CN220199561U - 一种移动式无人艇的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式无人艇的控制系统，包括：移动式箱体，集成配电设备、箱内控制子系统、箱外控制子系统；集成配电设备装配和箱内控制子系统均装配在移动式箱体内部；箱外控制子系统装配在移动式箱体外部；集成配电设备为整套控制系统供电；箱内控制子系统包括：控制设备和通讯设备；控制设备利用通讯设备连接箱外控制子系统中的第一天线，实现和其他移动式无人艇的控制系统的信息交互；当移动式箱体装配于无人艇，控制设备连接无人艇的相关操控设备，以控制无人艇航行；当移动式箱体装配于无人艇对应的控制总台，控制设备连接外部操控设备，以接收外部操作人员的控制。

Description

一种移动式无人艇的控制系统

技术领域

本申请涉及无人艇制造领域，尤其涉及一种移动式无人艇的控制系统。

背景技术

无人艇，也被称作海中作业机器人，随着电子技术、通信技术、人工智能等等诸多技术的发展，中小型无人艇在很多方面，例如科研调查、航道测量、环境保护、港口监控、水文勘测、水质采样、海事搜救、水面清洁、货运调配等方面均具有很好的应用前景。

无人艇的控制核心在于实现远程无人操控。为实现此目的，无人艇会装配一套控制系统，并根据控制系统的硬件需求设计配套的配电箱，通过与无人艇母船的远程通讯进行远程无人操控。

由于无人艇种类多样，现有技术在装配控制系统时，需要针对每架无人艇采取单独设计控制系统进行现场装配，这种现场装配方式十分耗时。

此外，无人艇出海执行任务时，需要在岸上、母船上设置远程指挥控制站作为指挥控制平台。但是根据任务海域的不同以及任务要求的不同，远程指挥控制站的安装位置并不确定，往往也需要在任务前现场装配安装控制系统，如此将增大现场处置的难度，延长准备时间。

由此可见，现有技术缺少一种通用性强的控制系统来节约装配时间，提高装配效率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种移动式无人艇的控制系统，以解决或者部分解决需要现场装配控制系统带来的耗时长、装配不够迅速的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的第一方面，公开了一种移动式无人艇的控制系统，包括：移动式箱体，集成配电设备、箱内控制子系统、箱外控制子系统；所述集成配电设备装配和所述箱内控制子系统均装配在所述移动式箱体内部；所述箱外控制子系统装配在所述移动式箱体外部；

所述集成配电设备为整套控制系统供电；

所述箱内控制子系统包括：控制设备和通讯设备；

所述控制设备利用所述通讯设备连接所述箱外控制子系统中的第一天线，实现和其他移动式无人艇的控制系统的信息交互；其中，所述其他移动式无人艇的控制系统具体为无人艇母船的控制系统；

