CN210310793U - 一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇 - Google Patents

Abstract

一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，包括无人艇，无人艇艏部甲板的顶面固定安装安装雷达装置，无人艇艉部设有航向控制装置，无人艇的中部装有控制器，控制器的输入端与雷达装置连接，控制器的输出端与航向控制装置连接；无人艇艏部的外周固定安装避撞垫，避撞垫的外周垫层为软质橡胶材质。滑动滚珠在第二球形槽内转动能够减缓礁石与避撞垫的撞击力度，导向滚珠与第一球形槽配合，导向杆在套管内移动，能够改变礁石与避撞垫撞击的角度，能够保证无人艇航行至近岸水域或雷达装置转动时海面波动出现礁石时，避免过位撞击致使无人艇底部损坏，造成无人艇内中继通信器等设备的损坏，保证本新型无人艇航行的安全性。

Description

一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇

技术领域

本实用新型属于智能航海领域领域，具体地说是一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇。

背景技术

无人船是一种轻型智能水面载运工具，其智能化程度非常高。在国外一些国家，无人船广泛应用军事、科研等领域。然而，我国对于无人船的研究尚处于起步阶段。智能避碰技术作为无人船航行智能化的关键技术之一，对于无人船自主安全航行具有重要意义。而实现智能避碰的前提是准确而及时的获取水上障碍物信息，这就涉及无人艇的自主感知技术。现有的无人船航向控制方式多通过传统的航海雷达、激光雷达及摄像机等传感器对航线信息上的障航信息进行检测收集，信息收集的范围较小，航行的海面持续波动，当雷达等检测传感器转动时，前方的障航信息得不到及时的收集更新，容易出现信号盲区，当无人艇在近岸海域活动时，近岸的海底礁石数量较多，容易与无人艇底部发生直接碰撞，故现设计一种障航信息收集范围更广且能够应对信号盲区的、避免近岸礁石与无人艇底部发生装置搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇。

实用新型内容

本实用新型提供一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，用以解决现有技术中的缺陷。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，包括无人艇，无人艇艏部甲板的顶面固定安装安装雷达装置，无人艇艉部设有航向控制装置，无人艇的中部装有控制器，控制器的输入端与雷达装置连接，控制器的输出端与航向控制装置连接；无人艇艏部的外周固定安装避撞垫，避撞垫的外周垫层为软质橡胶材质，避撞垫的内周垫层为硬质金属材料，避撞垫的外周开设数个均匀分布的通孔，避撞垫内周的外侧开设数个均匀分布的第一球形槽，第一球形槽的外部开口直径均小于其内部开口直径，第一球形槽内均设有导向滚珠，第一球形槽分别与通孔一一相对应，第一球形槽和通孔之间分别设有导向杆，导向杆的内端分别固定连接对应的导向滚珠的外侧，导向杆的外端分别插入至对应的通孔内，导向杆外端的外周分别与对应的通孔内壁的内周固定连接，导向杆的外端分别开设第二球形槽，第二球形槽的外部开口直径均小于其内部开口直径，第二球形槽内均设有滑动滚珠，导向杆的外周均套装软质的套管，导向杆的外周能够分别与对应的套管内壁的内周接触配合，套管的外端和内端分别固定连接对应的避撞垫内壁的外周和内周；无人艇艉部的下侧设有舱体为圆柱形的吊舱，吊舱通过航向控制装置与无人艇连接，吊舱内设有驱动电机，吊舱的一侧设有螺旋桨，螺旋桨通过转轴固定安装在驱动电机的一端，驱动电机电路连接控制器的输出端。

如上所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，所述的雷达装置包括伺服云台，伺服云台底座的底面固定连接无人艇艏部甲板的顶面，伺服云台的顶面固定安装雷达，雷达电路连接控制器的输入端。

如上所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，所述的航向控制装置包括垂直贯穿于无人艇艉部甲板的垂直传动轴，垂直传动轴上侧的外周固定安装从动伞齿轮，垂直传动轴的顶端固定安装舵角测量仪，舵角测量仪电路连接控制器，垂直传动轴的下端固定连接吊舱的顶面，无人艇艉部甲板的顶面固定安装步进电机，步进电机电路连接控制器的输出端，步进电机的输出轴朝向垂直传动轴，步进电机输出轴的一端固定安装主动伞齿轮，主动伞齿轮始终与从动伞齿轮啮合配合。

如上所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，所述的雷达为毫米波雷达。

如上所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，所述的吊舱的底面固定安装一对鳍型防撞板，鳍型防撞板的离地间距小于对应的螺旋桨桨叶的离地间距。

