CN207291544U - 一种两栖无人船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及两栖无人船技术领域，提供了一种水陆两用的两栖无人船，其中包括船体、桅杆系统、主控系统、辅控系统、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、驾控台等设备。两栖无人船在陆地行驶时通过履带系统提供行走动力，其左右两个履带系统能在其上岸或下水时实现灵活的前进、后退和转向；两栖无人船在水域中航行时，通过喷泵系统提供航行动力，当水深超过阈值时，履带系统自动折叠于船体内部，并由盖板盖好后与船体合为一体，不增加船体航行阻力。两栖无人船克服了无人车不能下水作业和无人船不能上岸巡逻的缺点，使机器人适应水陆两栖环境的作业成为可能，极大的推进了海岛和沿海自动化巡逻进程。

Description

一种两栖无人船

【技术领域】

本实用新型涉及无人船技术领域，特别涉及一种水陆两用的两栖无人船。

【背景技术】

随着自动化和计算机技术进步，无人车/无人船等机器产品越来越多应用于生活中，但尚缺少能同时满足“陆地运载和水域摆渡”跨场景自动化作业需求的机器人系统。水陆两栖无人船兼具陆地车辆和水上船舶功能，集合了汽车和船舶的双重优点，能够在陆地和水中以及水陆交界区域发挥独特性能，可弥补无人船无法自行上岸，无人车水中航行难的缺点，具有十分广阔的应用市场前景。

两栖无人船在民用领域适合于石油和煤气管道铺设、防汛、水上石油地质勘探、船只停泊卸货、旅游、水上养殖等；在军事领域，两栖无人船有更大的作为空间，我国拥有辽阔的近海海域，从海防和边防考虑，两栖无人船可以适用于无码头岛屿或停泊条件恶劣等情况下正常作业，还能满足边防巡逻时水陆交替路况，如浅水中船只无法通过或深水战车无法通行的情况；两栖无人船能对地平线较低而易积水成渊的区域实现不间断巡逻。

已有的两栖装备侧重于具备较强防护能力以及攻击性的登陆艇上，多为有人驾驶的两栖无人船，随技术的不断进步许多场合对装备的无人化等提出全新要求，为此能实现自动驾驶的两栖无人船成为研究焦点，具备“陆地行驶、水域航行、水陆切换”功能的两栖无人船将会在巡逻防护、孤岛防御等场景发挥特效功能，弥补当前市场缺少无人化两栖船的技术空白。

鉴于此，克服该现有技术产品所存在的不足是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是现有技术中的机器人不能兼顾陆地行驶和水上航行的双重需求。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种两栖无人船，包括：船体1、桅杆系统2、主控系统3、辅控系统4、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜5、驾控台6、总电源开关7；其特征在于，所述船体1设置有驾驶舱8、控制舱9和动力舱10；所述总电源开关7安装在动力舱10内部侧端；驾驶舱8设置于船体1中部；所述控制舱9设置于船体1中后端，所述动力舱10分布于船体1下层。

所述主控系统3安装于控制舱9中，主控系统3为两栖无人船的控制中枢，并与桅杆系统2、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜5、驾控台6和总电源开关7分别连接。

所述辅控系统4由综合管理系统25、数据管理系统26、船用发动机控制系统27、智能舵控制系统28、陆用发动机控制系统29和履带运动控制系统30组成并安装于控制舱9中，辅控系统4中的各个组成系统分别与船体1内各对应的负载设备连接，辅控系统4提供辅助控制方式配合主控系统3使用。

所述主控系统3通过数据线分别连接宽带电台42、前摄像头23、船舱摄像头24、毫米波雷达、激光雷达和数据管理系统26、数字电台41、北斗电台39、数据管理系统26、AIS系统46、惯导系统38、综合管理系统25、陆用发动机控制系统29、船用发动机控制系统27、履带运动控制系统30、驾控台6、智能舵控制系统28、陆用发动机13和船用发动机16中的一项或者多项，并对各个设备和系统的运行信息进行收集和分析。

优选的，所述桅杆系统2包括桅杆31、桅杆液压缸33、桅杆电动泵、连接轴90；所述桅杆31安装于驾驶舱8顶端，桅杆31底部一侧卡接在密封槽中，桅杆31底部另一侧由连接轴90与船体1连接；所述桅杆液压缸33一端连接在桅杆31中段上，桅杆液压缸33另一端与船体1外表面连接，所述桅杆电动泵为桅杆液压缸33伸缩提供动力，主控系统3通过控制桅杆液压缸33实现桅杆31的竖直与倒伏状态切换。

优选的，所述动力系统包括：蓄电池组12、船用发动机16、陆用发动机13、喷泵系统18、液压履带系统19和排水泵20；所述蓄电池组12、船用发动机16、船机控制盒15和喷泵系统18安装于动力舱10后端；所述陆用发动机13安装于动力舱10前端；其中，动力系统中的各构成单元与所述主控系统连接；

所述排水泵20安装于动力舱10，排水泵20一侧通过排水管与吸水端子连接，吸水端子均匀分布在动力舱10底部，排水泵20另一侧与出水口连接，出水口安装在船舷上；所述动力系统还包括船机控制盒15，所述船机控制盒15通过主线束与船用发动机16相连，船用发动机控制系统27通过控制船机控制盒15实现对船用发动机16的控制。

优选的，所述液压履带系统19包括：液压泵22、液压阀组75、左履带系统76、右履带系统77、液压驱动器78，液压阀组75包括支撑电磁阀、盖板电磁阀、左马达电磁阀、右马达电磁阀；所述液压履带系统19安装于动力舱10中部，所述左履带系统76和右履带系统77分别安装在船体1两侧，且左履带系统76和右履带系统77结构组成相同；

所述液压泵22的进油口通过供油管与液压油箱17相连，液压油箱17给液压泵22提供液压油；所述陆用发动机13通过万向轴与液压泵22相连，并给液压泵22提供原动力；所述液压泵22通过液压油管与液压阀组75的入油口相连；所述液压阀组75的出油口通过液压油管分别与左履带系统76和右履带系统77相连。

优选的，所述探测系统包括：前摄像头23、船舱摄像头24、探照灯34、气象站35、测深仪、航行灯、油位传感器和电压传感器中的一项或者多项；所述前摄像头23安装于桅杆31上部前端；所述船舱摄像头24安装于动力舱10；所述探照灯34安装于桅杆31顶端横杆的一侧；所述气象站35安装于桅杆31顶端横杆的另一侧；所述测深仪安装于船体1底部；所述航行灯均匀分布在船体1的船弦两侧；所述油位传感器安装在两栖无人船的燃油箱中，用于检测燃油箱油位；所述电压传感器安装在蓄电池12出口导线上，用于检测蓄电池12出口电压。

优选的，所述导航系统包括：惯导系统38、北斗电台39和罗经40中的一项或多项，其中惯导系统38包含有惯导主天线和惯导副天线，北斗电台39包含有电台天线，惯导主天线、惯导副天线和电台天线均安装在桅杆31顶端；所述惯导系统38和北斗电台39的处理器安装于控制舱9中，惯导主天线、惯导副天线和电台天线均通过导线分别与惯导系统38和北斗电台39的处理器相连；所述北斗电台39具备短报文通信能力；所述罗经40安装于驾控台6前侧。

优选的，所述通信系统包括：数字电台41、宽带电台42和甚高频通信台43中的一项或多项，其中数字电台41包含有天线，宽带电台42包含有天线；所述数字电台41的处理器安装于控制舱9中，所述宽带电台42和数字电台41的天线安装于桅杆31上；所述甚高频通信台43安装于驾控台6的一侧。

