CN109795631A - 一种无人水上预警和防御系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人水上预警和防御系统，包括有与母体连接的浮筒、折叠式无人机和挂载在折叠式无人机上的任务载荷；浮筒内设置有控制器，分别与控制器连接的水平传感器、红外线传感器、光端机、蓄电池电源模块和海浪发电机、以及无人机升降平台和电动绞盘；海浪发电机与蓄电池电源模块连接供电，光端机、蓄电池电源模块通过缠绕于电动绞盘上的光电复合缆与无人机连接实现信号和电能传输，无人机升降平台和电动绞盘的驱动电机均与控制器连接。本发明采用浮筒携带无人机到指定地点并确认海面环境后弹出无人机，并采用无人机进行水上监测，达到了灵活移动、长时间作业、远距离监控、无人值守工作的目的，增加了水下母体的监测和防御范围。

Description

一种无人水上预警和防御系统

技术领域

本发明涉及水上预警和防御技术领域，具体是一种无人水上预警和防御系统。

背景技术

目前，处于水下航行状态的母体（潜艇、水下潜航器或飞行器）观察海平面和空中情况的主要手段是借助潜望镜或光电浮标系统，但潜望镜和光电浮标潜望高度低、距离短，母体隐蔽性不够高，且传统海域预警和防御系统存在不能灵活移动、无法长时间工作、水下通讯质量不高和无法远距离控制等问题。

因此，如何实现水下航行状态母体对水下、海平面、海岸和空中情况的远程监控、操作，提高水下母体的隐蔽性，以及发现目标后进行主动打击是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无人水上预警和防御系统，采用浮筒携带无人机到指定地点并确认海面环境后弹出无人机，并采用无人机进行水上监测，达到了灵活移动、长时间作业、远距离监控、无人值守工作的目的，增加了水下母体的监测和防御范围。

本发明的技术方案为：

一种无人水上预警和防御系统，包括有与母体连接的浮筒、折叠式无人机和挂载在折叠式无人机上的任务载荷；所述的浮筒内设置有控制器，分别与控制器连接的水平传感器、红外线传感器、光端机、蓄电池电源模块和海浪发电机，以及无人机升降平台和电动绞盘；所述的海浪发电机与蓄电池电源模块连接供电，所述的光端机、蓄电池电源模块通过光电复合缆与无人机连接实现信号和电能传输，所述的光电复合缆缠绕于电动绞盘上，所述的无人机升降平台的驱动电机、电动绞盘的驱动电机均与控制器连接。

所述的浮筒内的光端机通过光缆与远程监控中心通信连接,所述的远程监控中心设置于母体上。

所述的母体为潜艇、水下潜航器或飞行器。

所述的折叠式无人机包括有机体、连接于机体上的折叠臂和设置于折叠臂上由电机驱动的旋翼机构。

所述的折叠臂的根部与机体连接处设置有自动卡位的限位机构，所述的限位机构包括有固定于机体上的机体连接件、固定于折叠臂根部上且铰接于机体上的折叠臂连接件、以及限位件和弹簧，所述的机体连接件为中空结构，所述的弹簧设置于机体连接件的内腔中，所述的限位件包括有位于机体连接件的内腔中的限位板和连接于限位板上的两个限位块，所述的两个限位块伸出到机体连接件外，两个限位块之间形成折叠臂限位槽，所述的弹簧的内端固定于机体连接件的内腔中，弹簧的外端抵住限位板，所述的折叠臂连接件的底端铰接于机体上，所述的折叠臂连接件底部的外侧壁上设置有限位凸块，折叠臂打开状态下，折叠臂连接件上限位凸块卡置于折叠臂限位槽中。

所述的两个限位块中，邻近于无人机机身顶端的限位块其外端为斜切面，且斜切面背向另一限位块。

所述的浮筒底部设置有螺旋桨式的水上行走器，水上行走器的驱动电机与控制器连接。

所述的海浪发电机选用浮标式海浪发电机。

所述的浮筒上设置有微型鱼雷，微型鱼雷的发射器与控制器连接。

本发明的优点：

本发明的浮筒可携带无人机到指定地点，并采用水平传感器确认海平面信息、红外线传感器感应周围水域无障碍物后，再将无人机由无人机升降平台移出并飞起进行水上监测，从而保证了无人机起飞的安全性；本发明浮筒内还设置有蓄电池电源模块和海浪发电机，海浪发电机可根据海浪带动的机械能转换成电能对蓄电池电源模块进行充电，蓄电池电源模块可对浮筒内组件和无人机进行供电，同时光端机可将母体的控制信号通过光电复合缆发送给无人机，无人机也可通过光电复合缆将采集信息发送给光端机，光端机再返回给母体；本发明设置有无人机升降平台和电动绞盘，无人机升降平台可将无人机移出或移入浮筒内，并通过电动绞盘的收放实现无人机的收放；本发明浮筒上设置有水上行走器，浮筒可根据母体的控制信息从而控制浮筒携带无人机到指定地点；本发明设置有微型鱼雷，可对水下、水面以及空中目标进行预警和打击。

附图说明

图1是本发明的结构示意图;

图2是发明浮筒的结构示意图;

图3是本发明浮筒内组件的原理框图;

图4是本发明折叠式无人机的结构示意图;

图5是本发明限位机构的结构示意图;