当所述移动式箱体装配于无人艇，所述控制设备连接所述无人艇的相关操控设备，以控制所述无人艇航行；

当所述移动式箱体装配于所述无人艇对应的控制总台，所述控制设备连接外部操控设备，以接收外部操作人员的控制。

优选的，所述集成配电设备包括：配电箱和备用电源；

配电箱接受外部供电，且内置网络继电器，所述网络继电器和所述控制设备连接，所述网络继电器控制各项设备的电源开启顺序；

所述备用电源在外部供电因故中断的情况下，为所述移动式无人艇控制系统提供紧急供电。

优选的，当所述移动式箱体装配于所述无人艇，所述箱内控制子系统还包括：

导航设备，连接所述控制设备，并外接所述箱外控制子系统中的第二天线，以定位所述无人艇的位置和航向；

环境感知设备处理器，连接所述控制设备，并外接所述箱外控制子系统中的扫描设备，以接收所述扫描设备采集的扫描信息传输给所述控制设备分析。

优选的，所述箱内控制子系统还包括：

工业交换机，作为所有设备的信息交互枢纽，以及连接所述无人艇中的相关执行机构，以传递所述控制设备针对所述无人艇发出的相关作业命令。

优选的，所述无人艇的相关操控设备包括：所述无人艇的主机、所述无人艇的舵机、所述无人艇的发电机。

优选的，当所述移动式箱体装配于所述无人艇对应的控制总台，所述控制设备直连所述配电箱。

优选的，当所述移动式箱体装配于所述无人艇对应的控制总台，所述控制设备连接其他信号处理设备；其中，所述其他信号处理设备为声呐信号处理设备或卫星信号处理设备。

优选的，所述移动式箱体设置有防水连接器，为所述集成配电设备、所述箱内控制子系统、所述箱外控制子系统提供防水连接。

优选的，所述移动式箱体的箱体底部设有防滑垫，外部设置有捆扎固定点。

本实用新型的第二方面，公开了一种移动式无人艇，包括：如前述方案描述的移动式无人艇控制系统。

通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

本实用新型公开的一种移动式无人艇的控制系统，设计出控制系统硬件架构，并辅以配套的集成配电系统，将两者整合在一个可移动的便携式机箱内部，由此简化了无人艇电气及控制系统的硬件设计。本实用新型的移动式无人艇的控制系统结构简单，通用性较强，且装配方便快捷，既可以方便的移植到不同船型的无人艇上，又可以装配在陆地或者无人艇母船上作为远程指挥控制站，从而解决现有技术的装配时遇到的时间占用过长、装配不够迅速的问题，能够节约装配时间，提高装配效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的控制系统装配于无人艇的装配示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的控制系统装配于无人艇母船的装配示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的无人艇A和无人艇母船远程通讯的示意图。

附图标记说明：移动式箱体11，集成配电设备12，箱内控制子系统13，箱外控制子系统14，无人艇15，显示设备16，输入设备17，防水连接器111，配电箱121，备用电源122，控制设备131，通讯设备132，导航设备133，环境感知设备处理器134，工业交换机135，其他信号处理设备136，第一天线141，第二天线142，扫描设备143，无人艇的主机151、无人艇的舵机152、无人艇的发电机153，执行设备154。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例公开了一种移动式无人艇的控制系统，该控制系统能够移植到不同类型的中小型无人艇上作为控制无人艇的控制系统，解决不同型号的中小型无人艇反复设计类似的配电系统和控制系统硬件设备导致的时间占用过长的问题。此外，该控制系统也可搭载到无人艇母船作为远程控制无人艇对应的控制总台，置于陆地上作为远程控制无人艇对应的控制总台，从而解决在陆地或者无人艇母船上架设无人艇控制系统不够迅速的问题。由此可见，本实施例公开的控制系统结构简单，通用性强，且装配方便快捷，既可以装配在不同类型的中小型无人艇中充当控制系统，也可以装配在陆地或无人艇母船上作为远程指挥控制站，从而解决现有技术的装配遇到的时间占用长或不够迅速的问题，能够节约装配时间，提高装配效率。

参看图1-图2，本实用新型公开的移动式无人艇的控制系统包括：移动式箱体11，集成配电设备12，箱内控制子系统13，箱外控制子系统14。其中，集成配电设备12装配和箱内控制子系统13均装配在移动式箱体11内部；箱外控制子系统14装配在移动式箱体11外部。

为了便于说明和解释本实用新型的控制系统，当控制系统装配于无人艇时，控制系统的装配示意图参看图1。当控制系统装配于所述无人艇对应的控制总台时，控制系统的装配示意图参看图2。下面按照不同的装配场景分别进行介绍。

参看图1，是控制系统装配于无人艇的装配示意图。本实施例对移动式箱体11，集成配电设备12、箱内控制子系统13、箱外控制子系统14进行分别介绍。

移动式箱体11，装配于无人艇15。

移动式箱体11外部装配把手，便于装配人员移动。可选的，移动式箱体11外部设置有捆扎固定点，当需要将移动式箱体11固定在无人艇15上时，可以通过钢丝绳或者绑带加强固定。此外，移动式箱体11的箱体底部设有防滑垫，防止箱体滑动，避免安全事故发生。

