CN110065588A - 一种快速拆装半潜三体无人艇 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人艇技术领域，尤其涉及一种快速拆装半潜三体无人艇。包括主艇体和两个副艇体，所述主艇体采用高强度碳纤维增强型玻璃钢材质，两个副艇体采用充气式PVC浮筒，副艇体与所述主艇体之间分别通过两根高强度碳纤维连接组件进行固定；所述主艇体的内部中心设有平面槽型减摇压载水舱，所述平面槽型减摇压载水舱的底部设有进水口，侧部设有排水口，进水口和排水口上设有电磁阀门；所述主艇体的尾部装有油动推进器，所述两个副艇体的尾部装有电动螺旋推进器。本发明所涉及的无人艇采用三体结构，具有更好抗波浪稳定性能，可有效调节吃水和下潜状态，为搭载的声学仪器提供良好的工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及无人艇技术领域，尤其涉及一种快速拆装半潜三体无人艇。
背景技术
无人艇作为海洋开发和探测的利器，在海上军事活动、海洋科学研究、海洋调查与立体观测、海上污染环境监测等众多方面有着广泛应用。随着我国海洋强国战略的提出，以无人智能船舶、水下机器人为代表的系列海洋装备已成为领域内研究热点。
无人艇一般具有单体、双体和三体三种结构形式。传统单体无人艇建造技术相对成熟，应用范围广，但具有较差的航行稳定性和环境适应性。一般小型单体无人艇工作海况小于4级，且载荷有限，续航能力相对较差。双体无人艇一般具有良好的操纵性和航行稳定性，装载能力也较单体无人艇有所提升，但一般航速较慢。三体无人艇相较于单体和双体无人艇具有更好的稳定性，十分适合用于开展海洋测绘任务，但相较于上两种结构形式，传统三体无人艇具有较大的自重，在便捷性方面要比单体和双体无人艇差。
另一方面，柴油动力无人艇具有续航长、推进速度快的优点，但采用此种动力方式无人艇在作业时发动机带来的船体振动幅度大，另一方面此种无人艇一般拥有较大的自重，不利于运输布放和开展海上精密扫测作业。单一电动无人艇航行振动小，有利于开展海上精密扫测作业，但电动无人艇一般航行速度较慢，续航能力较差。一般采用并联电池组的方式提高续航能力，但这种方式大大增加了船体重量，降低了无人艇载荷能力，不利于运输布放回收。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种快速拆装半潜三体无人艇，便于运输布放和回收，能够在较高海况下执行高精度海上测绘任务，同时兼具侦查、搜救、水质监测功用的无人艇。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种快速拆装半潜三体无人艇，其特征在于：包括主艇体和两个副艇体，所述主艇体采用高强度碳纤维增强型玻璃钢材质，两个副艇体采用充气式PVC浮筒，副艇体与所述主艇体之间分别通过两根高强度碳纤维连接组件进行固定；所述主艇体的内部中心设有平面槽型减摇压载水舱，所述平面槽型减摇压载水舱的底部设有进水口，侧部设有排水口，进水口和排水口上设有电磁阀门；所述主艇体的尾部装有油动推进器，所述两个副艇体的尾部装有电动螺旋推进器。
优选地，所述主艇体的顶部安装有可拆卸固定支架，所述可拆卸固定支架上安装有RF通讯天线。
优选地，所述主艇体两侧设有把手，前侧设有吊钩。
优选地，所述主箱体的内部分别装有电子设备舱、换能器舱、油电混合动力舱。
优选地，所述电子设备舱安装有中央控制单元、IMU惯性测量单元、前视声呐、单波束、多波束和声学多普勒流速剖面仪。
本发明的有益效果是:相对于用于海洋探测、环境监测的单体无人艇，本发明所涉及的无人艇采用三体结构，具有更好抗波浪稳定性能，可有效调节吃水和下潜状态，为搭载的声学仪器提供良好的工作环境，并具有较好的隐身性能还可用于执行海上侦查、搜救、环境监测任务。
相对于传统三体船，本发明采用快速拆装三体式艇体结构，副艇体采用充气式PVC浮筒，具有较小的自重和体积，便于收纳、运输、布放和回收。进一步地，本发明设置平面槽型减摇压载水舱，可以实现无人艇吃水调节，必要时可以潜入水中，具有较好的隐身性能。
附图说明
图1为本发明的艇体结构示意图；
图2为本发明的主艇体俯视图；
图3为本发明的主艇体船舯剖视图；
图4为本发明电子设备舱内电子设备安装位置示意图；
图5为本发明的浮筒抱箍组件示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1-5所示，一种快速拆装半潜三体无人艇，包括主艇体1和两个副艇体2，所述主艇体采用高强度碳纤维增强型玻璃钢材质，两个副艇体采用充气式PVC浮筒，副艇体与所述主艇体之间分别通过两根高强度碳纤维连接组件3进行固定；所述主艇体的内部中心设有平面槽型减摇压载水舱4，所述平面槽型减摇压载水舱的底部设有进水口5，侧部设有排水口6，进水口和排水口上设有电磁阀门；所述主艇体的尾部装有油动推进器7，所述两个副艇体的尾部装有电动螺旋推进器8。所述主艇体的顶部安装有可拆卸固定支架9，所述可拆卸固定支架上安装有RF通讯天线10。支架内部安装摄像头11，可拆卸固定支架上部还装有雷达12。
