像机的观察方位，避免传统固定安装或集成云台的缺点，可大大扩大水下观察视角范围。

Description

一种可水下避障的快速转动的船体

技术领域

本实用新型属于水上运载工具技术领域，具体涉及一种可水下避障的快速转动的船体。

背景技术

救生艇是日常海难营救中用到的最常用的交通工具，用于受灾人员的救援以及遇险人员的自救。常见救生艇的最高航速不超过30节，搜索航速达到10节。这就给推进器的设计提出了新的课题：如果仍旧采用传统的单个七叶大侧斜螺旋桨推进，则由于螺旋桨的负荷过大，桨叶将提前出现空化，使救生艇的搜索航速下降：如果为了推迟空泡的产生，必须加大螺旋桨的桨叶面积，则导致螺旋桨的效率下降。

救生艇在搜救过程中由于风浪等海况的影响，很难靠近需要救助的落水者，同时需要救生艇在水中做各种快速的转向。

侧推器主要在于船舶在狭水道中航行、靠离码头或者调头时，通过传统的舵设备操作困难或无法操作时的优良工具。侧推器主要在于船舶在狭水道中航行、靠离码头或者调头时，通过传统的舵设备操作困难或无法操作时的优良工具，也常用于恶劣环境中的船舶操作。侧推器在用于靠离码头作业时，有非常好的效果，可以节省大量拖轮使用费用。船舶在靠离码头时完全独立操作，不用拖轮协助。但是侧推器亦非万能，比如当船速大于5节时，侧推器的船舶偏向力几乎没有作用。

实用新型内容

【1】要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够有效改善船体航行的横滚、纵摇幅度，保证船体航行姿态，能够保护螺旋桨不受损又不影响螺旋桨正常运转的可水下避障的快速转动的船体。增加了船舶救生艇使用的灵活性，执行避障控制，将避碰规划与控制、水动力性能相结合，制定的避障策略能够反映动态避障能力。

【2】解决问题的技术方案

本实用新型提供一种可水下避障的快速转动的船体，包括舱体及水下动力推进模块，所述舱体包括主控模块、旋转云台和传感器模块：

所述主控模块，通过光电复合缆信号连接控制中心，接收水面的远程控制指令，并上传水下的视频信息和传感数据；

所述旋转云台，包括视频接收模块，所述旋转云台的输入端信号连接所述主控模块，所述主控模块根据远程控制指令控制所述旋转云台带动所述视频接收模块旋转；

所述传感器模块，包括声纳单元，所述声纳单元实时探测水下环境，传送水下环境信息至所述主控模块，所述主控模块根据水下环境信息向所述水下动力推进模块输出运动控制指令；

所述水下动力推进模块通过旋转连接装置与舱体刚性相连，所述旋转连接装置包括可旋转连接轴和刚性连接体，所述刚性连接体与所述可旋转连接轴相连，所述刚性连接体与舱体相连，所述水下动力推进模块包括电机、浆轴、环状导管、定子和转子，所述环状导管罩住所述转子和所述定子；

所述定子为一组与来流成一定角度的固定叶片，使所述转子产生预旋来吸收所述转子尾流的旋转能量，同时用于固定所述环状导管；所述转子为螺旋桨状的旋转叶轮，所述定子位于所述转子后面。

上述的可水下避障的快速转动的船体，所述舱体还包括数据采集模块，信号连接所述主控模块，接收所述传感器模块的数字和模拟的传感数据并传送至所述主控模块，并将运动控制指令输出至所述水下动力推进模块2。

上述的可水下避障的快速转动的船体，所述声纳单元包括：

测距声纳，设置于所述舱体的前端下方，水下作业时测量前方目标或障碍物的距离，将所得的距离数据传送至所述主控模块进行处理；

前视声纳，设置于所述舱体的前端下方，水下作业时测量同一水平面周围目标或障碍物的状况，将所得的图像数据传送至所述主控模块进行处理。

上述的可水下避障的快速转动的船体，所述传感器模块还包含：

摄像机，设置于所述舱体的前方并与所述旋转云台连接，所述旋转云台带动所述摄像机旋转，用于视频接收、采集图像数据上传至所述主控模块；深度计，其实时测量所述舱体所处深度，将深度数据上传至所述主控模块；陀螺仪，设置于所述舱体1的内部，测量所述舱体的艏向角速度，并将所获得的角速度数据上传至所述主控模块。

上述的可水下避障的快速转动的船体，所述水下动力推进模块对称设置于所述舱体后部两侧，位于所述水下动力推进模块前部设有导流部，所述导流部设有防缠绕结构，所述防缠绕结构包括缠绕在所述导流部外表面的锯条。