如上所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，所述的雷达装置的顶面固定安装防护装置。

本实用新型的优点是：当本新型无人艇出航时，雷达装置启动，将收集的障航信息传入至控制器内，控制器根据预先设置的避碰规则判断航向，当控制器做出航向改变决定时，控制器控制驱动电机改变，螺旋桨的转速变换，无人艇航速改变，同时控制器控制航向控制装置对吊舱的方向进行调整，螺旋桨的方向改变，从而实现无人艇航向的改变；无人艇航行至礁石处时，礁石与避撞垫的外周垫层发生碰撞，软质的橡胶材质的外周垫层和套管受力发生形变，滑动滚珠与礁石接触配合，导向杆受力，滑动滚珠在第二球形槽内转动能够减缓礁石与避撞垫的撞击力度，导向滚珠与第一球形槽配合，导向杆在套管内移动，能够改变礁石与避撞垫撞击的角度，能够保证无人艇航行至近岸水域或雷达装置转动时海面波动出现礁石时，避免过位撞击致使无人艇底部损坏，造成无人艇内中继通信器等设备的损坏，保证本新型无人艇航行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是图2的Ⅰ局部放大图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，如图所示，包括无人艇1，无人艇1艏部甲板的顶面固定安装安装雷达装置，无人艇1艉部设有航向控制装置，无人艇1的中部装有控制器2，控制器2的输入端与雷达装置连接，控制器2的输出端与航向控制装置连接；无人艇1艏部的外周固定安装避撞垫3，避撞垫3的外周垫层为软质橡胶材质，避撞垫3的内周垫层为硬质金属材料，避撞垫3的外周开设数个均匀分布的通孔4，避撞垫3内周的外侧开设数个均匀分布的第一球形槽5，第一球形槽5 的外部开口直径均小于其内部开口直径，第一球形槽5内均设有导向滚珠6，第一球形槽5分别与通孔4一一相对应，第一球形槽5和通孔4之间分别设有导向杆7，导向杆7的内端分别固定连接对应的导向滚珠6的外侧，导向杆7的外端分别插入至对应的通孔4内，导向杆7外端的外周分别与对应的通孔4内壁的内周固定连接，导向杆7的外端分别开设第二球形槽71，第二球形槽71的外部开口直径均小于其内部开口直径，第二球形槽71内均设有滑动滚珠72，导向杆7的外周均套装软质的套管8，导向杆7的外周能够分别与对应的套管8内壁的内周接触配合，套管8的外端和内端分别固定连接对应的避撞垫3内壁的外周和内周；无人艇1艉部的下侧设有舱体为圆柱形的吊舱16，吊舱16通过航向控制装置与无人艇1连接，吊舱16内设有驱动电机 17，吊舱16的一侧设有螺旋桨18，螺旋桨18通过转轴19固定安装在驱动电机17的一端，驱动电机17电路连接控制器2的输出端。当本新型无人艇出航时，雷达装置启动，将收集的障航信息传入至控制器2内，控制器2根据预先设置的避碰规则判断航向，当控制器2做出航向改变决定时，控制器2控制驱动电机17改变，螺旋桨18的转速变换，无人艇1航速改变，同时控制器2控制航向控制装置对吊舱16的方向进行调整，螺旋桨18的方向改变，从而实现无人艇1航向的改变；无人艇1航行至礁石处时，礁石与避撞垫3的外周垫层发生碰撞，软质的橡胶材质的外周垫层和套管8受力发生形变，滑动滚珠71与礁石接触配合，导向杆7受力，滑动滚珠71在第二球形槽71内转动能够减缓礁石与避撞垫3的撞击力度，导向滚珠6与第一球形槽5配合，导向杆7在套管8内移动，能够改变礁石与避撞垫3撞击的角度，能够保证无人艇1航行至近岸水域或雷达装置转动时海面波动出现礁石时，避免过位撞击致使无人艇1底部损坏，造成无人艇1内中继通信器等设备的损坏，保证本新型无人艇航行的安全性。

具体而言，为了扩大雷法装置障航信息收集的范围，本实施例所述的雷达装置包括伺服云台9，伺服云台9底座的底面固定连接无人艇1艏部甲板的顶面，伺服云台9 的顶面固定安装雷达10，雷达10电路连接控制器2的输入端。当本新型无人艇进行航行工作时，伺服云台9启动能够带动雷达10转动，对无人艇1前方的障航信息的收集范围进行扩大与调整，从而扩大雷法装置障航信息收集的范围。

具体的，为了保证无人艇1转向的精度，本实施例所述的航向控制装置包括垂直贯穿于无人艇1艉部甲板的垂直传动轴11，垂直传动轴11上侧的外周固定安装从动伞齿轮12，垂直传动轴11的顶端固定安装舵角测量仪13，舵角测量仪13电路连接控制器2，垂直传动轴11的下端固定连接吊舱16的顶面，无人艇1艉部甲板的顶面固定安装步进电机14，步进电机14电路连接控制器2的输出端，步进电机14的输出轴朝向垂直传动轴11，步进电机14输出轴的一端固定安装主动伞齿轮15，主动伞齿轮 15始终与从动伞齿轮12啮合配合。控制器2将控制信号传至步进电机14内，步进电机14工作带动主动伞齿轮15转动，主动伞齿轮15和从动伞齿轮12啮合配合带动垂直传动轴11同步转动，吊舱16转动的同时带动螺旋桨18转动，实现无人艇1360°原地旋转，同时舵角测量仪13能够对垂直传动轴11的转动角度进行检测，提高航向控制装置控制精度的同时，保证无人艇1转向的精准度。

