CN221068400U - 水域监测无人船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水域监测无人船，其技术要点是包括控制器和船体，船体上设有卷线装置、升降装置和声呐，升降装置包括底座、电动推杆和翻转组件，电动推杆的固定端和翻转组件均与底座转动连接，电动推杆的输出端与翻转组件连接，卷线装置通过线缆与声呐连接，线缆悬挂在所述翻转组件上，控制器适于控制船体、卷线装置和电动推杆。本实用新型涉及的水域监测无人可以配合使用卷线装置和升降装置，在收放声呐时，通过卷线装置使线缆始终保持绷紧状态，并控制升降装置，使电动推杆带动翻转组件向下或向上翻转，将声呐移动到船体外侧或船体上方，能够实现自动投放和回收声呐。

Description

水域监测无人船

技术领域

本实用新型涉及水面航行器技术领域，具体涉及一种水域监测无人船。

背景技术

声呐是利用声波在水中的传播和反射特性，对水下目标进行探测和通讯的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

现有声呐多安装于大型有人船船体底部，并利用钢丝绳进行收放。声呐的收放过程由人工控制，在投放和回收过程中声呐仅靠钢丝绳牵引，容易产生大幅度晃动与船体发生碰撞，极易损坏。

相比有人船，无人船具有更机动灵活、更安全的特点。使用无人船进行水域监测是必然的发展趋势。集成一种带有声呐且能够自动投放、回收声呐的无人船无疑将大大便利水下探测项目。因此，设计一种可以自动投放、回收声呐的无人船将具有广泛的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水域监测无人船，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水域监测无人船，其特征在于，包括控制器和船体，所述船体上设有卷线装置、升降装置和声呐，所述升降装置包括底座、电动推杆和翻转组件，所述电动推杆的固定端和所述翻转组件均与所述底座转动连接，所述电动推杆的输出端与所述翻转组件连接，所述卷线装置通过线缆与所述声呐连接，所述线缆悬挂在所述翻转组件上，所述控制器适于控制所述船体、所述卷线装置和所述电动推杆。

优选的，所述翻转组件包括转动杆和挂杆，所述转动杆底部与所述底座转动连接，所述电动推杆的输出端与所述转动杆的上部连接，两个所述转动杆顶部连接有挂杆，所述线缆与所述挂杆滑动连接。

优选的，所述翻转组件还包括定滑轮，所述定滑轮安装在所述挂杆中部，所述定滑轮与所述挂杆垂直设置，所述卷线装置上的线缆穿过所述定滑轮与所述声呐连接。

优选的，所述底座表面开设有第一凹槽，所述第一凹槽适于容纳所述声呐。

优选的，所述第一凹槽外侧对称开设有两个第二凹槽，所述第二凹槽呈弧形设置，适于支撑所述转动杆。

优选的，其特征在于，所述第一凹槽的延伸方向垂直于所述第二凹槽的延伸方向。

优选的，所述升降装置包括对称且平行设置在所述卷线装置左右两侧的两个电动推杆以及两个转动杆，且位于所述卷线装置同一侧的电动推杆、转动杆和第二凹槽在船体上的垂直投影处于同一水平线上。

优选地，所述底座设置在所述船体边缘，所述转动杆的长度大于所述转动杆底部与所述第二凹槽的连线长度的两倍。

优选的，所述船体上设有主控室，所述控制器安装在主控室内，所述主控室壁板上对称设有至少两个散热管道。

优选的，所述卷线装置包括骨架组件、电机组件、卷线筒和过线机构，所述电机组件、所述卷线筒和所述过线机构均安装于所述骨架组件，所述电机组件包括电机和主动轮，所述电机与所述主动轮连接，所述主动轮与所述卷线筒同轴设置，所述主动轮与所述卷线筒固定连接，所述卷线筒适于卷收所述线缆，所述电机适于驱动所述主动轮转动，所述主动轮适于带动所述卷线筒转动，所述过线机构包括从动轮、丝杠和过线器，所述从动轮与所述主动轮啮合，所述过线器适于所述线缆穿过，所述从动轮与所述丝杠固定连接，所述过线器与所述丝杠转动连接，所述过线器适于相对于所述丝杠转动，并适于随着所述丝杠沿着所述丝杠的轴线方向直线运动。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本实用新型提供一种水域监测无人船，船体上安装有卷线装置、升降装置和声呐，且卷线装置和声呐之间的线缆悬挂在升降装置上，这样可以配合使用卷线装置和升降装置，在收放声呐时，能够控制卷线装置使线缆始终保持绷紧状态，并控制升降装置，使电动推杆带动翻转组件向下或向上翻转，将声呐移动到船体外侧或船体上方，能够实现自动投放和回收声呐，同时，由于线缆始终处于绷紧状态，声呐随翻转组件的运动而运动，相比仅依靠钢丝绳牵引的方案，在一定程度上可以避免声呐与船体发生碰撞，起到保护作用。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型的一种侧视结构示意图；

