CN211076245U - 一种无人船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人船，包括：船体，包括第一船体结构和第二船体结构；连接结构，连接结构连接第一船体结构和第二船体结构；密闭防水箱，对称设置于第一船体结构第二船体结构之间；推进器组，包括第一组推进器和第二组推进器，第一组推进器位于船体一端的连接结构上，第二组推进器位于船体另一端的连接结构上，且推进器组沿着中线对称分布，中线为第一船体结构和第二船体结构所对应的中线；图像采集模块，设置于连接结构的上方，且位于第一组推进器的中心线上；多个激光测距模块，对称设置于第一船体结构、第二船体结构上和连接结构上；舵机控制器，与图像采集模块和多个激光测距模块相连。应用本实用新型，适应大型无人船的结构。

Description

一种无人船

技术领域

本实用新型涉及无人船技术领域，尤其涉及一种无人船。

背景技术

无人船是一种依靠自身携带的能源进行自主航行的水面平台，其体量小、吃水浅，无人船是因水面反恐、探测等需求而发展起来的新型智能水面机器人。

目前，国内外的无人船种类繁多，小型无人船如：无人测绘船、无人探测船、水质采样检测无人船等，小型无人船多为一体结构；而大型无人货船目前只是停留在概念阶段，并没有实际应用的无人货船。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无人船，旨在提供一种适应大型无人船的结构。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种无人船，包括：

船体，包括第一船体结构和第二船体结构，所述第一船体结构和所述第二船体结构为对称结构；

连接结构，所述连接结构连接所述第一船体结构和所述第二船体结构；

密闭防水箱，对称设置于所述第一船体结构所述第二船体结构之间；

推进器组，包括第一组推进器和第二组推进器，所述第一组推进器位于所述船体一端的所述连接结构上，所述第二组推进器位于所述船体另一端的所述

连接结构上，且所述推进器组沿着中线对称分布，所述中线为所述第一船体结构和所述第二船体结构所对应的中线；

图像采集模块，设置于所述连接结构的上方，且位于所述第一组推进器的中心线上；

多个激光测距模块，对称设置于所述第一船体结构、所述第二船体结构上和所述连接结构上；

舵机控制器，与所述图像采集模块和所述多个激光测距模块相连。

一种实现方式中，所述密闭防水箱包括：第一电池密闭防水箱、第二电池密闭防水箱和其他设备密闭防水箱，所述他设备密闭防水箱设置于所述第一电池密闭防水箱和所述第二电池密闭之间，且所述第一电池密闭防水箱、所述第二电池密闭防水箱、所述其他设备密闭防水箱、所述第一船体结构和所述第二船

体结构为对称设置。

一种实现方式中，所述第一组推进器与所述第二组推进器呈对称设置，均包括两个推进器。

一种实现方式中，所述多个激光测距模块包括四组激光测距模块，第一组激光测距模块设置于所述第一船体结构上方，且位于第一边长的两端；

第二组激光测距模块设置于所述第二船体结构上方，且位于第二边长的两端；

第三组激光测距模块设置于所述连接结构的所述第一边长上方；

第四组激光测距模块设置于所述连接结构的所述第二边长上方；

所述第一边长为所述连接结构位于所述第一船体结构上方的部分；

所述第二边长为所述连接结构位于所述第二船体结构上方的部分。

一种实现方式中，每一个推进器通过推进器连接部件连接至所述连接结构，所述推进器连接部件包括：安装座、卡槽、推进器连杆、固定件；

所述安装座的底部固定设置于所述连接结构，所述卡槽设置于所述安装座的一侧，所述推进器连杆的一端通过所述固定件固定于所述卡槽，所述推进器连杆的一端连接有推进器。

一种实现方式中，所述无人船还包括：通信模块、GPS模块、温湿度模块；所述通信模块、所述GPS模块、所述温湿度模块分别通过下位机与所述舵机控制器相连。

一种实现方式中，第一电池密闭防水箱、第二电池密闭防水箱；

所述第一组推进器、所述第二组推进器、所述下位机和所述舵机控制器分别与所述第一电池密闭防水箱和所述第二电池密闭防水箱内的电源模块相连。

一种实现方式中，所述第一船体结构和所述第二船体结构均为V形尖端，中部为圆柱体状。

一种实现方式中，所述安装座的垂直方向上设置有多组螺纹孔，每一组螺纹孔均可以与所述卡槽相连。

一种实现方式中，所述一组激光测距模块的数量为2个；所述第二组激光测距模块的数量为2个；所述三组激光测距模块的数量为4个；所述第四组激光测距模块的数量为4个。

本实用新型提供的无人船，具有有益效果：

(1)双体船，包括对称设置的第一船体结构和第二船体结构，无人船的材质为聚氯乙烯(PVC)，船体由可充气式的聚氯乙烯(PVC)材料制成，可实现船体的折叠，方便运输和携带。此外，采用双体船的结构优点，提高了无人船的适航性和平稳性；