移动式箱体11的箱体尺寸可根据无人艇15的尺寸适应性设计。例如，其箱体尺寸控制在能够穿过船只舱门的尺寸，整体重量控制人力抬动的承受范围之内。

移动式箱体11内部通过定制化设计，可以紧凑的安装各项内部设备。此外，移动式箱体11设计具备防水能力的检修口盖，使移动式箱体11便于维护。

移动式箱体11设置有若干防水连接器111，为集成配电设备12、箱内控制子系统13、箱外控制子系统14提供防水连接。防水连接器111的位置、数量根据集成配电设备12、箱内控制子系统13、箱外控制子系统14的连接位置、连接数量设定，主要起防水连接的作用。

移动式箱体11内预留有物理升级空间，升级后满足各型中小型无人艇15的具体要求，例如装配额外控制设备到移动式箱体11内部。

集成配电设备12，装配于移动式箱体11内部，为整套控制系统供电。

集成配电设备12包括：配电箱121和备用电源122。

配电箱121接受外部供电AC220V，且内置网络继电器。其中，网络继电器和控制设备连接，网络继电器结合控制设备控制各项外围设备的电源开启顺序。

优选的，配电箱121内部预留有备用供电接口，以满足控制系统的供电升级要求。例如，在网络继电器中预留备用供电接口，当无人艇15中的执行机构具有工作需求可接入该接口。

备用电源122在外部供电因故中断的情况下，为移动式无人艇控制系统提供紧急供电。

本实施例起控制作用的系统包括两部分：箱内控制子系统13和箱外控制子系统14。

箱内控制子系统13包括：控制设备131，通讯设备132，导航设备133，环境感知设备处理器134。

箱外控制子系统14包括：第一天线141，第二天线142，扫描设备143。扫描设备143包括：光电头、雷达。

控制设备131利用通讯设备132连接箱外控制子系统14中的第一天线141，实现和其他移动式无人艇的控制系统的信息交互。例如，实现无人艇A和无人艇B的信息交互；再例如，实现无人艇A和无人艇母船的信息交互。

控制设备131利用导航设备133外接箱外控制子系统14中的第二天线142，以定位无人艇15的位置和航向。具体的，导航设备133通过第二天线142接收卫星定位信息传输给控制设备131。控制设备131结合惯性导航综合确定无人艇的位置和航向。

控制设备131利用环境感知设备处理器134外接箱外控制子系统14中的扫描设备143，以接收扫描设备143采集的扫描信息传输给控制设备131分析。具体的，光电头和雷达实时采集无人艇15周围图像和扫描信息，环境感知设备处理器134分析图像、扫描信息后，将分析数据传输给控制设备131。控制设备131根据分析数据控制无人艇15执行相应操作。

箱内控制子系统13中的各设备和箱外控制子系统14中的各设备可利用防水连接器111连接，起到防水连接作用。

值得注意的是，箱外控制子系统14的线缆与箱体是可拆卸连接。箱内控制子系统13中的各设备和箱外控制子系统14中的各设备在不使用时处于分开状态，以便于日常保管和运输。若需要使用，箱外控制子系统14的线缆通过防水连接器111连接到箱体即可使用，装配快速方便。

控制设备131与无人艇15的控制关系。

控制设备131连接无人艇15的相关操控设备，以控制无人艇航行。其中，无人艇的相关操控设备包括：无人艇的主机151、无人艇的舵机152、无人艇的发电机153。无人艇的主机151指无人艇的发动机，控制无人艇航速、前后航行。无人艇的舵机152控制无人艇15的左右旋转。

进一步的，无人艇15上装配有各类型的执行设备154。控制设备131连接无人艇的执行设备154，用于执行各类作业。例如，执行的气象监测任务，则执行设备154为监测气象的传感器。再例如，执行水下任务，执行设备154为水深探测声呐。再例如，执行水面监测，执行设备154为光电红外探头。无人艇15根据实际情况装配执行设备，则控制设备131根据实际情况连接无人艇15的执行设备，用于执行各类作业。