图6是本发明限位机构的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

见图1-图3，一种无人水上预警和防御系统，包括有与母体连接的浮筒1、折叠式无人机2、挂载在折叠式无人机2上的任务载荷3和设置于母体上的远程监控中心4，母体为潜艇、水下潜航器或飞行器；浮筒1底部设置有螺旋桨式的水上行走器110；浮筒1内设置有控制器11，分别与控制器11连接的水平传感器12、红外线传感器13、光端机14、蓄电池电源模块15和浮标式海浪发电机16，以及无人机升降平台17，电动绞盘18和微型鱼雷19，浮标式海浪发电机16与蓄电池电源模块15连接，光端机14、蓄电池电源模块15通过光电复合缆5与无人机2连接实现信号和电能传输，光电复合缆5缠绕于电动绞盘18上，无人机升降平台17的驱动电机、电动绞盘18的驱动电机、水上行走器110的驱动电机、微型鱼雷19的发射器均与控制器11连接，光端机14通过光缆6与远程监控中心4通信连接。

见图4-图6，折叠式无人机2包括有机体21、连接于机体21上的折叠臂22和设置于折叠臂22上由电机驱动的旋翼机构23，折叠臂的根部与机体连接处设置有自动卡位的限位机构，限位机构包括有固定于机体上的机体连接件241、固定于折叠臂22根部上且铰接于机体21上的折叠臂连接件242、以及限位件243和弹簧244，机体连接件241为中空结构，弹簧244设置于机体连接件241的内腔中，限位件243包括有位于机体连接件241的内腔中的限位板431和连接于限位板431上的两个限位块432，两个限位块432伸出到机体连接件241外，两个限位块432之间形成折叠臂限位槽，两个限位块432中，邻近于无人机机身顶端的限位块432其外端为斜切面，且斜切面背向另一限位块，弹簧244的内端固定于机体连接件241的内腔中，弹簧244的外端抵住限位板431，折叠臂连接件242的底端铰接于机体21上，折叠臂连接件242底部的外侧壁上设置有限位凸块245，折叠臂2打开状态下，折叠臂连接件上限位凸块245卡置于限位件243的折叠臂限位槽中。折叠式收回时，无人机升降平台17带动折叠式无人机2进入到浮筒1中，折叠式无人机2的折叠臂22在浮筒1侧壁的挤压作用下折叠回收。

本发明在无远程监控中心4的情况下，能够依靠浮筒1中的组件自行感知和判断，实现无人值守工作的功能；浮筒1的底部设置有水上行走器110，使得浮筒1可在水中行驶，折叠式无人机2可随着随波漂浮或行驶的浮筒1的移动而移动，或者浮筒1能够随着折叠式无人机2的飞行而移动。

首先远程监控中心4控制浮筒1到达指定位置，水平传感器12确认海平面信息、红外线传感器13感应周围水域有无障碍物，并将采集的信号通过光缆6发送给远程监控中心4，远程监控中心4确认海平面安全且无障碍物后，将起飞控制信号发送给控制器11，控制器11依次驱动无人机升降平台17升起、电动绞盘18放缆、折叠式无人机2启动，折叠式无人机2升起，任务载荷3对水面及空中情况进行监控并将采集的水面信息通过光端机14传输给远程监控中心4。本发明设置有微型鱼雷19，当需要对水下以及水面目标进行防御打击时，远程监控中心4通过控制器11控制微型鱼雷19发射进行打击；且远程监控中心4可控制无人机2对空中目标进行打击。

本发明操作简便，解决了传统水上防御系统水下信号传输困难、无法长时间工作、不能灵活移动的问题，实现了海域远距离控制、监控，提高了水中母体的隐蔽性，可实现对水下、海平面、海岸和空中目标的预警和打击，可分布式设置于特定海域，对该海域进行全面封锁防御，实现海陆空全方面的预警与防御。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：包括有与母体连接的浮筒、折叠式无人机和挂载在折叠式无人机上的任务载荷；所述的浮筒内设置有控制器，分别与控制器连接的水平传感器、红外线传感器、光端机、蓄电池电源模块和海浪发电机，以及无人机升降平台和电动绞盘；所述的海浪发电机与蓄电池电源模块连接供电，所述的光端机、蓄电池电源模块通过光电复合缆与无人机连接实现信号和电能传输，所述的光电复合缆缠绕于电动绞盘上，所述的无人机升降平台的驱动电机、电动绞盘的驱动电机均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的浮筒内的光端机通过光缆与远程监控中心通信连接,所述的远程监控中心设置于母体上。

3.根据权利要求1所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的母体为潜艇、水下潜航器或飞行器。

4.根据权利要求1所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的折叠式无人机包括有机体、连接于机体上的折叠臂和设置于折叠臂上由电机驱动的旋翼机构。

5.根据权利要求4所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的折叠臂的根部与机体连接处设置有自动卡位的限位机构，所述的限位机构包括有固定于机体上的机体连接件、固定于折叠臂根部上且铰接于机体上的折叠臂连接件、以及限位件和弹簧，所述的机体连接件为中空结构，所述的弹簧设置于机体连接件的内腔中，所述的限位件包括有位于机体连接件的内腔中的限位板和连接于限位板上的两个限位块，所述的两个限位块伸出到机体连接件外，两个限位块之间形成折叠臂限位槽，所述的弹簧的内端固定于机体连接件的内腔中，弹簧的外端抵住限位板，所述的折叠臂连接件的底端铰接于机体上，所述的折叠臂连接件底部的外侧壁上设置有限位凸块，折叠臂打开状态下，折叠臂连接件上限位凸块卡置于折叠臂限位槽中。

6.根据权利要求5所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的两个限位块中，邻近于无人机机身顶端的限位块其外端为斜切面，且斜切面背向另一限位块。

7.根据权利要求1所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的浮筒底部设置有螺旋桨式的水上行走器，水上行走器的驱动电机与控制器连接。

8.根据权利要求1所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的海浪发电机选用浮标式海浪发电机。

9.根据权利要求1所述的一种无人水上预警和防御系统，其特征在于：所述的浮筒上设置有微型鱼雷，微型鱼雷的发射器与控制器连接。