(2)船体的外形是两端朝外的V形尖端，中部为圆柱体状，可以大大地减小无人船航行中的兴波阻力。第一船体结构和第二船体结构的内部均构造为独立的密闭气室，可以减轻船体的重量，从而可以提高无人船的有效载荷并降低驱动装置，例如推进器的能耗；

(3)通过连接结构所搭建的平台，以便搭载各种实验仪器，实现一船多用的功能；

(4)通过安装座上开有多组螺纹孔，可以根据不同的水深环境，调节推进器的吃水深度，使无人船适应各种水域环境；

(5)激通过光测距模块为围绕船体四周的12个激光测距仪，其中船艏2 个，船艉2个，无人船左右舷侧各4个，用以实时获取无人船前方、后方、左右舷侧及障碍物的距离信息；

(6)形成整体对称的船体结构，易于在水面平稳行驶。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种无人船的俯视示意图。

图2是本实用新型实施例的一种无人船的侧视示意图。

图3是本实用新型实施例的一种无人船的前视示意图。

图4是本实用新型实施例的一种无人船的后视示意图。

图5为本发明的安装座示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可

由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1-图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-图4所示，为解决现有技术问题，本实用新型提供一种无人船，包括：船体1，包括第一船体结构101和第二船体结构102，第一船体结构101 和第二船体结构102为对称结构；连接结构7，连接结构7连接第一船体结构101和第二船体结构102；密闭防水箱，对称设置于第一船体结构101第二船体结构102之间；推进器组，包括第一组推进器和第二组推进器，第一组推进器位于船体一端的连接结构7上，第二组推进器位于船体另一端的连接结构 7上，且推进器组沿着中线对称分布，中线为第一船体结构101和第二船体结构102所对应的中线；图像采集模块4，设置于连接结构7的上方，且位于第一组推进器的中心线上；多个激光测距模块，对称设置于第一船体结构101、第二船体结构102上和连接结构7上；舵机控制器，与图像采集模块4和多个激光测距模块相连。

需要说明的是，无人船船体是双体船，包括对称设置的第一船体结构101 和第二船体结构102，无人船的材质为聚氯乙烯(PVC)，船体由可充气式的聚氯乙烯(PVC)材料制成，可实现船体的折叠，方便运输和携带。此外，采用双体船的结构优点，提高了无人船的适航性和平稳性。船体的外形是两端朝外的V 形尖端，中部为圆柱体状，可以大大地减小无人船航行中的兴波阻力。第一船体结构101和第二船体结构102的内部均构造为独立的密闭气室，可以减轻船体的重量，从而可以提高无人船的有效载荷并降低驱动装置，例如推进器的能耗。

连接结构7是不锈钢平台，可以设置为长方形结构，长方形的相对的两个边分别固定连接于双船体的第一船体结构101和第二船体结构102上方，连接结构7连接第一船体结构101的是第一边长71，连接第二船体结构102 的是第二边长72。具体的，可以采用开放式设计连接结构7，以便搭载各种实验仪器，实现一船多用的功能。

密闭防水箱，对称设置于第一船体结构101第二船体结构102之间，具体的，密闭防水箱包括：第一电池密闭防水箱5.1、第二电池密闭防水箱5.2和其他设备密闭防水箱6，他设备密闭防水箱设置于第一电池密闭防水箱5.1和第二电池密闭之间，且第一电池密闭防水箱5.1、第二电池密闭防水箱5.2、所述其他设备密闭防水箱6、第一船体结构101和第二船体结构102为对称设置。