图2为图1中卷线装置和升降装置连接的结构示意图；

图3为投放雷达时本实用新型的一种侧视结构示意图；

图4为投放雷达时本实用新型的另一种侧视结构示意图；

图5为图4中本实用新型的俯视结构示意图；

图6为图1中卷线装置的左侧结构示意图；

图7为图1中卷线装置的右侧结构示意图；

图8为图6中卷线装置的内部结构示意图。

图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、船体；200、卷线装置；210、线缆；220、骨架组件；221、左轴承座；222、右轴承座；223、左丝杠轴承座；224、右丝杠轴承座；230、电机组件；231、电机；232、主动轮；240、卷线筒；250、过线机构；251、从动轮；252、丝杠；253、过线器；254、导向轴；255、横向夹线滚轮；260、光电编码器；300、升降装置；310、底座；311、第一凹槽；312、第二凹槽；320、电动推杆；330、翻转组件；331、转动杆；332、挂杆；333、定滑轮；340、支撑架；350、第一安装座；360、第二安装座；400、声呐；500、主控室；510、散热管道。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种水域监测无人船，用于探测水下地形地貌和水下物体；包括控制器(图中未示出)和船体100，所述船体100上设有卷线装置200、升降装置300和声呐400，所述升降装置300包括底座310、电动推杆320和翻转组件330，所述电动推杆320的固定端和所述翻转组件330均与所述底座310转动连接，所述电动推杆320的输出端与所述翻转组件330连接，所述卷线装置200通过线缆210与所述声呐400连接，所述线缆210悬挂在所述翻转组件330上，所述控制器适于控制所述船体100、所述卷线装置200和所述电动推杆320。

卷线装置200可以位于底座310中心处。电动推杆320可以位于卷线装置200上方，其输出端能够在控制器的控制下伸出或收回。

电动推杆320和翻转组件330可以在底座310上朝向船体100尾部倾斜设置。电动推杆320的输出端伸出可以带动翻转组件330向下翻转，使翻转组件330顶部转动到船体100外侧。电动推杆320的输出端收回，可以带动翻转组件330向上翻转，使翻转组件330顶部转动到船体100上方。

卷线装置200用于卷收或卷放线缆210。

线缆210用于电力传输和信号交换，一方面可以为声呐400供电，另一方面可以将声呐400获取的信号传输到控制器。其中，声呐400可以为侧扫声呐，初始状态下平放在底座310或船体甲板上。线缆210末端可以通过水密接头和锁定结构与声呐400固定连接，且悬吊时，声呐400可以处于平衡状态。

本实用新型提供一种水域监测无人船，船体上安装有卷线装置、升降装置和声呐，且卷线装置和声呐之间的线缆悬挂在升降装置上，这样可以配合使用卷线装置和升降装置，在收放声呐时，能够控制卷线装置使线缆始终保持绷紧状态，并控制升降装置，使电动推杆带动翻转组件向下或向上翻转，将声呐移动到船体外侧或船体上方，能够实现自动投放和回收声呐，同时，由于线缆始终处于绷紧状态，声呐随翻转组件的运动而运动，相比仅依靠钢丝绳牵引的方案，在一定程度上可以避免声呐与船体发生碰撞，起到保护作用。

具体地，如图2-图5所示，所述翻转组件330包括转动杆331和挂杆332，所述转动杆331底部与所述底座310转动连接，所述电动推杆320的输出端与所述转动杆331的上部连接，两个所述转动杆331顶部连接有所述挂杆332，所述线缆210与所述挂杆332滑动连接。