上述的可水下避障的快速转动的船体，所述水下动力推进模块以所述旋转连接装置为中心相对所述舱体形成轴向和径向转动，该转动角度为20度。

上述的可水下避障的快速转动的船体，所述舱体的左右两侧对称设置有平衡气囊，所述平衡气囊位于所述导流部前端。

【3】有益效果

本实用新型这种可水下避障的快速转动的船体通过两侧的平衡气囊可以使舱体保持平衡，不至于翻滚，旋转连接装置通过多方位多角度调整变化，按需要改变整船的高度以及前后的重心位置，能够有效改善船体航行的横滚、纵摇幅度，保证船体航行姿态，导流部设有防缠绕结构能够保护螺旋桨不受损又不影响螺旋桨正常运转；可实现远距离获得高质量的实时高清视频和遥测数据，以及具有较高的操控灵活性；同时根据前视声纳和测距声纳所探测的图像和距离数据，判断出在水下周围环境的障碍物分布，从而输出运动控制指令，具有实现自主避障的能力，采用旋转云台转动摄像机，便于对摄像机进行远程操控，最大程度扩大摄像机的观察方位，避免传统固定安装或集成云台的缺点，可大大扩大水下观察视角范围。

附图说明

图1为本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的结构示意图；

图2为本实用新型的舱体与水下动力推进模块连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本实用新型实施例。

参阅图1、图2，本实用新型提供一种可水下避障的快速转动的船体，包括舱体1及水下动力推进模块2，所述舱体1包括主控模块4、旋转云台5和传感器模块6：

所述主控模块4，通过光电复合缆信号连接控制中心，接收水面的远程控制指令，并上传水下的视频信息和传感数据；

所述旋转云台5，包括视频接收模块51，所述旋转云台5的输入端信号连接所述主控模块4，所述主控模块4根据远程控制指令控制所述旋转云台5带动所述视频接收模块51旋转；

所述传感器模块6，包括声纳单元61，所述声纳单元61实时探测水下环境，传送水下环境信息至所述主控模块4，所述主控模块4根据水下环境信息向所述水下动力推进模块2输出运动控制指令；

所述水下动力推进模块2通过旋转连接装置3与舱体1刚性相连，所述旋转连接装置3包括可旋转连接轴和刚性连接体，所述刚性连接体与所述可旋转连接轴相连，所述刚性连接体与舱体1相连，所述水下动力推进模块2包括电机、浆轴、环状导管21、定子22和转子23，所述环状导管21罩住所述转子23和所述定子22；所述定子22为一组与来流成一定角度的固定叶片，使所述转子23产生预旋来吸收所述转子23尾流的旋转能量，同时用于固定所述环状导管21；所述转子23为螺旋桨状的旋转叶轮，所述定子22位于所述转子23后面。

本实施例提供的动力推进模块具有以下多个优点：

1)、重量轻，推进效率高，推进器的定子可以减少推进器尾流中的旋转能量损失，增加有效的推进能量：推进器的导管可以减少转子叶稍滑流损失、增加有效推力，从而提高推进器的推进效率；

2)、全电力推进，能耗小；推进结构可以直接利用普通的铅蓄电池驱动，产生最大推力时，工作电流较小；

3)、推力大小可调节，且可以实现推进器的正反转；可采用脉宽调制技术控制电调调整电压输出，以实现推进器转速和转向的调节，进而调节推力的大小和方向；

4)、辐射噪声低。推进器的辐射噪声低是由于：①推进器的转子在导管内部，导管可起到屏蔽和吸声的作用，另外，位于前方的定子可以使转子进流场更均匀，从而减少转子的脉动力，降低推进器的线谱辐射噪声，②推进器旋转叶轮的直径一般小于螺旋桨，在相同转速下，推进器桨叶的旋转线速度较低，可以降低推进器的旋转噪声。

进一步地，本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的较佳的实施例中，所述舱体1还包括数据采集模块7，信号连接所述主控模块4，接收所述传感器模块6的数字和模拟的传感数据并传送至所述主控模块4，并将运动控制指令输出至所述水下动力推进模块2。

进一步地，本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的较佳的实施例中，所述声纳单元61包括：

测距声纳，设置于所述舱体1的前端下方，水下作业时测量前方目标或障碍物的距离，将所得的距离数据传送至所述主控模块4进行处理；

前视声纳，设置于所述舱体1的前端下方，水下作业时测量同一水平面周围目标或障碍物的状况，将所得的图像数据传送至所述主控模块4进行处理。

进一步地，本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的较佳的实施例中，所述传感器模块6还包含：

摄像机，设置于所述舱体1的前方并与所述旋转云台连接，所述旋转云台带动所述摄像机旋转，用于视频接收、采集图像数据上传至所述主控模块4，最大程度扩大摄像机的观察方位，摄像机最终采集的图像数据通过主控模块4处理，上传至控制中心进行处理显示；

深度计，其实时测量所述舱体1所处深度，将深度数据上传至所述主控模块4；

陀螺仪，设置于所述舱体1的内部，测量所述舱体1的艏向角速度，并将所获得的角速度数据上传至所述主控模块4。

进一步地，本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的较佳的实施例中，所述水下动力推进模块2对称设置于所述舱体1后部两侧，位于所述水下动力推进模块2前部设有导流部，所述导流部设有防缠绕结构，所述防缠绕结构包括缠绕在所述导流部外表面的锯条。从而可以放置水上植物缠绕在推进器以及其上的螺旋桨上，防缠绕结构采用锯条锯木原理，其包括缠绕在推进器外表面上的锯条，这样，当螺旋桨缠绕到水草时，水草会在螺旋桨转动力的作用下，被锯条锯断，从而避免水草等缠绕在推进器上。