可选的，由于箱内控制子系统13、箱外控制子系统14、集成配电设备12的连接关系复杂，为了便于规范连接关系以及便于信息交互，箱内控制子系统13装配有工业交换机135，作为所有设备的信息交互枢纽，以及连接无人艇15中的相关执行机构，以传递控制设备131针对无人艇15发出的相关作业命令。参看图1，控制设备131通过工业交互机和通讯设备132，导航设备133，环境感知设备处理器134、无人艇15上的执行设备154分别连接。控制设备131直接连接无人艇15的相关操控设备，以控制无人艇15航行。当然，两者也可以利用工业交换机135连接进行信息交互。

以上是控制系统装配在无人艇15上的装配描述。下面介绍控制系统装配在无人艇母船或陆地的装配场景。

参看图2，是控制系统装配于无人艇母船的装配示意图。值得注意的是，控制系统的箱体大小可根据不同的装配场景适应性改变，以便于实际安装。

本实施例对移动式箱体11，集成配电设备12、箱内控制子系统13、箱外控制子系统14进行分别介绍。

移动式箱体11，装配于无人艇母船或陆地。

移动式箱体11外部装配把手，便于装配人员移动。可选的，移动式箱体11外部设置有捆扎固定点，当需要将移动式箱体11固定在无人艇母船上时，可以通过钢丝绳或者绑带加强固定。此外，移动式箱体11的箱体底部设有防滑垫，防止箱体滑动，避免安全事故发生。

移动式箱体11的箱体尺寸可根据无人艇母船尺寸、陆地上的基地安装尺寸适应性设计。例如，其箱体尺寸控制在能够穿过母船船只舱门的尺寸，整体重量控制人力抬动的承受范围之内。

移动式箱体11内部通过定制化设计，可以紧凑的安装各项内部设备。此外，移动式箱体11设计具备防水能力的检修口盖，使移动式箱体11便于维护。

移动式箱体11设置有若干防水连接器111，为集成配电设备12、箱内控制子系统13、箱外控制子系统14提供防水连接。防水连接器111的位置、数量根据集成配电设备12、箱内控制子系统13、箱外控制子系统14的连接位置、连接数量设定，主要起防水连接的作用。

移动式箱体11内预留有物理升级空间，升级后满足无人艇母船的具体要求，例如装配额外控制设备131到移动式箱体11内部。

集成配电设备12，装配于移动式箱体11内部，为整套控制系统供电。

集成配电设备12包括：配电箱121和备用电源122。

配电箱121接受外部AC220V供电，且内置网络继电器。其中，网络继电器和控制设备131连接，网络继电器结合控制设备131控制各项外围设备的电源开启顺序。

优选的，配电箱121内部预留有备用供电接口，以满足控制系统的供电升级要求。例如，在网络继电器中预留备用供电接口，当无人艇母船中的执行机构具有工作需求可接入该接口。

备用电源122在外部供电因故中断的情况下，为移动式无人艇控制系统提供紧急供电。

本实施例起控制作用的系统包括两部分：箱内控制子系统13和箱外控制子系统14。

箱内控制子系统13包括：控制设备131，通讯设备132，其他信号处理设备136。

箱外控制子系统14包括：第一天线141。此外可以选择性装配光电设备(图2未示出)。

控制设备131利用通讯设备132连接箱外控制子系统14中的第一天线141，实现和其他移动式无人艇的控制系统的信息交互。例如，实现无人艇母船和其控制的各类型无人艇的信息交互；再例如，实现无人艇母船和其他无人艇母船的信息交互。

其他信号处理设备136根据实际情况进行装配。例如，其他信号处理设备136为装配在母船上的声呐信号处理设备，与水下潜航器进行水声通讯。再例如，其他信号处理设备136为卫星信号处理设备，与海事卫星进行卫星通信。

箱内控制子系统13中的各设备和箱外控制子系统14中的各设备可利用防水连接器111连接，起到防水连接作用。

值得注意的是，箱外控制子系统14的线缆与箱体是可拆卸连接。箱内控制子系统13中的各设备和箱外控制子系统14中的各设备在不使用时处于分开状态，以便于日常保管和运输。若需要使用，箱外控制子系统14的线缆通过防水连接器111连接到箱体即可使用，装配快速方便。