优选的，所述避障系统包括：AIS系统46、毫米波雷达和激光雷达，其中AIS系统46带有AIS主天线和AIS副天线；所述AIS系统46的处理器安装于控制舱9；所述AIS主天线和AIS副天线安装于船体1的船头，AIS主天线和AIS副天线通过导线与AIS系统46的处理器连接；所述毫米波雷达安装于桅杆31上；所述激光雷达安装在船体1的船头端。

优选的，所述驾控台6包括：油门推杆58、陆机监控面板59、陆机电源开关60、船机监控面板61、船机电源开关62、方向盘63、陆机启停按钮64、船机启停按钮65和船机急停按钮66中的一项或者多项。

驾控台6安装于驾驶舱8中；所述陆机监控面板59和船机监控面板61分别安装在驾控台6的两端，方向盘63和油门推杆58安装在驾控台6台面的底侧，陆机电源开关60和船机电源开关62分别对应陆机监控面板59和船机监控面板61设置，陆机启停按钮64、船机启停按钮65和船机急停按钮66依次排列安装在驾控台6的顶端。

所述陆机监控面板59通过数据线与陆用发动机13相连，并收集陆用发动机13的工况信息；船机监控面板61通过数据线与船用发动机16相连，并收集船用发动机16的工况信息；船机电源开关62通过电源线与船机控制盒15相连，经由船机控制盒15为船用发动机16提供上电操作信号；陆机启停按钮64通过数据线于陆用发动机控制系统29相连；船机启停按钮65和船机急停按钮66通过数据线于船用发动机控制系统27相连；陆机电源开关60通过电源线与陆用发动机13相连，为陆用发动机13提供上电操作信号；油门推杆58通过数据总线经由主控系统3将控制指令下发给智能舵控制系统28及履带运动控制系统30；方向盘63的转向泵接入喷泵系统18，实现喷泵系统18转向控制。

优选的，所述配电柜5包括：直流转换器、继电器开关48、电源输入口和电源输出口；所述配电柜5安装于动力舱10中；所述配电柜5的电源输出口通过导线连接探照灯34，并将直流电输送给探照灯34；所述配电柜5经由直流转换器将电流送到电源总线上，所述配电柜5为两栖无人船中用电设备供电。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所提出两栖无人船作为水陆环境都能巡逻的自动化机器人，克服了无人车不能下水作业和无人船不能上岸维修的缺点，使机器人具备水陆两栖作业功能。更进一步，两栖无人船通过主控系统和辅控系统把探测设备和动力设备友好联动起来，实现功能完善，性能稳定的两栖机器人系统；在陆地行驶时两栖无人船以液压履带系统为主动力输出系统，其左右两个履带系统能实现两栖无人车灵活的前进、后退和转向；在水域航行时两栖无人船以喷泵系统为主动力输出系统，能平稳的推动其快速航行；航行中当水深条件满足时，履带系统能自动折叠于船体内部并通过盖板盖住，从而与船体合为一体，不增加船体航行阻力；两栖无人船水陆两用特性能极大推进海岛和沿海自动化巡逻进程，并通过设置驾控台，为两栖无人船功能测试提供人机接口，能实现两栖无人船对新水域环境的友好测试。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的两栖无人船的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的两栖无人船的动力舱内液压履带系统的仰视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的两栖无人船中控制舱设备的连接分布示意图；

图4是本实用新型实施例提供的两栖无人船中综合管理系统和配电柜的连接结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的两栖无人船中驾控台结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的两栖无人船中液压履带系统展开状态时的侧视示意图；

图7是本实用新型实施例提供的两栖无人船中液压履带系统展开状态时的后视示意图；

图8是本实用新型实施例提供的两栖无人船中液压履带系统折叠状态时的后视示意图；

图9是本实用新型实施例提供的两栖无人船中桅杆倒伏状态时侧视示意图。

图中：1、船体；2、桅杆系统；3、主控系统；4、辅控系统；5、配电柜；6、驾控台；7、总电源开关；8、驾驶舱；9、控制舱；10、动力舱；11、岸电充电系统；12、蓄电池；13、陆用发动机；14、柴油箱；15、船机控制盒；16、船用发动机；17、液压油箱；18、喷泵系统；19、液压履带系统；20、排水泵；21、船舱风机；22、液压泵；23、前摄像头；24、船舱摄像头；25、综合管理系统；26、数据管理系统；27、船用发动机控制系统；28、智能舵控制系统；29、陆用发动机控制系统；30、履带运动控制系统；

31、桅杆；33、桅杆液压缸；34、探照灯；35、气象站；36、陆用发电机；37、船用发电机；38、惯导系统；39、北斗电台；40、罗经；41、数字电台；42、宽带电台；43、甚高频通信台；46、AIS系统；48、继电器开关；54、控制板；

58、油门推杆；59、陆机监控面板；60、陆机电源开关；61、船机监控面板；62、船机电源开关；63、方向盘；64、陆机启停按钮；65、船机启停按钮；66、船机急停按钮；

75、液压阀组；76、左履带系统；77、右履带系统；78、液压驱动器；

79、液压马达；80、支撑液压缸；81、盖板液压缸；82、主动轮；83、导向轮；84、承重轮；85、盖板；86、支撑杆；90、连接轴。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本实用新型实施例提供了一种两栖无人船，如图1-图9所示，包括：船体1、桅杆系统2、主控系统3、辅控系统4、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜5、驾控台6、总电源开关7；其特征在于，所述船体1设置有驾驶舱8、控制舱9和动力舱10；所述总电源开关7安装在动力舱10内部侧端；驾驶舱8设置于船体1中部；所述控制舱9设置于船体1中后端，所述动力舱10分布于船体1下层。

所述主控系统3安装于控制舱9中，主控系统3为两栖无人船的控制中枢，并与桅杆系统2、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜5、驾控台6和总电源开关7分别连接。

所述辅控系统4由综合管理系统25、数据管理系统26、船用发动机控制系统27、智能舵控制系统28、陆用发动机控制系统29和履带运动控制系统30组成并安装于控制舱9中，辅控系统4中的各个组成系统分别与船体1内各对应的负载设备连接，辅控系统4提供辅助控制方式配合主控系统3使用。

所述主控系统3通过数据线分别连接宽带电台42、前摄像头23、船舱摄像头24、毫米波雷达、激光雷达和数据管理系统26、数字电台41、北斗电台39、数据管理系统26、AIS系统46、惯导系统38、综合管理系统25、陆用发动机控制系统29、船用发动机控制系统27、履带运动控制系统30、驾控台6、智能舵控制系统28、陆用发动机13和船用发动机16中的一项或者多项，并对各个设备和系统的运行信息进行收集和分析。

本实用新型实施例所提出两栖无人船作为水陆环境都能巡逻的自动化机器人，克服了无人车不能下水作业和无人船不能上岸维修的缺点，使机器人具备水陆两栖作业功能。

实施例2:

本实用新型实施例提供了一种两栖无人船，结合图1-图9所示，两栖无人船包括船体1、桅杆系统2、主控系统3、辅控系统4、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜5、驾控台6和总电源开关7；主控系统3为两栖无人船的控制中枢。

如图1-图3所示，所述船体1设置有驾驶舱8、控制舱9和动力舱10；所述控制舱9设置于船体1中后端，所述动力舱10分布于船体1下层；驾驶舱8设置于船体1中部。

所述辅控系统4由综合管理系统25、数据管理系统26、船用发动机控制系统27、智能舵控制系统28、陆用发动机控制系统29和履带运动控制系统30组成；辅控系统4中的各个组成系统分别与船体1内各对应的负载设备连接，辅控系统4提供一种区别主控系统3的控制方式，配合主控系统3使用。