进一步地，本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的较佳的实施例中，所述水下动力推进模块2以所述旋转连接装置3为中心相对所述舱体1形成轴向和径向转动，该转动角度为20度。

进一步地，本实用新型一种可水下避障的快速转动的船体的较佳的实施例中，所述舱体1的左右两侧对称设置有平衡气囊11，所述平衡气囊11位于所述导流部前端。通过两侧的平衡气囊可以使舱体保持平衡，不至于翻滚。

本实用新型这种可水下避障的快速转动的船体通过两侧的平衡气囊可以使舱体保持平衡，不至于翻滚，旋转连接装置通过多方位多角度调整变化，按需要改变整船的高度以及前后的重心位置，能够有效改善船体航行的横滚、纵摇幅度，保证船体航行姿态，导流部设有防缠绕结构能够保护螺旋桨不受损又不影响螺旋桨正常运转；可实现远距离获得高质量的实时高清视频和遥测数据，以及具有较高的操控灵活性；同时根据前视声纳和测距声纳所探测的图像和距离数据，判断出在水下周围环境的障碍物分布，从而输出运动控制指令，具有实现自主避障的能力，采用旋转云台转动摄像机，便于对摄像机进行远程操控，最大程度扩大摄像机的观察方位，避免传统固定安装或集成云台的缺点，可大大扩大水下观察视角范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，包括舱体(1)及水下动力推进模块(2)，所述舱体(1)包括主控模块(4)、旋转云台(5)和传感器模块(6)：

所述主控模块(4)，通过光电复合缆信号连接控制中心，接收水面的远程控制指令，并上传水下的视频信息和传感数据；

所述旋转云台(5)，包括视频接收模块(51)，所述旋转云台(5)的输入端信号连接所述主控模块(4)，所述主控模块(4)根据远程控制指令控制所述旋转云台(5)带动所述视频接收模块(51)旋转；所述传感器模块(6)，包括声纳单元(61)，所述声纳单元(61)实时探测水下环境，传送水下环境信息至所述主控模块(4)，所述主控模块(4)根据水下环境信息向所述水下动力推进模块(2)输出运动控制指令；

所述水下动力推进模块(2)通过旋转连接装置(3)与舱体(1)刚性相连，所述旋转连接装置(3)包括可旋转连接轴和刚性连接体，所述刚性连接体与所述可旋转连接轴相连，所述刚性连接体与舱体(1)相连，所述水下动力推进模块(2)包括电机、浆轴、环状导管(21)、定子(22)和转子(23)，所述环状导管(21)罩住所述转子(23)和所述定子(22)；所述定子22为一组与来流成一定角度的固定叶片，使所述转子(23)产生预旋来吸收所述转子(23)尾流的旋转能量，同时用于固定所述环状导管(21)；所述转子(23)为螺旋桨状的旋转叶轮，所述定子(22)位于所述转子(23)后面。

2.根据权利要求1所述的一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，所述舱体(1)还包括数据采集模块(7)，信号连接所述主控模块(4)，接收所述传感器模块(6)的数字和模拟的传感数据并传送至所述主控模块(4)，并将运动控制指令输出至所述水下动力推进模块(2)。

3.根据权利要求1所述的一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，所述声纳单元(61)包括：

测距声纳，设置于所述舱体(1)的前端下方，水下作业时测量前方目标或障碍物的距离，将所得的距离数据传送至所述主控模块(4)进行处理；

前视声纳，设置于所述舱体(1)的前端下方，水下作业时测量同一水平面周围目标或障碍物的状况，将所得的图像数据传送至所述主控模块(4)进行处理。

4.根据权利要求1所述的一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，所述传感器模块(6)还包含：

摄像机，设置于所述舱体(1)的前方并与所述旋转云台连接，所述旋转云台带动所述摄像机旋转，用于视频接收、采集图像数据上传至所述主控模块(4)；

深度计，其实时测量所述舱体(1)所处深度，将深度数据上传至所述主控模块(4)；

陀螺仪，设置于所述舱体(1)的内部，测量所述舱体(1)的艏向角速度，并将所获得的角速度数据上传至所述主控模块(4)。

5.根据权利要求1所述的一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，所述水下动力推进模块(2)对称设置于所述舱体(1)后部两侧，位于所述水下动力推进模块(2)前部设有导流部，所述导流部设有防缠绕结构，所述防缠绕结构包括缠绕在所述导流部外表面的锯条。

6.根据权利要求5所述的一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，所述水下动力推进模块(2)以所述旋转连接装置(3)为中心相对所述舱体(1)形成轴向和径向转动，该转动角度为20度。

7.根据权利要求6所述的一种可水下避障的快速转动的船体，其特征在于，所述舱体(1)的左右两侧对称设置有平衡气囊(11)，所述平衡气囊(11)位于所述导流部前端。