优选地，所述升降装置300还包括支撑架340、第一安装座350和第二安装座360，所述支撑架340和第二安装座360固定在所述底座310上，所述第一安装座350固定在所述支撑架340上，所述电动推杆320的固定端与所述第一安装座350转动连接，所述转动杆331底部与所述第二安装座360转动连接，两个所述转动杆331顶部固定安装有所述挂杆332，所述线缆210与所述挂杆332滑动连接。

第一安装座350内部可以设置第一转轴，第一转轴可以通过轴承转动连接电动推杆320的固定端。第二安装座360内部可以设置第二转轴，第二转轴可以通过轴承转动连接转动杆331。如图4和图5所示，随着电动推杆320输出端的伸出，转动杆331可以向下翻转，带动声呐400移动到船体100外侧。相应地，随着电动推杆320输出端的收回，转动杆331可以向上翻转，带动声呐400移动到船体100上方。启动电动推杆320之前，可以先控制卷线装置200卷收线缆210，调整声呐400到挂杆332的距离，确保翻转过程中，线缆210始终处于绷直状态，能够随着转动杆331的运动带动声呐400移动。

本实用新型较佳实施例中，所述翻转组件330还包括定滑轮333，所述定滑轮333安装在所述挂杆332中部，所述定滑轮333与所述挂杆332垂直设置，所述卷线装置200上的线缆210穿过所述定滑轮333与所述声呐400连接。

为避免雷达在水下工作时遗失，还可以设置防护装置，该防护装置包括滚轮和钢丝绳。具体地，可以在定滑轮上方设置两个垂直于挂杆332的滚轮，将钢丝绳一端固定在底座上，另一端从两个滚轮之间穿过固定在声呐上。

本实用新型较佳实施例中，所述底座310表面开设有第一凹槽311，所述第一凹槽311适于容纳所述声呐400。

第一凹槽311的宽度、深度以及侧面倾斜角度根据声呐400的尺寸确定，可以用于放置、固定声呐400。第一安装座350可以位于电动推杆320和第一凹槽311之间。第一凹槽311可以位于船体100边缘靠近船尾的地方。

本实用新型较佳实施例中，所述第一凹槽311外侧对称开设有两个第二凹槽312，所述第二凹槽312呈弧形设置，适于支撑所述转动杆331。

第二凹槽312既可以支撑转动杆331，又可以起到限位作用，防止投放声呐400时，转动杆331转动贴合到船体上，导致回收声呐400时，转动杆331无法转动回到初始位置。

本实用新型较佳实施例中，所述第一凹槽311的延伸方向垂直于所述第二凹槽312的延伸方向。

第一凹槽311可以横向设置。第二凹槽312位于底座310边缘，可以竖直设置。

如图2和图5所示，本实用新型较佳实施例中，所述升降装置300包括对称且平行设置在所述卷线装置200左右两侧的两个电动推杆320以及两个转动杆331，且位于所述卷线装置200同一侧的电动推杆320、转动杆331和第二凹槽312在船体100上的垂直投影处于同一水平线上。

这样转动杆331向下翻转与第二凹槽312接触时，第二凹槽312能够对转动杆331起到固定、支撑、限位作用。

本实用新型较佳实施例中，所述底座310设置在所述船体100边缘，所述转动杆331的长度大于所述转动杆331底部与所述第二凹槽312之间连线长度的两倍。

可以理解的是，若转动杆331长度不够，转动杆331向下翻转到第二凹槽312处时，声呐400与船体100尾部距离过近，可能会与船体100尾部设置的动力装置碰撞，造成损坏。因而控制转动杆331长度大于转动杆331底部与第二凹槽之间连线长度的两倍，能够实现转动杆331远离船体100的一端伸出船体100时，声呐400与船体100保持一定距离，可以保护声呐400和船体100尾部的其他设备。