进一步的，为了提高雷达装置的灵敏度，本实施例所述的雷达10为毫米波雷达。毫米波雷达相较于传统的航海雷达、激光雷达及摄像机等传感器而言，在实现无人艇 1自动测距和测速功能的同时，环境的实用性更强且检测的灵敏度更高，提高雷达装置灵敏度的同时，提高本新型无人艇避撞击的精度。

更进一步的，为了保证螺旋桨18转动的稳定性，本实施例所述的吊舱16的底面固定安装一对鳍型防撞板20，鳍型防撞板20的离地间距小于对应的螺旋桨18桨叶的离地间距。鳍型防撞板20能够防止水中的礁石等物体与吊舱16底面直接碰撞，避免螺旋桨18桨叶撞击损坏，保证螺旋桨18转动的稳定性，进而保证本新型无人艇动力装置的稳定性。

更进一步的，为了保证雷达装置的安全性，本实施例所述的雷达装置的顶面固定安装防护装置21。防护装置21能够避免本新型无人艇在工作中发生高空坠物，保证雷达装置的安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，其特征在于：包括无人艇(1)，无人艇(1)艏部甲板的顶面固定安装安装雷达装置，无人艇(1)艉部设有航向控制装置，无人艇(1)的中部装有控制器(2)，控制器(2)的输入端与雷达装置连接，控制器(2)的输出端与航向控制装置连接；无人艇(1)艏部的外周固定安装避撞垫(3)，避撞垫(3)的外周垫层为软质橡胶材质，避撞垫(3)的内周垫层为硬质金属材料，避撞垫(3)的外周开设数个均匀分布的通孔(4)，避撞垫(3)内周的外侧开设数个均匀分布的第一球形槽(5)，第一球形槽(5)的外部开口直径均小于其内部开口直径，第一球形槽(5)内均设有导向滚珠(6)，第一球形槽(5)分别与通孔(4)一一相对应，第一球形槽(5)和通孔(4)之间分别设有导向杆(7)，导向杆(7)的内端分别固定连接对应的导向滚珠(6)的外侧，导向杆(7)的外端分别插入至对应的通孔(4)内，导向杆(7)外端的外周分别与对应的通孔(4)内壁的内周固定连接，导向杆(7)的外端分别开设第二球形槽(71)，第二球形槽(71)的外部开口直径均小于其内部开口直径，第二球形槽(71)内均设有滑动滚珠(72)，导向杆(7)的外周均套装软质的套管(8)，导向杆(7)的外周能够分别与对应的套管(8)内壁的内周接触配合，套管(8)的外端和内端分别固定连接对应的避撞垫(3)内壁的外周和内周；无人艇(1)艉部的下侧设有舱体为圆柱形的吊舱(16)，吊舱(16)通过航向控制装置与无人艇(1)连接，吊舱(16)内设有驱动电机(17)，吊舱(16)的一侧设有螺旋桨(18)，螺旋桨(18)通过转轴(19)固定安装在驱动电机(17)的一端，驱动电机(17)电路连接控制器(2)的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，其特征在于：所述的雷达装置包括伺服云台(9)，伺服云台(9)底座的底面固定连接无人艇(1)艏部甲板的顶面，伺服云台(9)的顶面固定安装雷达(10)，雷达(10) 电路连接控制器(2)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，其特征在于：所述的航向控制装置包括垂直贯穿于无人艇(1)艉部甲板的垂直传动轴(11)，垂直传动轴(11)上侧的外周固定安装从动伞齿轮(12)，垂直传动轴(11)的顶端固定安装舵角测量仪(13)，舵角测量仪(13)电路连接控制器(2)，垂直传动轴(11)的下端固定连接吊舱(16)的顶面，无人艇(1)艉部甲板的顶面固定安装步进电机(14)，步进电机(14)电路连接控制器(2)的输出端，步进电机(14)的输出轴朝向垂直传动轴(11)，步进电机(14)输出轴的一端固定安装主动伞齿轮(15)，主动伞齿轮(15)始终与从动伞齿轮(12)啮合配合。

4.根据权利要求2所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，其特征在于：所述的雷达(10)为毫米波雷达。

5.根据权利要求1所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，其特征在于：所述的吊舱(16)的底面固定安装一对鳍型防撞板(20)，鳍型防撞板(20)的离地间距小于对应的螺旋桨(18)桨叶的离地间距。

6.根据权利要求1所述的一种搭载中继通讯设备的高精度避撞击无人艇，其特征在于：所述的雷达装置的顶面固定安装防护装置(21)。

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