其中综合管理系统25包括控制板54、通信接口、直流转换器、电源输入口、电源输出口。

如图3所示，所述主控系统3安装在一个控制箱中形成一个主控制箱，综合管理系统25、数据管理系统26、船用发动机控制系统27、智能舵控制系统28、陆用发动机控制系统29、履带运动控制系统30各单独安装在1个子控制箱中形成6个子控制箱；所述主控系统3的主控制箱安装于控制舱9中；所述总电源开关7安装在动力舱10内部侧端；所述综合管理系统25、数据管理系统26、惯导系统38、船用发动机控制系统27、智能舵控制系统28、陆用发动机控制系统29和履带运动控制系统30的子控制箱安装于控制舱9中。

如图1和图9所示，所述桅杆系统2包括桅杆31、桅杆液压缸33、行程开关、桅杆电动泵和连接轴90；所述桅杆31安装于驾驶舱8顶端，桅杆31底部左侧卡在密封槽中，桅杆31一侧由连接轴90与船体1连接；所述桅杆液压缸33一端连接在桅杆31中段上，桅杆液压缸33另一端连接在船体1外表面上，桅杆液压缸33由桅杆电动泵提供原动力；主控系统3通过桅杆液压缸33调整桅杆31竖立或倒伏状态的定位。

如图1、2、6、7和8所示，所述动力系统包括：岸电充电系统11、蓄电池组12、船用发动机16及船用发电机37、燃油箱、船机控制盒15、陆用发动机13及陆用发电机36、液压油箱17、喷泵系统18、液压履带系统19、排水泵20和船舱风机21；所述排水泵20安装于动力舱10，而排水泵20所带多个吸水端子均匀分布在船体1内部积水位的最低点，排水泵20所带出水端子上端安装在右侧船舷上。

所述岸电充电系统11、蓄电池组12、船用发动机16、船用发电机37、船机控制盒15、喷泵系统18和船舱风机21安装于动力舱10后端；所述燃油箱、陆用发动机13、陆用发电机36和液压油箱17安装于动力舱10前端。

所述喷泵系统18包括：转向电动泵、翻盖电磁阀、进水栅电磁阀和齿轮箱电磁阀、翻盖液压缸、液压泵22、进水栅液压缸、齿轮箱液压缸、转向液压缸、油压传感器、舵角传感器和翻盖位置传感器。

所述液压履带系统19包括：液压泵22、液压阀组75、左履带系统76、右履带系统77和液压驱动器78。

所述液压阀组75包括：支撑电磁阀、盖板电磁阀、左马达电磁阀和右马达电磁阀。

所述液压履带系统19安装于动力舱10中部，所述左履带系统76和右履带系统77结构组成相同，并对称安装于船体1的外部两侧。左履带系统76和右履带系统77都包括液压马达79、支撑液压缸80、盖板液压缸81、主动轮82、导向轮83、承重轮84、履带、盖板85、支撑杆行程开关和盖板行程开关。所述主控系统3通过调节支撑液压缸80来实现支撑杆86的长度调节，通过调节盖板液压缸81来调节盖板85的开合；支撑杆行程开关和盖板行程开关分别控制支撑液压缸80和盖板液压缸81的开启和关闭；液压马达79驱动主动轮82转动，从而带动两栖无人船的履带转动，导向轮83跟随主动轮82转动，承重轮84位于主动轮82和导向轮83的中间，承重轮84用于负载履带自身的重量。

所述探测系统包括：前摄像头23、船舱摄像头24、探照灯34、气象站35、测深仪、航行灯、油位传感器和电压传感器；所述油位传感器安装在燃油箱中，用于监测燃油箱油位；所述电压传感器安装在蓄电池12出口导线上，用于监测蓄电池12出口电压。

所述前摄像头23安装于桅杆31上部前端；所述船舱摄像头24安装于动力舱10；所述探照灯34安装于桅杆31顶端横杆左侧；所述气象站35安装于桅杆31的横杆右侧；所述测深仪安装于船体1底部；所述航行灯设置有多个，航行灯分布在船弦两侧；所述航行灯为常亮，用于为往来船只或监测设备提示本两栖无人船航行位置。

所述导航系统包括：惯导系统38、北斗电台39和罗经40；所述惯导系统38和北斗电台39安装于控制舱9中。

其中，惯导系统38包含有惯导主天线和惯导副天线，北斗电台39包含有电台天线，惯导主天线、惯导副天线和电台天线均安装在桅杆31顶端；所述惯导系统38和北斗电台39的处理器安装于控制舱9中，惯导主天线、惯导副天线和电台天线均通过导线分别与惯导系统38和北斗电台39的处理器相连；所述北斗电台39具备短报文通信能力；所述罗经40安装于驾控台6前侧。

所述通信系统包括：数字电台41、宽带电台42、甚高频通信台43，其中数字电台41带有电台天线，宽带电台42带有电台天线；所述数字电台41安装于控制舱9中，所述宽带电台42、数字电台41的天线和宽带电台42的天线安装于桅杆31上；所述甚高频通信台43安装于驾控台6右侧。

所述避障系统包括：AIS系统46、毫米波雷达、激光雷达，其中AIS系统46带有AIS主天线和AIS副天线；所述AIS系统46安装于控制舱9；所述AIS主天线和AIS副天线安装于船头；所述毫米波雷达安装于桅杆31上；所述激光雷达安装在船头。

如图1和图4所示，所述配电柜5安装于动力舱10中，所述配电柜5包括：直流转换器、继电器开关48、电源输入口和电源输出口；所述配电柜5的电源输出口通过导线连接探照灯34，并将直流电输送给探照灯34；所述配电柜5经由直流转换器将电流送到电源总线上，所述配电柜5为两栖无人船中用电设备供电。

如图5所示，所述驾控台6包括：油门推杆58、陆机监控面板59、陆机电源开关60、船机监控面板61、船机电源开关62、方向盘63、陆机启停按钮64、船机启停按钮65和船机急停按钮66；驾控台6安装于驾驶舱8中；所述陆机监控面板59和船机监控面板61分别安装在驾控台6的两端，方向盘63和油门推杆58安装在驾控台6台面的底侧，陆机电源开关60和船机电源开关62分别对应陆机监控面板59和船机监控面板61设置，陆机启停按钮64、船机启停按钮65和船机急停按钮66依次排列安装在驾控台6的顶端。

所述陆机监控面板59通过数据线与陆用发动机13相连，并收集陆用发动机13的工况信息；船机监控面板61通过数据线与船用发动机16相连，并收集船用发动机16的工况信息；船机电源开关62通过电源线与船机控制盒15相连，经由船机控制盒15为船用发动机16提供上电操作信号，上电操作信号具体可为主控系统3下发的一个为发动机开启供电的指令；陆机启停按钮64通过数据线于陆用发动机控制系统29相连；船机启停按钮65和船机急停按钮66通过数据线于船用发动机控制系统27相连；陆机电源开关60通过电源线与陆用发动机13相连，为陆用发动机13提供上电操作信号；油门推杆58通过数据总线经由主控系统3将控制指令下发给智能舵控制系统28及履带运动控制系统30；方向盘63的转向泵接入喷泵系统18，实现喷泵系统18转向控制。

实施例3:

在实施例1和实施例2所述的两栖无人船的基础上，本实施例介绍两栖无人船内各组成部分的功能进行详细说明，结合图1-图9所示，所述主控系统3通过网口线监测并控制宽带电台42、前摄像头23、船舱摄像头24、毫米波雷达、激光雷达和数据管理系统26；所述前摄像头23用于监视两栖无人船船头前方场景；所述船舱摄像头24用于监视发动机工作情况；所述毫米波雷达能探测0.1km-100km间的障碍目标，作为水域中远距离避障的探测工具；所述激光雷达能探测1m-150m间障碍目标，作为陆地运行、水陆交界处运行和船体1入港的探测工具。

所述主控系统3通过串口线监测并控制数字电台41和北斗电台39；北斗电台39实现两栖无人船导航定位，并能将监控中心部分控制指令转发给两栖无人船的主控系统3。

所述主控系统3通过串口总线监测并控制陆用发动机13和船用发动机16，接收陆用发动机13和船用发动机16上传的工况数据。

所述主控系统3通过CAN总线监测并控制辅控系统4，即监测并控制数据管理系统26、AIS系统46、惯导系统38、综合管理系统25、陆用发动机控制系统29、船用发动机控制系统27、履带运动控制系统30、驾控台6、智能舵控制系统28；所述主控系统3可直接控制喷泵系统18和液压履带系统19完成两栖无人船行驶操作，也可通过与辅控系统4配合，共同完成对喷泵系统18和液压履带系统19的控制，实现两栖无人船的行驶操作。

所述数据管理系统26作为黑匣子管理两栖无人船的运行数据，包括静态数据、动态数据和航程数据等。

所述避障系统中AIS系统46作为船舶自动识别系统，监测两栖无人船船位、船速、航向等船舶动态信息，结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料向附近水域船舶及监控中心广播，同时接收监控中心发送的AIS信息。

所述惯导系统38实时解算两栖无人船航向、姿态、速度和坐标等信息，并传送给主控系统3；所述罗经40在有人驾驶时实时给定两栖无人船航向信息。

所述综合管理系统25的通信接口通过数据线连接探照灯34、气象站35、排水泵20和桅杆31系统2，接收气象站35、测深仪、油位传感器、电压传感器和排水泵20的工况数据然后转发给主控系统3，并将主控系统3的控制指令转发给探照灯34和桅杆31系统2。

所述气象站35实时收集两栖无人船工作水域天气情况，向主控系统3反馈风速、降雨量、温度和湿度等数据；所述排水泵20保持通电状态，在两栖无人船积水深度超过阈值后自动实现排水；所述船舱风机21保持通电运转状态，不断给动力舱10提供大量冷空气。

所述智能舵控制系统28的通信接口通过数据线连接喷泵系统18，监测喷泵的运动工况，然后转发给主控系统3，并将主控系统3的控制指令转发给喷泵系统18。

所述船用发动机控制系统27的通信接口通过数据线连接船用发动机16和船机控制盒15，将主控系统3的控制指令转发给船用发动机16和船机控制盒15。

所述船机控制盒15接收船用发动机控制系统27的启停或急停指令，并触发船用发动机16的启停或急停；所述船机控制盒15接收船机电源开关62的上电操作信号，保持船用发动机16的电子控制单元((Electronic Control Unit，简写为ECU)上电。

所述陆用发动机控制系统29的通信接口通过数据线连接陆用发动机13，将主控系统3的控制指令转发给陆用发动机13。

所述履带运动控制系统30的通信接口通过数据线连接液压阀组75、左履带系统76、右履带系统77、液压驱动器78，接收左履带系统76、右履带系统77的工况数据，然后转发给主控系统3，并将主控系统3的控制指令转发给液压驱动器78、液压阀组75；所述液压驱动器78控制左履带系统76和左履带系统76的液压马达79的排量，实现对左履带系统76和左履带系统76的运动协调控制，进而实现两栖无人船整体加速、匀速、减速和转弯等功能。

所述总电源开关7通过导线并联连接岸电充电系统11、蓄电池组12、船用发电机37和陆用发电机36而获得电源；总电源开关7通过导线连接综合管理系统25的电源输入口、配电柜5的电源输入口，将24V直流电源输送给综合管理系统25和配电柜5；所述综合管理系统25接收的直流电源经直流转换器将24V直流电变换为12V直流电后，一部分12V直流电源供给综合管理系统25自用，一部分12V直流电源经由电源输出口通过导线送给配电柜5的电源输入口。

所述船用发动机16与船用发电机37级联，由船用发动机16给船用发电机37提供原动力，由船用发电机37给总电源开关7供电的同时给蓄电池12充电。

所述陆用发动机13与陆用发电机36级联，由陆用发动机13给陆用发电机36提供原动力，由陆用发电机36给总电源开关7供电的同时给蓄电池12充电。

所述岸电充电系统11通过导线连接电池组并给蓄电池12充电。

所述配电柜5通过导线经由继电开关连接探照灯34，并将24V直流电源经由继电器开关48输送给探照灯34；所述配电柜5经由直流转换器一将24V直流电转为24V直流电，然后将24V直流电源送到电源总线上，供两栖无人船中用电设备使用。

所述综合管理系统25通过数据线连接配电柜5中的继电器开关48的控制端的控制端，将主控系统3的控制指令转到继电开关上。

所述燃油箱通过供油管给船用发动机16和陆用发动机13提供燃油。

所述船机控制盒15通过主线束与船用发动机16相连，将船用发动机控制系统27的控制指令转发给船用发动机16；所述转向电动泵的出油口通过液压油管与转向液压缸相连，驱动转向液压缸动作；所述液压泵22通过液压油管与翻盖电磁阀、进水栅格电磁阀和齿轮箱电磁阀的入油口相连；所述翻盖电磁阀的出油口通过液压油管与翻盖液压缸相连；所述进水栅格电磁阀的出油口通过液压油管与进水栅格液压缸相连；所述齿轮箱电磁阀的出油口通过液压油管与齿轮箱液压缸相连。

在动力系统中，结合图1、图2、图6、图7和图8所示，所述船用发动机16通过万向轴与喷泵系统18相连，给喷泵系统18提供原动力；所述液压油箱17通过供油管与液压泵22的进油口相连，给液压泵22提供液压油；所述陆用发动机13通过万向轴与液压泵22相连，并给液压泵22提供原动力；所述液压泵22通过液压油管与液压阀组75的入油口相连；所述液压阀组75的出油口通过液压油管与液压马达79、支撑液压缸80和盖板液压缸81相连，主控系统3通过调节支撑液压缸80来调节支撑杆86的长度，通过调节盖板液压缸81来调节盖板85的开合，陆用发动机13将机械能传送给液压马达79，所述液压马达79驱动主动轮82转动，从而带动两栖无人船的履带转动。

如图5所示，所述驾控台6中陆机监控面板59通过数据线与陆用发动机13相连，并收集陆用发动机13的工况信息；所述驾控台6中船机监控面板61通过数据线与船用发动机16相连，并收集船用发动机16的工况信息；所述驾控台6中船机电源开关62通过电源线与船机控制盒15相连，经船机控制盒15为船用发动机16提供上电操作信号；所述驾控台6中陆机电源开关60通过电源线与陆用发动机13相连，为陆用发动机13的ECU提供上电操作信号；所述驾控台6中油门推杆58通过CAN总线，经由主控系统3将控制指令下发给智能舵控制系统28及履带运动控制系统30；所述驾控台6中方向盘63的转向泵接入喷泵系统18的转向电动泵，实现喷泵系统18转向控制。

实施例4:

在实施例1-实施例3的基础上，结合图1-图9所示，本实施例对两栖无人船的桅杆系统2如何实现竖直和倒伏状态相互转换过程进行详细说明。

1、如图9所示，桅杆31由竖直状态转为倒伏状态的步骤为：

a、主控系统3解锁桅杆31倒伏指令，下发桅杆31倒伏指令给综合管理系统25。

b、综合管理系统25驱动桅杆31系统2的继电器开关48导通。

c、桅杆31电动泵正向动作，驱动桅杆液压缸33收缩。

d、桅杆液压缸33带动桅杆31动作，桅杆31沿着连接轴90旋转，向下倒伏。

e、当桅杆系统2的行程开关检测到倒伏阈值时，说明桅杆31已经倒伏到指定位置，将信号经由综合管理系统25反馈给主控系统3。

f、主控系统3下发桅杆31倒伏完毕指令给综合管理系统25，综合管理系统25控制桅杆31电动泵停止转动，并闭锁桅杆液压缸33。

2、如图1所示，桅杆31由倒伏状态转为竖直状态的步骤为：

a、主控系统3解锁桅杆31扬起指令，下发桅杆31扬起指令给综合管理系统25。

b、综合管理系统25驱动桅杆31系统2的继电器开关48导通。

c、桅杆31电动泵反向动作，驱动桅杆液压缸33伸展。

d、桅杆液压缸33带动桅杆31动作，桅杆31沿着连接轴90旋转，向上扬起。

e、当桅杆31系统2的行程开关检测到扬起阈值时，说明桅杆31已经扬起到指定位置，并将信号经由综合管理系统25反馈给主控系统3。

f、主控系统3下发桅杆31扬起完毕指令给综合管理系统25，综合管理系统25控制桅杆31电动泵停止转动，并闭锁桅杆液压缸33。

上述桅杆系统2的竖直和倒伏状态切换有助于两栖无人船在风浪较大的环境行驶时保持自身的船体状态稳定。另一方面，在需要穿过障碍物行驶时，桅杆系统2的状态切换突破了两栖无人船的使用场所限制，使得两栖无人船具有更普遍使用场所的适应性。

实施例5:

在在实施例1-实施例3的基础上，本实施例对两栖无人船中的供电方式及探测系统部分的工作方式进行详细说明。

如图1-图9所示，在日常的使用中，两栖无人船停在仓库或港口时，220V或380V交流岸电可经由岸电充电系统11给蓄电池12充电；当两栖无人船的船用发动机16启动时，船用发动机16带动船用发电机37输出电源，给总电源开关7输入端供电并给蓄电池12充电；当两栖无人船的陆用发动机13启动时，陆用发动机13带动陆用发电机36输出电源，给总电源开关7输入端供电并给蓄电池12充电；所述总电源开关7导通时，总电源开关7的输出端将电源经由电源总线导向其它用电设备。

两栖无人船启动后，蓄电池12经由总电源开关7的输出端给主控系统3、辅控系统4、桅杆系统2、动力系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜5、驾控台6、前摄像头23、船舱摄像头24、气象站35、测深仪和航行灯直接持续供电；配电柜5中继电器开关48控制探照灯34供电状态，当综合管理系统25导通继电器开关48时探照灯34亮起，当综合管理系统25断开继电器开关48时探照灯34熄灭。

探测设备周期性探测船体1四周环境信息；气象站35实时监测气象信息，上传给综合管理系统25；当两栖无人船接触水面后，启动测深仪进行水深探测，水深信息上传给综合管理系统25；油位传感器将燃油箱的油位信息实时上传综合管理系统25和电压传感器将蓄电池12出口电压信息实时上传综合管理系统25；排水泵20工况信息通过DI接口上传给综合管理系统25；综合管理系统25整合监测数据形成信息报文，上传给主控系统3。

两栖无人船需要启动探照灯34时，由主控系统3根据水域大小和探测重点生成调节指令，经由综合管理系统25控制探照灯34调节照射角度，探照灯34照射角度的变化范围为在垂向角度-30度至+30度和水平角度-180度至+180度。

前摄像头23拍摄船体1前方视频信息传送给主控系统3；船舱摄像头24拍摄动力舱10设备视频信息传送给主控系统3；毫米波雷达将扫描数据打包后上传给主控系统3；激光雷达将扫描数据打包后上传给主控系统3。

船用发动机16运行信息通过串行总线上传给主控系统3；陆用发动机13运行信息通过串行总线上传给主控系统3。

主控系统3将所接受到的监测信息，整合为3种类型报文信息，分别为：定位报文、控制状态报文、图像报文；其中定位报文和控制状态报文分别经由数字电台41、宽带电台42和北斗电台39这三个不同通道发送给监控中心，图像视频报文则通过宽带电台42发送给监控中心；监控中心的遥控指令经由数字电台41、宽带电台42、北斗电台39传送给两栖无人船的主控系统3；优选的，上述北斗电台39发送指令报文长度限制为0-140字节，发送频率为1Hz。

本实施例中，岸电充电系统11的设置有效的对蓄电池12中的电能进行补充，延长了两栖无人船的使用时长。而探测系统中，通过对不同探测模块所检测到的信息进行处理，区分不同通道传输，有效的保证了主控系统3的信息接收来源，当两栖无人船中的部分模块发生损坏时，主控系统3可通过另外的正常工作的模块控制船体1继续工作，提高了两栖无人船对恶劣使用场景的适应性。

实施例6:

在实施例1-实施例3的基础上，结合附图1、图2、图6、图7和图8所示，本实施例详细说明两栖无人船的履带系统如何实现动作变换。

所述液压履带系统19的状态变换分为以下几种情况进行具体说明。

1、由停止状态转为行走状态，液压履带系统19的工作步骤为：

a、主控系统3根据支撑杆行程开关信息和盖板行程开关信息判断两栖无人船当前状态，当左履带系统76和右履带系统77同时处于陆地行驶状态时，解锁主控系统3行走控制指令。

b、主控系统3下发启动指令给陆用发动机控制系统29。

c、陆用发动机控制系统29转发启动指令给陆用发动机13，实现陆用发动机13启动至指定转速，为液压泵22提供原动力。

d、主控系统3下发向前直行指令给履带运动控制系统30；或主控系统3下发向后直行指令给履带运动控制系统30。

e、履带运动控制系统30综合主控系统3向前直行指令，驱动左马达电磁阀和右马达电磁阀处于正向打开状态，同时转发给液压驱动器78；或履带运动控制系统30综合主控系统3向后直行指令，驱动左马达电磁阀和右马达电磁阀处于反向打开状态，同时转发给液压驱动器78。

f、液压驱动器78根据直行信号控制左履带系统76的液压马达79和右履带系统77的液压马达79动作，实现左履带系统76的主动轮82和右履带系统77的主动轮82以相同工况输出。