本实用新型较佳实施例中，所述船体100上设有主控室500，所述控制器安装在主控室500内，所述主控室500壁板上对称设有至少两个散热管道510。

主控室500内可以安装多种电子元器件，由于电子元器件受温度影响较大，在高温下无法正常工作，因而可以设置散热管道510进行散热。

散热管道510外侧可以设置接线管道。接线管道可以连通主控室500和船体100内部，用于放置主控室500内设备与船体100内部设备之间的连接线。船体100内部安装有电源。其中，电源用于为水域监测无人船上各用电设备供电。设置接线管道可以防止设备的连接线裸露在船体100外侧，容易老化受损。

如图6-图7所示，本实用新型较佳实施例中，所述卷线装置200包括骨架组件220、电机组件230、卷线筒240和过线机构250，所述电机组件230、所述卷线筒240和所述过线机构250均安装于所述骨架组件220。

如图8所示，所述电机组件230包括电机231和主动轮232，所述电机231与所述主动轮232连接，所述主动轮232与所述卷线筒240同轴设置，所述主动轮232与所述卷线筒240固定连接，所述卷线筒240适于卷收所述线缆210，所述电机231适于驱动所述主动轮232转动，所述主动轮232适于带动所述卷线筒240转动，所述过线机构250包括从动轮251、丝杠252和过线器253，所述从动轮251与所述主动轮232啮合，所述过线器253适于所述线缆210穿过，所述从动轮251与所述丝杠252固定连接，所述过线器253与所述丝杠252转动连接，所述过线器253适于相对于所述丝杠252转动，并适于随着所述丝杠252沿着所述丝杠252的轴线方向直线运动。

如图6-图8所示，电机231固定设置于骨架组件220，主动轮232与电机231的转轴固定连接，主动轮232适于随着转轴转动。

骨架组件220包括相对设置的左轴承座221和右轴承座222，卷线筒240的两端分别与左轴承座221和右轴承座222转动连接。

骨架组件220还包括相对设置的左丝杠轴承座223和右丝杠轴承座224，丝杠的两端分别与左丝杠轴承座223和右丝杠轴承座224转动连接。

所述丝杠252为回转丝杠，所述过线器253适于随着所述丝杠252沿着所述丝杠252的轴线方向直线往复运动。

可以理解，卷线筒240卷收或者卷放线缆210的动作与该过线器253沿着丝杠252的轴线方向直线往复运动的动作相匹配，使得线缆210在收放过程中始终处于绷紧状态，避免线缆210相互缠绕，保证了线缆210收放过程的顺利进行。

过线器253上设有丝杠孔，丝杠孔适于容纳丝杠252。

本实用新型较佳实施例中，过线机构250还包括导向轴254，导向轴254的两端分别与骨架组件220固定连接，过线器253上设置有导向孔，导向孔套设于导向轴254，过线器253适于沿着导向轴254滑动。

优选的，所述过线机构250还包括两横向夹线滚轮255，所述过线器253上设置有穿线孔，所述穿线孔适于所述线缆210穿过，两所述横向夹线滚轮255相对设置于所述穿线孔外端的上下两侧，所述横向夹线滚轮255沿着水平方向设置，所述横向夹线滚轮255和适于夹紧所述线缆210。

本实用新型较佳实施例中，卷线装置200还包括光电编码器260，光电编码器260与控制器电性相连，光电编码器260适于探测丝杠252的转动圈数及方向以形成线缆210卷收信息，并适于将线缆210卷收信息传递给控制器。

工作原理：预先将声呐400固定在第一凹槽311处，使卷线装置200上的线缆210穿过升降装置300上定滑轮333与声呐400连接。在投放声呐400时，通过控制器开启卷线装置200，利用卷线装置200卷收线缆210，控制声呐400上升到定滑轮333处。然后启动电动推杆320，通过电动推杆320输出端的伸出，带动转动杆331向下翻转直至转动杆331固定在第二凹槽312上。转动杆331向下翻转高度降低其远离第二安装座340的一端伸出船体100，使得声呐400移动到船体100外侧。随后通过控制器开启卷线装置200，利用卷线装置200卷放线缆210，使声呐400带着线缆210下沉到水中开始工作。在回收声呐400时，通过控制器开启卷线装置200，利用卷线装置200卷收线缆210，控制声呐400上升到定滑轮333处。然后启动电动推杆320，通过电动推杆320输出端的收回，带动转动杆331向上翻转远离第二凹槽312。转动杆331向上翻转高度升高其远离第二安装座340的一端回到船体100上方，使得声呐400移动到船体100上方。随后，通过控制器开启卷线装置200，利用卷线装置200卷放线缆210，使声呐400下降到第一凹槽311处固定。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水域监测无人船，其特征在于，包括控制器和船体(100)，所述船体(100)上设有卷线装置(200)、升降装置(300)和声呐(400)，所述升降装置(300)包括底座(310)、电动推杆(320)和翻转组件(330)，所述电动推杆(320)的固定端和所述翻转组件(330)均与所述底座(310)转动连接，所述电动推杆(320)的输出端与所述翻转组件(330)连接，所述卷线装置(200)通过线缆(210)与所述声呐(400)连接，所述线缆(210)悬挂在所述翻转组件(330)上，所述控制器适于控制所述船体(100)、所述卷线装置(200)和所述电动推杆(320)。