当移动式箱体11装配于无人艇对应的控制总台(例如无人艇母船)，控制设备131连接外部操控设备，以接收外部操作人员的控制。外部操控设备包括显示设备16、输入设备17，以接收外部操作人员的控制。

可选的，由于箱内控制子系统13、箱外控制子系统14、集成配电设备12的连接关系简单，在本实施例中，控制设备131可直接连接配电箱121，通讯设备132，外部操控设备，其他信号处理设备136。当然，也可以利用工业交换机135进行信息交互。

以上是控制系统装配于无人艇母船或陆地作为控制总台的装配介绍。

本实用新型公开的控制系统结构简单，通用性强，且装配方便快捷，既可以装配在不同类型的中小型无人艇中充当控制系统，也可以装配在陆地或无人艇母船上作为远程指挥控制站，从而解决现有技术的装配遇到的时间占用长或不够迅速的问题，能够节约装配时间，提高装配效率。

基于和上述实施例相同的实用新型构思，下面的实施例介绍了一种移动式无人艇，包括如上述任一实施例介绍的移动式无人艇控制系统。参看图3，无人艇中装配有对应的控制系统，无人艇母船也装配有对应的控制系统。两者能够远程通讯。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种移动式无人艇的控制系统，其特征在于，包括：移动式箱体，集成配电设备、箱内控制子系统、箱外控制子系统；所述集成配电设备装配和所述箱内控制子系统均装配在所述移动式箱体内部；所述箱外控制子系统装配在所述移动式箱体外部；

所述集成配电设备为整套控制系统供电；

所述箱内控制子系统包括：控制设备和通讯设备；

所述控制设备利用所述通讯设备连接所述箱外控制子系统中的第一天线，实现和其他移动式无人艇的控制系统的信息交互；其中，所述其他移动式无人艇的控制系统具体为无人艇母船的控制系统；

当所述移动式箱体装配于无人艇，所述控制设备连接所述无人艇的相关操控设备，以控制所述无人艇航行；

当所述移动式箱体装配于所述无人艇对应的控制总台，所述控制设备连接外部操控设备，以接收外部操作人员的控制。

2.如权利要求1所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，所述集成配电设备包括：配电箱和备用电源；

配电箱接受外部供电，且内置网络继电器，所述网络继电器和所述控制设备连接，所述网络继电器控制各项设备的电源开启顺序；

所述备用电源在外部供电因故中断的情况下，为所述移动式无人艇控制系统提供紧急供电。

3.如权利要求1所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，当所述移动式箱体装配于所述无人艇，所述箱内控制子系统还包括：

导航设备，连接所述控制设备，并外接所述箱外控制子系统中的第二天线，以定位所述无人艇的位置和航向；

环境感知设备处理器，连接所述控制设备，并外接所述箱外控制子系统中的扫描设备，以接收所述扫描设备采集的扫描信息传输给所述控制设备分析。

4.如权利要求3所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，所述箱内控制子系统还包括：

工业交换机，作为所有设备的信息交互枢纽，以及连接所述无人艇中的相关执行机构，以传递所述控制设备针对所述无人艇发出的相关作业命令。

5.如权利要求1-4任一权项所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，所述无人艇的相关操控设备包括：所述无人艇的主机、所述无人艇的舵机、所述无人艇的发电机。

6.如权利要求2所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，当所述移动式箱体装配于所述无人艇对应的控制总台，所述控制设备直连所述配电箱。

7.如权利要求1所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，当所述移动式箱体装配于所述无人艇对应的控制总台，所述控制设备连接其他信号处理设备；其中，所述其他信号处理设备为声呐信号处理设备或卫星信号处理设备。

8.如权利要求1所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，所述移动式箱体设置有防水连接器，为所述集成配电设备、所述箱内控制子系统、所述箱外控制子系统提供防水连接。

9.如权利要求1所述的移动式无人艇的控制系统，其特征在于，所述移动式箱体的箱体底部设有防滑垫，外部设置有捆扎固定点。

10.一种移动式无人艇，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一权项所述的移动式无人艇控制系统。