g、主动轮82带动履带转动，实现两栖无人船由停止状态转为向前行走状态或向后行走状态。

2、由直行状态向左转向或向右转向，液压履带系统19的工作步骤为：

a、两栖无人船直行过程中，主控系统3下发左转或右转指令给履带运动控制系统30。

b、履带运动控制系统30综合主控制转弯强度信号，并转发给液压驱动器78。

c、液压驱动器78根据转弯方向和强度，确定左履带系统76和右履带系统77的排量分配。

d、左履带系统76的液压马达79和右履带系统77的液压马达79驱动对应主动轮82动作。

e、液压马达79分配到的排量不同，导致输出不同，从而主动轮82带动履带形成速度差，实现转弯。

3、由行走状态转为停止状态，液压履带系统19的工作步骤为：

a、两栖无人船在行走过程中，主控系统3下发停车指令给履带运动控制系统30。

b、履带运动控制系统30综合主控系统3的停车指令，驱动左马达电磁阀和右马达电磁阀处于中间状态位置。

c、左履带系统76的液压马达79和右履带系统77的液压马达79的排量都为0，即液压马达79停止输出。

d、主动轮82失去动力，使两栖无人船转为停止状态。

4、由伸展状态转为折叠状态，液压履带系统19的工作步骤为：

a、主控系统3解锁履带折叠指令，下发履带折叠指令给履带运动控制系统30。

b、履带运动控制系统30驱动支撑电磁阀处于正向打开状态。

c、履带运动控制系统30经由液压阀组75驱动左履带系统76的支撑液压缸80动作，同时驱动右履带系统77的支撑液压缸80动作。

d、支撑液压缸80正向收缩，带动左履带系统76和右履带系统77向上运动。

e、当左履带系统76的支撑行程开关检测到折叠阈值时，说明左履带系统76已经折叠到指定位置，则闭锁左履带系统76的支撑液压缸80，并将信号反馈给主控系统3；当右履带系统77的支撑行程开关检测到折叠阈值时，说明右履带系统77已经折叠到指定位置，则闭锁右履带系统77的支撑液压缸80，反馈给主控系统3。

f、主控系统3下发履带系统折叠完毕指令给履带运动控制系统30。

g、履带运动控制系统30驱动支撑电磁阀处于中间状态，再驱动盖板85电磁阀处于正向打开状态。

h、履带运动控制系统30经由液压阀组75驱动左履带系统76的盖板液压缸81动作，同时驱动右履带系统77的盖板液压缸81动作。

i、盖板液压缸81带动盖板85向下转动，当左履带系统76的盖板行程开关检测到盖下阈值时，说明左履带系统76的盖板85已经下放到指定位置，则闭锁左履带系统76的盖板液压缸81，并将信号反馈给主控系统3；当右履带系统77的盖板行程开关检测到盖下阈值时，说明右履带系统77的盖板85已经下放到指定位置，则闭锁右履带系统77的盖板液压缸81，并将信号反馈给主控系统3。

j、主控系统3下发盖板85下放完毕指令给履带运动控制系统30。

k、履带运动控制系统30驱动盖板电磁阀处于中间状态，完成履带折叠过程。

5、由折叠状态转为伸展状态，液压履带系统19的工作步骤为：

a、主控系统3解锁履带伸展指令,下发履带伸展指令给履带运动控制系统30。

b、履带运动控制系统30驱动盖板电磁阀处于反向打开状态。

c、履带运动控制系统30经由液压阀组75驱动左履带系统76的盖板液压缸81动作，同时驱动右履带系统77的盖板液压缸81动作。

d、盖板液压缸81带动盖板85向上转动，当左履带系统76的盖板行程开关检测到打开阈值时，说明左履带系统76的盖板85已经上行到指定位置，则闭锁左履带系统76的盖板液压缸81，并将信号反馈给主控系统3；当右履带系统77的盖板行程开关检测到打开阈值时，说明右履带系统77的盖板85已经上行到指定位置，则闭锁右履带系统77的盖板液压缸81，并将信号反馈给主控系统3。

e、主控系统3下发盖板85上行完毕指令给履带运动控制系统30。

f、履带运动控制系统30驱动盖板电磁阀处于中间状态；再驱动支撑电磁阀处于反向打开状态。

g、履带运动控制系统30经由液压阀组75驱动左履带系统76的支撑液压缸80动作，同时驱动右履带系统77的支撑液压缸80动作；

h、支撑液压缸80反向伸展，带动左履带系统76和右履带系统77向下运动。

i、当左履带系统76的支撑行程开关检测到伸展阈值时，说明左履带系统76已经伸展到指定位置，则闭锁左履带系统76的支撑液压缸80，并将信号反馈给主控系统3；当右履带系统77的支撑行程开关检测到伸展阈值时，说明右履带系统77已经伸展到指定位置，则闭锁右履带系统77的支撑液压缸80，反馈给主控系统3。

j、主控系统3下发履带系统伸展完毕指令给履带运动控制系统30。

k、履带运动控制系统30驱动支撑电磁阀处于中间状态，完成履带伸展过程。

所述液压履带系统19可针对不同的使用环境，进行不同控制方式切换，从而达到切换不同的使用状态的目的。而使用场景的细化，使得液压履带系统19可以在多场景下使用，具有灵活和高效的可操作性。

实施例7:

在实施例1-实施例3的基础上，两栖无人船中的驾控台6可由操作人员操作，进行对两栖无人船的行驶测试。结合附图1-图8，本实施例详细介绍两栖无人船的中驾控台6如何实现测试两栖无人船动作过程。

所述两栖无人船可以通过驾控台6实现测试模式。

1、驾控台6驱动陆机相关动力系统，具体操作步骤为：

a、确定主控系统3当前控制模式为陆地行驶，驾控台6陆机电源开关60导通，给陆用发动机13ECU上电。

b、按下陆机启停按钮64，启动指令信息上送主控系统3，然后经由陆用发动机控制系统29启动陆用发动机13，并使陆用发动机13运行至指定转速。

c、当正向推动油门推杆58，形成向前直行指令上送给主控系统3，主控系统3将指令信息转发给履带运动控制系统30，履带运动控制系统30驱动左马达电磁阀和右马达电磁阀都处于正向打开状态，同时向前直行指令经由履带运动控制系统30转发给液压驱动器78；液压驱动器78根据向前直行指令控制左履带系统76的液压马达79和右履带系统77的液压马达79均匀输出，进而实现两栖无人船直行前进。

d、当油门推杆58位置还原后，形成停车指令并将指令上送主控系统3，然后经由履带运动控制系统30转发给液压驱动器78；液压驱动器78根据停车指令控制左马达电磁阀和右马达电磁处于中间状态，进而左履带系统76的液压马达79和右履带系统77的液压马达79输出为零，进而实现两栖无人船停止前进。

e、当反向推动油门推杆58，形成向后直行指令上送给主控系统3，主控系统3将指令信息转发给履带运动控制系统30，履带运动控制系统30驱动左马达电磁阀和右马达电磁阀都处于反向打开状态，同时向后直行指令经由履带运动控制系统30转发给液压驱动器78；液压驱动器78根据向后直行指令控制左履带系统76的液压马达79和右履带系统77的液压马达79均匀输出，进而实现两栖无人船直行后退。

f、当按起陆机启停按钮64，形成陆机熄火指令信息上送主控系统3，然后经由陆用发动机控制系统29停止陆用发动机13工作。

2、驾控台6驱动船机相关系统，具体操作步骤为：

a、确定主控系统3当前控制模式为水域航行，驾控台6的船机电源开关62导通，经由船机控制盒15给船用发动机16ECU上电。

b、按下船机启停按钮65，启动指令信息上送主控系统3，然后经由船用发动机控制系统27转发给船机控制盒15，由船机控制盒15启动船用发动机16。

c、当正向推动油门推杆58，形成前进指令并将指令上送主控系统3，经由智能舵控制系统28控制喷泵系统18连接船用发动机16的万向轴，经由船用发动机控制系统27控制船用发动机16增大动作功率，船用发动机16通过万向轴驱动喷泵系统18工作，此时喷泵系统18的翻盖为顶起状态，喷泵向后喷水实现两栖无人船向前航行。

d、当油门推杆58位置还原后，形成停船指令并将指令上送主控系统3，然后经由船用发动机控制系统27控制船用发动机16处于怠速状态，并由智能舵控制系统28控制喷泵系统18脱离船用发动机16的万向轴，从而喷泵输出为零，使两栖无人船失去航行驱动力。

e、当反向推动油门推杆58，形成后退指令并将指令上送主控系统3，经由智能舵控制系统28控制喷泵系统18连接船用发动机16的万向轴，经由船用发动机控制系统27控制船用发动机16增加功率动作，船用发动机16通过万向轴驱动喷泵系统18工作，此时喷泵系统18的翻盖为放下状态，使喷泵出水方向反向，喷泵向前喷水实现两栖无人船向后航行。

f、当旋转驾控台6的方向盘63，形成转向指令并将指令上送给主控系统3，然后经由智能舵控制系统28驱动喷泵系统18调整喷水方向，进而实现两栖无人船水域转弯。

g、当按起船机启停按钮65，形成船机熄火指令信息上送主控系统3，然后经由船用发动机控制系统27发送给船机控制盒15，由船机控制盒15停止船用发动机16工作。

h、当两栖无人船在水域正常航行时，按下船机急停按钮66，形成急停指令信息上送主控系统3，然后经由船用发动机控制系统27发送给船机控制盒15，由船机控制盒15激活急停信号并实现船用发动机16急停。

