CN111776150A

CN111776150A - 适于恶劣海况环境的无人艇结构

Info

Publication number: CN111776150A
Application number: CN202010533648.0A
Authority: CN
Inventors: 潘洪军; 王广伟; 亓常松
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2020-10-16

Abstract

适于恶劣海况环境的无人艇结构，包括无人艇本体、艇身、平衡翼、镂空凹槽、稳定重锤、自动调节稳定器、云台、微电脑控制器、第一伺服电机、第一齿轮、连接轴、外环角度传感器、外环、第二伺服电机、第二齿轮、外环力矩器、第三伺服电机、第三齿轮、中环、中环力矩器、内环、内环角度传感器、内环力矩器、转子、外壳、尾部平衡翼和螺旋桨，所述无人艇本体上安装有艇身，平衡翼上设有镂空凹槽，平衡翼末端安装有稳定重锤，艇身中间内部安装有自动调节稳定器，自动调节稳定器上安装有云台。本发明的优点是：外形新颖，内部的自动调节稳定器体积小、重量轻、结构简单、可靠性好能智能检测无人艇的运行状态，并自动调节，保持无人艇航线时的稳定性。

Description

适于恶劣海况环境的无人艇结构

技术领域

本发明涉及适于恶劣海况环境的无人艇结构，属于水上机器人技术领域。

背景技术

无人艇是一种无人操作的舰艇，主要用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务。一旦配备先进的控制系统、传感器系统、通信系统和武器系统后，可以执行多种战争和非战争军事任务。关于无人艇的研究正在世界范围内兴起，作为无人平台的一种，无人艇在某些危险领域正逐步成为有人平台的替代和补充。国内关于无人艇的研究尚处于起步阶段，与国外的研究水平相比还有很大的一段距离，尤其是在无人艇的航行稳定性方面的研究。国内现有的无人艇在恶劣海况环境下航行，稳定性较差，容易发生侧翻、航线偏移等问题，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供适于恶劣海况环境的无人艇结构。

本发明要解决的问题是现有的无人艇在恶劣海况环境下，航行时稳定性不足的缺陷。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

适于恶劣海况环境的无人艇结构，包括无人艇本体、艇身、平衡翼、镂空凹槽、稳定重锤、自动调节稳定器、云台、微电脑控制器、第一伺服电机、第一齿轮、连接轴、外环角度传感器、外环、第二伺服电机、第二齿轮、外环力矩器、第三伺服电机、第三齿轮、中环、中环角度传感器、中环力矩器、内环、内环角度传感器、内环力矩器、转子、外壳、尾部平衡翼和螺旋桨，所述无人艇本体上安装有艇身，艇身中间两侧对称安装有平衡翼，平衡翼上设有镂空凹槽，平衡翼末端安装有稳定重锤，艇身中间内部安装有自动调节稳定器，自动调节稳定器上安装有云台，云台上安装有微电脑控制器，云台上安装有第一伺服电机，第一伺服电机输出端齿轮连接第一齿轮，第一齿轮末端连接安装有连接轴，连接轴上安装有外环角度传感器，外环角度传感器上安装有外环，外环右侧外部安装有第二伺服电机，第二伺服电机齿轮连接第二齿轮，外环顶部安装有外环力矩器，外环左侧外部安装有第三伺服电机，第三伺服电机齿轮连接第三齿轮，外环内安装有中环，中环左侧外部安装有中环角度传感器，中环右侧外部安装有中环力矩器，中环内安装有内环，内环前端外部安装有内环角度传感器，内环后端外部安装有内环力矩器，内环中心安装有转子，自动调节稳定器外安装有外壳，艇身尾部两侧对称安装有尾部平衡翼，艇身尾部安装有两个螺旋桨。

进一步的，所述平衡翼外部轮廓模拟海鸥在海面滑行时的翅膀形状，减小无人挺本体航行阻力，稳定重锤提高无人挺本体中心质量，增强无人挺本体航行时的稳定性。

进一步的，所述内环与中环相互垂直连接，内环与转子可在中环内自由转动，中环与外环相互垂直连接，中环可在外环内自由转动。

进一步的，所述内环角度传感器、内环力矩器、中环角度传感器、中环力矩器、外环角度传感器、外环力矩器可以同时测定个方向的位置、移动轨迹和加速，以判别物体的运动状态，自动调节稳定器整体体积小、重量轻、结构简单、可靠性好。