第一电池密闭防水箱5.1、第二电池密闭防水箱5.2和其他设备密闭防水箱6均放置于连接结构7上，可以根据其位置进行放置不同的待密闭防水处理的设备。

需要说明的是，推进器是将任何形式的能量转化为机械能的装置，通过旋转叶片或喷气(水)来产生推力的，可以用来驱动交通工具前进。

在连接结构7为长方形的条件下，除了第一边长71、第二边长72，还包括另外相对设置的第三边长73和第四边长74，第三边长73位于无人船的船头也就是前进方向的前方。

本实用新型的实施例中，采用四个推进器的结构设计，第三边长73上固定设置推进器3.1、推进器3.2和第四边长74上推进器3.3、推进器3.4，通过这四个推进器使得无人船能够在水域中进行前进、后退及转向操作等，提高了无人船航行的灵活性。

针对四个推进器，推进器3.1、推进器3.2、推进器3.3、推进器3.4，每个推进器除了可以带动螺旋桨旋转之外，推进器自身还可以随着垂直于推进器的轴进行270°回转(左右转角各135°)，定功率为600瓦，额定电压DC 24伏，额定转速4000转/分钟。无人船的向前或向后推力由螺旋桨不同旋转方向产生，无人船的转向由推进器回转产生，推进器的回转由舵机控制，从而实现了灵活转弯动作，使得船舶靠离岸操纵变得更加简单，节约船舶靠离岸时间。

图像采集模块4，设置于第三边长73中线的上方，用于对运行过程中图像的采集，图像采集和处理过程为现有技术，本实用新型中主要是确定图像采集模块4的位置，而不对其处理过程进行具体限定。

多个激光测距模块，对称设置于第一船体结构101、第二船体结构102上和连接结构7上。多个激光测距模块包括四组激光测距模块，第一组激光测距模块设置于第一船体结构101上方，例如为，且位于第一边长71的两端，例如为激光测距模块2.2、激光测距模块2.7；第二组激光测距模块设置于第二船体结构102上方，且位于第二边长72的两端，例如为激光测距模块2.8、激光测距模块2.1；第三组激光测距模块设置于连接结构7的第一边长71上方，例如为激光测距模块2.3、激光测距模块2.4、激光测距模块2.5、激光测距模块2.6；第四组激光测距模块设置于连接结构7的第二边长72上方，例如为激光测距模块2.9、激光测距模块2.10、激光测距模块2.11、激光测距模块2.12；第一边长71为连接结构7位于第一船体结构101上方的部分；第二边长72为连接结构7位于第二船体结构102上方的部分。

激光测距模块将实时检测船舶与泊位的距离和其他方向与障碍物的距离，保证无人船的安全。具体的，通过设置激光测距模块为围绕船体四周的12个激光测距仪，其中船艏2个，船艉2个，无人船左右舷侧各4个，用以实时获取无人船前方、后方、左右舷侧及障碍物的距离信息。

本实用新型中，每一个推进器对应一个卡槽，如图所示的卡槽8.1、卡槽 8.2、卡槽8.3、卡槽8.4。每一个卡槽的结构可以是相同的，针对任意一个推进器，例如，推进器3.3通过推进器连接部件连接至连接结构7，推进器连接部件包括：安装座11、卡槽8.3、推进器连杆9、固定件10；安装座11的底部固定设置于连接结构7，卡8.3设置于安装座的一侧，推进器连杆9的一端通过固定件固定于卡槽8.3，推进器连杆9的一端连接有推进器3.3。

一种实现方式中，安装座的垂直方向上设置有多组螺纹孔，每一组螺纹孔均可以与卡槽相连。

如图5所示，具体实现方式中，安装座11的尺寸为：高120mm，宽42mm，上有6个10mm的螺纹孔，每个孔相距20mm，孔11.1和孔11.2为一组，孔12.1和12.2为一组，孔13.1和孔13.2为一组，可以根据不同的水深环境，调节推进器的吃水深度，使无人船适应各种水域环境。

每一个推进器可以通过连接杆9和卡槽与不锈钢制平台7上的安装座 11固定。

具体实现方式中，无人船还包括：通信模块、GPS模块、温湿度模块；通信模块、GPS模块、温湿度模块分别通过下位机与舵机控制器相连。无人船在航行过程中，按照规划的路线行驶到指定泊位附近时，结合泊位GPS或北斗信息、图像采集模块4和激光测距模块，发送指令给舵机，调整船舶方位，使得船舶的一侧平行于泊位，在对准泊位后，开始自动靠离岸作业。

GPS或北斗接收机放置于密闭防水箱，用以实时获取无人船的位置信息。 4G或5G通信模块放置于密闭防水箱中，用以与岸基监控子系统的实时通信。自动靠离岸功能以PLC和嵌入式工控机作为主控制中心，放置于密闭防水箱中，用于对接收和采集的数据进行融合处理分析，并根据结果进行路径规划和跟踪。