驾控台6的设置使得两栖无人船可进行有人操作的实体测试，在需要的情况下，如船机或陆机中的自动控制模块发生故障时，如图1所示，可在控制舱9内设置驾驶座位，实现有人操作的方式控制，增加两栖无人船的可适用控制方式。

实施例8:

在实施例1-实施例3的基础上，结合附图1-图9所示，本实施例对两栖无人船如何实现以无人驾驶模式完成一趟巡逻任务的工作过程进行详细说明。

1、当两栖无人船由起点自主行驶到下水点：

a、主控系统3根据起点坐标、下水点坐标及中间关键点坐标，结合地图信息，自主规划由起点到下水点的行程路径，设置两栖无人船处于陆地行驶状态。

b、主控系统3控制液压履带系统19由停止状态转为行走状态。

c、主控系统3根据导航信息生成转弯指令，并根据避障系统中激光雷达探测信息来修正转弯指令，实时控制液压履带系统19由直行状态向左转向或向右转向。

d、主控系统3根据油门信息控制两栖无人船按指定运行速度前进。

e、到达指定下水点后，主控系统3控制液压履带系统19由行走状态转为停止状态。

2、当两栖无人船由下水点经过浅滩下到水域中：

a、主控系统3根据下水点坐标及中间关键点坐标，结合地图信息，自主规划由起下水路径，设置两栖无人船处于陆地行驶状态。

b、主控系统3控制液压履带系统19由停止状态转为行走状态。

c、主控系统3根据导航信息生成转弯指令，并根据避障系统中激光雷达探测信息来修正转弯指令，实时控制液压履带系统19由直行状态向左转向或向右转向。

d、主控系统3根据油门信息控制两栖无人船按指定运行速度前进。

e、当测深仪监测到水深大于指定阈值时，说明两栖无人船完全下到水域中，主控系统3控制液压履带系统19由行走状态转为停止状态。

f、主控系统3控制液压履带系统19由伸展状态转为折叠状态。

3、当两栖无人船进行水中巡逻，包括直行、倒车、转弯和急停操作：

a、主控系统3根据启航点坐标、目标点坐标及中间关键点坐标，结合海图信息，自主规划巡逻路径，设置两栖无人船处于水域航行状态。

b、主控系统3给出船机启动指令，然后经由船用发动机控制系统27转发给船机控制盒15，由船机控制盒15启动船用发动机16。

c、主控系统3给出前进指令，经由智能舵控制系统28控制喷泵系统18连接船用发动机16的万向轴，经由船用发动机控制系统27控制船用发动机16增大动作功率，船用发动机16通过万向轴驱动喷泵系统18工作，此时喷泵系统18的翻盖为顶起状态，喷泵向后喷水实现两栖无人船向前航行，主控系统3根据规划的油门信息控制两栖无人船按指定运行速度前进。

d、主控系统3根据导航信息形成转向指令，并根据避障系统中毫米波雷达和激光雷达探测信息来修正转向指令，经由智能舵控制系统28驱动喷泵系统18调整喷水方向，进而实现两栖无人船水域转弯。

e、当两栖无人船遇到障碍需要刹车时，主控系统3给出减小油门指令，经由船用发动监控系统控制船用发动机16减小动作功率，船体1由于水面阻力逐步减速。

g、当两栖无人船遇到紧急情况需要急停时，主控系统3给出急停指令，经由船用发动机控制系统27发送给船机控制盒15，由船机控制盒15激活急停信号并实现船用发动机16急停。

h、当两栖无人船完成巡逻任务，主控系统3给出停船指令，经由船用发动机控制系统27控制船用发动机16处于怠速状态，并由智能舵控制系统28控制喷泵系统18脱离船用发动机16的万向轴，从而喷泵输出为零，使两栖无人船失去航行驱动力。

4、当两栖无人船由水中渡过浅滩到岸上：

a、在无人船冲向浅水摊中后，当测深仪监测到水深小于指定阈值时，设置为陆地行驶状态。

b、主控系统3控制液压履带系统19由折叠状态转为伸展状态。

c、主控系统3根据当前位置和岸上目标点，规划上岸路径，主控系统3控制液压履带系统19由停止状态转为行走状态。

d、主控系统3根据导航信息生成转弯指令，并根据避障系统中激光雷达探测信息来修正转弯指令，实时控制液压履带系统19由直行状态向左转向或向右转向。

e、主控系统3根据油门信息控制两栖无人船按指定运行速度前进。

f、当两栖无人船到达指定岸上目标点时，主控系统3控制液压履带系统19由行走状态转为停止状态。

5、由岸上自行运动到仓库：

a、主控系统3根据起点坐标、仓库点坐标及中间关键点坐标，结合地图信息，自主规划由起点到仓库点的行程路径，设置两栖无人船处于陆地行驶状态。

b、主控系统3控制液压履带系统19由停止状态转为行走状态。

c、主控系统3根据导航信息生成转弯指令，并根据避障系统中激光雷达探测信息来修正转弯指令，实时控制液压履带系统19由直行状态向左转向或向右转向。

d、主控系统3根据油门信息控制两栖无人船按指定运行速度前进。

e、到达仓库点后，主控系统3控制液压履带系统19由行走状态转为停止状态。

两栖无人船通过主控系统3控制各个负载设备根据指令进行动作，高效、灵活的自主完成巡逻任务，在陆地行驶时两栖无人船以液压履带系统19为主动力输出系统，其左右两个履带系统能实现两栖无人车灵活的前进、后退和转向；在水域航行时两栖无人船以喷泵系统18为主动力输出系统，能平稳的推动其快速航行；并提高了两栖无人船在水陆结合处的动作能力，以适应不同的水陆使用环境。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两栖无人船，包括：船体(1)、桅杆系统(2)、主控系统(3)、辅控系统(4)、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜(5)、驾控台(6)和总电源开关(7)，其特征在于，所述船体(1)设置有驾驶舱(8)、控制舱(9)和动力舱(10)；所述总电源开关(7)安装在动力舱(10)内部侧端；驾驶舱(8)设置于船体(1)中部；所述控制舱(9)设置于船体(1)中后端，所述动力舱(10)分布于船体(1)下层；

所述主控系统(3)安装于控制舱(9)中，主控系统(3)为两栖无人船的控制中枢，并与桅杆系统(2)、动力系统、探测系统、导航系统、通信系统、避障系统、配电柜(5)、驾控台(6)和总电源开关(7)分别连接；

所述辅控系统(4)由综合管理系统(25)、数据管理系统(26)、船用发动机控制系统(27)、智能舵控制系统(28)、陆用发动机控制系统(29)和履带运动控制系统(30)组成并安装于控制舱(9)中，辅控系统(4)中的各个组成系统分别与船体(1)内各对应的负载设备连接，辅控系统(4)提供辅助控制方式配合主控系统(3)使用；