2.根据权利要求1所述的水域监测无人船，其特征在于，所述翻转组件(330)包括转动杆(331)和挂杆(332)，所述转动杆(331)底部与所述底座(310)转动连接，所述电动推杆(320)的输出端与所述转动杆(331)的上部连接，两个所述转动杆(331)顶部连接有所述挂杆(332)，所述线缆(210)与所述挂杆(332)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的水域监测无人船，其特征在于，所述翻转组件(330)还包括定滑轮(333)，所述定滑轮(333)安装在所述挂杆(332)中部，所述定滑轮(333)与所述挂杆(332)垂直设置，所述卷线装置(200)上的线缆(210)穿过所述定滑轮(333)与所述声呐(400)连接。

4.根据权利要求3所述的水域监测无人船，其特征在于，所述底座(310)表面开设有第一凹槽(311)，所述第一凹槽(311)适于容纳所述声呐(400)。

5.根据权利要求4所述的水域监测无人船，其特征在于，所述第一凹槽(311)外侧对称开设有两个第二凹槽(312)，所述第二凹槽(312)呈弧形设置，适于支撑所述转动杆(331)。

6.根据权利要求5所述的水域监测无人船，其特征在于，所述第一凹槽(311)的延伸方向垂直于所述第二凹槽(312)的延伸方向。

7.根据权利要求5所述的水域监测无人船，其特征在于，所述升降装置(300)包括对称且平行设置在所述卷线装置(200)左右两侧的两个电动推杆(320)以及两个转动杆(331)，且位于所述卷线装置(200)同一侧的电动推杆(320)、转动杆(331)和第二凹槽(312)在船体(100)上的垂直投影处于同一水平线上。

8.根据权利要求5所述的水域监测无人船，其特征在于，所述底座(310)设置在所述船体(100)边缘，所述转动杆(331)的长度大于所述转动杆(331)底部与所述第二凹槽(312)之间连线长度的两倍。

9.根据权利要求1-5任一项所述的水域监测无人船，其特征在于，所述船体(100)上设有主控室(500)，所述控制器安装在主控室(500)内，所述主控室(500)壁板上对称设有至少两个散热管道(510)。

10.根据权利要求1-5任一项所述的水域监测无人船，其特征在于，所述卷线装置(200)包括骨架组件(220)、电机组件(230)、卷线筒(240)和过线机构(250)，所述电机组件(230)、所述卷线筒(240)和所述过线机构(250)均安装于所述骨架组件(220)，所述电机组件(230)包括电机(231)和主动轮(232)，所述电机(231)与所述主动轮(232)连接，所述主动轮(232)与所述卷线筒(240)同轴设置，所述主动轮(232)与所述卷线筒(240)固定连接，所述卷线筒(240)适于卷收所述线缆(210)，所述电机(231)适于驱动所述主动轮(232)转动，所述主动轮(232)适于带动所述卷线筒(240)转动，所述过线机构(250)包括从动轮(251)、丝杠(252)和过线器(253)，所述从动轮(251)与所述主动轮(232)啮合，所述过线器(253)适于所述线缆(210)穿过，所述从动轮(251)与所述丝杠(252)固定连接，所述过线器(253)与所述丝杠(252)转动连接，所述过线器(253)适于相对于所述丝杠(252)转动，并适于随着所述丝杠(252)沿着所述丝杠(252)的轴线方向直线运动。