所述主箱体的内部分别装有电子设备舱13、换能器舱14、油电混合动力舱15。
所述电子设备舱主要安装中央控制单元16、IMU惯性测量单元17等无人艇运动控制设备和声学探测设备包含前视声呐18、单波束19、多波束20、声学多普勒流速剖面仪21的甲板单元。所述单波束换能器、多波束换能器、声学多普勒流速剖面仪换能器固定安装于换能器舱，侧扫声呐通过挂载的方式固定安装于主艇体下部，上述换能器通过通信线缆与甲板设备相连，甲板设备通过通信线缆与中央控制单元相连。
长条形固定架22的底部两侧分别固定有梯形镂空型支撑架23，梯形镂空型支撑架的下部与箍圈24固定连接，所述箍圈套在所述浮筒上并固定。H型底固定件25通过螺栓固定在所述长条形固定架上的凹槽内，所述碳纤维连接杆固定件26固定在所述H型底固定件上。所述高强度碳纤维连接杆一端插入到所述碳纤维连接杆固定件内并通过螺栓紧固，另一端与主艇体进行连接并通过螺栓进行紧固。主艇体与高强度碳纤维连接杆连接处设有橡胶整流垫进行整流。
所述主艇体两侧设有把手27，前侧设有吊钩28。
所述高精度MEMS惯性/卫星组合导航系统包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁传感器、一个气压传感器、一个BD/GPS/GLONASS三模接收机、两个GNSS多频天线，用于感知无人艇的三个轴向速度、位置、姿态，以及输出补偿后无人艇的角速率、加速度、磁场和电子设备舱温度、气压等信息。三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁传感器、一个气压传感器、一个BD/GPS/GLONASS三模接收机集成安装于IMU惯性测量单元。IMU惯性测量单元通过电缆线与中央控制单元、位于蓄电池舱29的蓄电池组30相连。双GNSS天线31安装于主艇体艏艉两端，通过线缆与IMU惯性测量单元相连。
吃水自动检测系统与中央控制单元通过电缆线相连，水位传感器将水位信号转化为电信号传递给中央控制单元进行处理分析，中央控制单元根据接收的由地面站发出控制指令通过进水阀和出水阀控制平面槽型减摇压载舱水量和油电混合发动机进出气口开关32、33，从而控制无人艇下潜状态。当自动吃水检测装置检测到无人艇吃水达到临界水位时，由中央控制单元自动控制关闭油电混合发动机进出气口开关，同时打开电动推进器开关，并通过通信系统向地面控制站发送状态信号，无人艇进入纯电动推进模式。
当平面槽型减摇压载水控制系统接收到由中央控制单元发出的控制指令后，平面槽型减摇压载水控制系统根据控制指令控制进排水控制装置的开关，并反馈平面槽型减摇压载水控制水位信号给中央控制单元，中央控制单元接收所述组合导航系统传递的横摇角度信号、无人艇吃水信号、压载水控制水位信号，并与期望横摇角、期望吃水深度和期望平面槽型减摇压载舱水位比较并形成校正信号发送给相应执行器，形成闭环控制系统，从而控制无人艇下潜状态和纵摇横摇稳定。
本发明的工作流程为：
无人艇从母船释放，开始航行时，平面槽型减摇压载水舱处于排空状态，吃水线小于关闭油电混合发动机进出气口开关的警戒水位，此时无人艇采用油动推进方式或者油电混合推进方式，油动推进器工作或者三个推进器同时工作，无人艇以高航速接近任务海域。当波高较高时，无人艇瞬时吃水达到警戒吃水线，触发感应装置，中央控制单元发出关闭油电混合发动机进出气口开关指令，同时中央控制单元控制打开平面槽型减摇压载水舱进水口，无人艇开始下潜至指定深度并关闭平面槽型减摇压载水舱进水口，无人艇进入纯电动推进模式，并执行指定任务。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种快速拆装半潜三体无人艇，其特征在于：包括主艇体和两个副艇体，所述主艇体采用高强度碳纤维增强型玻璃钢材质，两个副艇体采用充气式PVC浮筒，副艇体与所述主艇体之间分别通过两根高强度碳纤维连接组件进行固定；所述主艇体的内部中心设有平面槽型减摇压载水舱，所述平面槽型减摇压载水舱的底部设有进水口，侧部设有排水口，进水口和排水口上设有电磁阀门；所述主艇体的尾部装有油动推进器，所述两个副艇体的尾部装有电动螺旋推进器。
2.根据权利要求1所述的一种快速拆装半潜三体无人艇，其特征在于，所述主艇体的顶部安装有可拆卸固定支架，所述可拆卸固定支架上安装有RF通讯天线。
3.根据权利要求1所述的一种快速拆装半潜三体无人艇，其特征在于，所述主艇体两侧设有把手，前侧设有吊钩。
4.根据权利要求1所述的一种快速拆装半潜三体无人艇，其特征在于，所述主箱体的内部分别装有电子设备舱、换能器舱、油电混合动力舱。
5.根据权利要求1所述的一种快速拆装半潜三体无人艇，其特征在于，所述电子设备舱安装有中央控制单元、IMU惯性测量单元、前视声呐、单波束、多波束和声学多普勒流速剖面仪。
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| PB01 | Publication | ||
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