所述主控系统(3)通过数据线分别连接宽带电台(42)、前摄像头(23)、船舱摄像头(24)、毫米波雷达、激光雷达和数据管理系统(26)、数字电台(41)、北斗电台(39)、数据管理系统(26)、AIS系统(46)、惯导系统(38)、综合管理系统(25)、陆用发动机控制系统(29)、船用发动机控制系统(27)、履带运动控制系统(30)、驾控台(6)、智能舵控制系统(28)、陆用发动机(13)和船用发动机(16)中的一项或者多项，并对各个设备和系统的运行信息进行收集和分析。

2.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于：所述桅杆系统(2)包括桅杆(31)、桅杆液压缸(33)、桅杆电动泵和连接轴(90)；所述桅杆(31)安装于驾驶舱(8)顶端，桅杆(31)底部一侧卡接在密封槽中，桅杆(31)底部另一侧由连接轴(90)与船体(1)连接；所述桅杆液压缸(33)一端连接在桅杆(31)中段上，桅杆液压缸(33)另一端与船体(1)外表面连接，所述桅杆电动泵为桅杆液压缸(33)伸缩提供动力，主控系统(3)通过控制桅杆液压缸(33)实现桅杆(31)的竖直与倒伏状态切换。

3.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述动力系统包括：蓄电池组(12)、船用发动机(16)、陆用发动机(13)、喷泵系统(18)、液压履带系统(19)和排水泵(20)；所述蓄电池组(12)、船用发动机(16)、船机控制盒(15)和喷泵系统(18)安装于动力舱(10)后端；所述陆用发动机(13)安装于动力舱(10)前端；其中，动力系统中的各构成单元与所述主控系统连接；

所述排水泵(20)安装于动力舱(10)，排水泵(20)一侧通过排水管与吸水端子连接，吸水端子均匀分布在动力舱(10)底部，排水泵(20)另一侧与出水口连接，出水口安装在船舷上；所述动力系统还包括船机控制盒(15)，所述船机控制盒(15)通过主线束与船用发动机(16)相连，船用发动机控制系统(27)通过控制船机控制盒(15)实现对船用发动机(16)的控制。

4.根据权利要求3所述的两栖无人船，其特征在于，所述液压履带系统(19)包括：液压泵(22)、液压阀组(75)、左履带系统(76)、右履带系统(77)、液压驱动器(78)；液压阀组(75)包括支撑电磁阀、盖板电磁阀、左马达电磁阀和右马达电磁阀；所述液压履带系统(19)安装于动力舱(10)中部，所述左履带系统(76)和右履带系统(77)分别安装在船体(1)两侧，且左履带系统(76)和右履带系统(77)结构组成相同；

所述液压泵(22)的进油口通过供油管与液压油箱(17)相连，液压油箱(17)给液压泵(22)提供液压油；所述陆用发动机(13)通过万向轴与液压泵(22)相连，并给液压泵(22)提供原动力；所述液压泵(22)通过液压油管与液压阀组(75)的入油口相连；所述液压阀组(75)的出油口通过液压油管分别与左履带系统(76)和右履带系统(77)相连。

5.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述探测系统包括：前摄像头(23)、船舱摄像头(24)、探照灯(34)、气象站(35)、测深仪、航行灯、油位传感器和电压传感器中的一项或者多项；所述前摄像头(23)安装于桅杆(31)上部前端；所述船舱摄像头(24)安装于动力舱(10)；所述探照灯(34)安装于桅杆(31)顶端横杆的一侧；所述气象站(35)安装于桅杆(31)顶端横杆的另一侧；所述测深仪安装于船体(1)底部；所述航行灯均匀分布在船体(1)的船弦两侧；所述油位传感器安装在两栖无人船的燃油箱中，用于检测燃油箱油位；所述电压传感器安装在蓄电池(12)出口导线上，用于检测蓄电池(12)出口电压。

6.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述导航系统包括：惯导系统(38)、北斗电台(39)和罗经(40)中的一项或多项，其中惯导系统(38)包含有惯导主天线和惯导副天线，北斗电台(39)包含有电台天线，惯导主天线、惯导副天线和电台天线均安装在桅杆(31)顶端；所述惯导系统(38)和北斗电台(39)的处理器安装于控制舱(9)中，惯导主天线、惯导副天线和电台天线均通过导线分别与惯导系统(38)和北斗电台(39)的处理器相连；所述北斗电台(39)具备短报文通信能力；所述罗经(40)安装于驾控台(6)前侧。

7.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述通信系统包括：数字电台(41)、宽带电台(42)和甚高频通信台(43)中的一项或多项，其中数字电台(41)包含有天线，宽带电台(42)包含有天线；所述数字电台(41)的处理器安装于控制舱(9)中，所述宽带电台(42)和数字电台(41)的天线安装于桅杆(31)上；所述甚高频通信台(43)安装于驾控台(6)的一侧。

8.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述避障系统包括：AIS系统(46)、毫米波雷达和激光雷达，其中AIS系统(46)带有AIS主天线和AIS副天线；所述AIS系统(46)的处理器安装于控制舱(9)；所述AIS主天线和AIS副天线安装于船体(1)的船头，AIS主天线和AIS副天线通过导线与AIS系统(46)的处理器连接；所述毫米波雷达安装于桅杆(31)上；所述激光雷达安装在船体(1)的船头端。

9.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述驾控台(6)包括：油门推杆(58)、陆机监控面板(59)、陆机电源开关(60)、船机监控面板(61)、船机电源开关(62)、方向盘(63)、陆机启停按钮(64)、船机启停按钮(65)和船机急停按钮(66)中的一项或者多项；

驾控台(6)安装于驾驶舱(8)中；所述陆机监控面板(59)和船机监控面板(61)分别安装在驾控台(6)的两端，方向盘(63)和油门推杆(58)安装在驾控台(6)台面的底侧，陆机电源开关(60)和船机电源开关(62)分别对应陆机监控面板(59)和船机监控面板(61)设置，陆机启停按钮(64)、船机启停按钮(65)和船机急停按钮(66)依次排列安装在驾控台(6)的顶端；

所述陆机监控面板(59)通过数据线与陆用发动机(13)相连，并收集陆用发动机(13)的工况信息；船机监控面板(61)通过数据线与船用发动机(16)相连，并收集船用发动机(16)的工况信息；船机电源开关(62)通过电源线与船机控制盒(15)相连，经由船机控制盒(15)为船用发动机(16)提供上电操作信号；陆机启停按钮(64)通过数据线于陆用发动机控制系统(29)相连；船机启停按钮(65)和船机急停按钮(66)通过数据线于船用发动机控制系统(27)相连；陆机电源开关(60)通过电源线与陆用发动机(13)相连，为陆用发动机(13)提供上电操作信号；油门推杆(58)通过数据总线经由主控系统(3)将控制指令下发给智能舵控制系统(28)及履带运动控制系统(30)；方向盘(63)的转向泵接入喷泵系统(18)，实现喷泵系统(18)转向控制。

10.根据权利要求1所述的两栖无人船，其特征在于，所述配电柜(5)包括：直流转换器、继电器开关(48)、电源输入口和电源输出口；所述配电柜(5)安装于动力舱(10)中；所述配电柜(5)的电源输出口通过导线连接探照灯(34)，并将直流电输送给探照灯(34)；所述配电柜(5)经由直流转换器将电流送到电源总线上，所述配电柜(5)为两栖无人船中用电设备供电。