控制过程采用现有方案实现，不作为本实用新型的发明点。

具体的，第一电池密闭防水箱5.1、第二电池密闭防水箱5.2；第一组推进器、第二组推进器、下位机和舵机控制器分别与第一电池密闭防水箱5.1和第二电池密闭防水箱5.2内的电源模块相连。

5个16000mAh的锂电池为动力能源，分别为无人船的控制系统和推进器提供能源，且为无人船控制系统和推进器提供能源的电池分开布置，用来提高系统的安全性。

下位机控制子系统的控制中心采用嵌入式工控机和PLC控制，两者间通过以太网通讯，形成冗余控制，提高控制系统的可靠性。

进一步地，无人船网络通信子系统，是基于4G或5G模块进行通信，通过Easyconnect软件，将岸基监控子系统与下位机接入同一个局域网内。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实

用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种无人船，其特征在于，包括：

船体，包括第一船体结构和第二船体结构，所述第一船体结构和所述第二船体结构为对称结构；

连接结构，所述连接结构连接所述第一船体结构和所述第二船体结构；

密闭防水箱，对称设置于所述第一船体结构所述第二船体结构之间；

推进器组，包括第一组推进器和第二组推进器，所述第一组推进器位于所述船体一端的所述连接结构上，所述第二组推进器位于所述船体另一端的所述

连接结构上，且所述推进器组沿着中线对称分布，所述中线为所述第一船体结构和所述第二船体结构所对应的中线；

图像采集模块，设置于所述连接结构的上方，且位于所述第一组推进器的中心线上；

多个激光测距模块，对称设置于所述第一船体结构、所述第二船体结构上和所述连接结构上；

舵机控制器，与所述图像采集模块和所述多个激光测距模块相连。

2.根据权利要求1所述的无人船，其特征在于，所述密闭防水箱包括：第一电池密闭防水箱、第二电池密闭防水箱和其他设备密闭防水箱，所述他设备密闭防水箱设置于所述第一电池密闭防水箱和所述第二电池密闭之间，且所述第一电池密闭防水箱、所述第二电池密闭防水箱、所述其他设备密闭防水箱、所述第一船体结构和所述第二船体结构为对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的无人船，其特征在于，所述第一组推进器与所述第二组推进器呈对称设置，均包括两个推进器。

4.根据权利要求3所述的无人船，其特征在于，所述多个激光测距模块包括四组激光测距模块；

第一组激光测距模块设置于所述第一船体结构上方，且位于第一边长的两端；

第二组激光测距模块设置于所述第二船体结构上方，且位于第二边长的两端；

第三组激光测距模块设置于所述连接结构的所述第一边长上方；

第四组激光测距模块设置于所述连接结构的所述第二边长上方；

所述第一边长为所述连接结构位于所述第一船体结构上方的部分；

所述第二边长为所述连接结构位于所述第二船体结构上方的部分。

5.根据权利要求4所述的无人船，其特征在于，每一个推进器通过推进器连接部件连接至所述连接结构，所述推进器连接部件包括：安装座、卡槽、推进器连杆、固定件；

所述安装座的底部固定设置于所述连接结构，所述卡槽设置于所述安装座的一侧，所述推进器连杆的一端通过所述固定件固定于所述卡槽，所述推进器连杆的一端连接有推进器。

6.根据权利要求2所述的无人船，其特征在于，所述无人船还包括：通信模块、GPS模块、温湿度模块；

所述通信模块、所述GPS模块、所述温湿度模块分别通过下位机与所述舵机控制器相连。

7.根据权利要求6所述的无人船，其特征在于，第一电池密闭防水箱、第二电池密闭防水箱；

所述第一组推进器、所述第二组推进器、所述下位机和所述舵机控制器分别与所述第一电池密闭防水箱和所述第二电池密闭防水箱内的电源模块相连。

8.根据权利要求1所述的无人船，其特征在于，所述第一船体结构和所述第二船体结构均为V形尖端，中部为圆柱体状。

9.根据权利要求5所述的无人船，其特征在于，所述安装座的垂直方向上设置有多组螺纹孔，每一组螺纹孔均可以与所述卡槽相连。

10.根据权利要求4所述的无人船，其特征在于，所述一组激光测距模块的数量为2个；所述第二组激光测距模块的数量为2个；所述三组激光测距模块的数量为4个；所述第四组激光测距模块的数量为4个。

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