本发明的优点是：外形新颖，有如在海面滑行的海鸥；两侧平衡翼与稳定重锤提高无人艇中心质量，使无人艇航线时保持平衡；内部的自动调节稳定器体积小、重量轻、结构简单、可靠性好能智能检测无人艇的运行状态，并自动调节，保持无人艇航线时的稳定性。

附图说明

图1是适于恶劣海况环境的无人艇结构的整体结构示意图；

图2是适于恶劣海况环境的无人艇结构的自动调节稳定器的结构示意图；

图3是适于恶劣海况环境的无人艇结构的自动调节稳定器的内部放大结构示意图；

图中：1、无人艇本体 2、艇身 3、平衡翼 4、镂空凹槽 5、稳定重锤 6、自动调节稳定器 61、云台 62、微电脑控制器 63、第一伺服电机 64、第一齿轮 65、连接轴 66、外环角度传感器 67、外环 68、第二伺服电机 69、第二齿轮 610、外环力矩器 611、第三伺服电机 612、第三齿轮 613、中环 614、中环角度传感器 615、中环力矩器 616、内环 617、内环角度传感器 618、内环力矩器 619、转子 620、外壳 7、尾部平衡翼8、螺旋桨。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

适于恶劣海况环境的无人艇结构，包括无人艇本体1、艇身2、平衡翼3、镂空凹槽4、稳定重锤5、自动调节稳定器6、云台61、微电脑控制器62、第一伺服电机63、第一齿轮64、连接轴65、外环角度传感器66、外环67、第二伺服电机68、第二齿轮69、外环力矩器610、第三伺服电机611、第三齿轮612、中环613、中环角度传感器614、中环力矩器615、内环616、内环角度传感器617、内环力矩器618、转子619、外壳620、尾部平衡翼7和螺旋桨8，所述无人艇本体1上安装有艇身2，为组成部件，艇身2中间两侧对称安装有平衡翼3，用于保持平衡，平衡翼3上设有镂空凹槽4，用于减小阻力，平衡翼3末端安装有稳定重锤5，用于提高无人艇中心质量，艇身2中间内部安装有自动调节稳定器6，用于自动调节稳定，自动调节稳定器6上安装有云台61，用于提供支撑和连接，云台61上安装有微电脑控制器62，用于处理数据，云台61上安装有第一伺服电机63，用于提供动力，第一伺服电机63输出端齿轮连接第一齿轮64，用于传递动力，第一齿轮64末端连接安装有连接轴65，用于提供连接，连接轴65上安装有外环角度传感器66，用于检测外环角度，外环角度传感器66上安装有外环67，用于转动，外环67右侧外部安装有第二伺服电机68，用于提供动力，第二伺服电机68齿轮连接第二齿轮69，用于传递动力，外环67顶部安装有外环力矩器610，用于检测力矩，外环67左侧外部安装有第三伺服电机611，用于提供动力，第三伺服电机611齿轮连接第三齿轮612，用于传递动力，外环67内安装有中环613，用于转动，中环613左侧外部安装有中环角度传感器614，用于检测角度，中环613右侧外部安装有中环力矩器615用于检测力矩，中环613内安装有内环616，用于提供转动，内环616前端外部安装有内环角度传感器617，用于检测角度，内环616后端外部安装有内环力矩器618，用于检测力矩，内环616中心安装有转子619，用于提供转动支点，自动调节稳定器6外安装有外壳620，为容器部件，艇身2尾部两侧对称安装有尾部平衡翼7，用于提供平衡，艇身2尾部安装有两个螺旋桨8，用于提供推力。

进一步的，所述平衡翼3外部轮廓模拟海鸥在海面滑行时的翅膀形状，减小无人挺本体1航行阻力，稳定重锤5提高无人挺本体1中心质量，增强无人挺本体1航行时的稳定性。

进一步的，所述内环616与中环613相互垂直连接，内环616与转子619可在中环613内自由转动，中环613与外环67相互垂直连接，中环613可在外环67内自由转动。

进一步的，所述内环角度传感器617、内环力矩器618、中环角度传感器614、中环力矩器615、外环角度传感器66、外环力矩器610可以同时测定6个方向的位置、移动轨迹和加速，以判别物体的运动状态，自动调节稳定器6整体体积小、重量轻、结构简单、可靠性好。

使用方法：当无人挺本体1接通电源后，内部的供电电池通过无刷电机给螺旋桨8提供动力，螺旋桨8转动，推动无人挺本体1向前航行，稳定重锤5在水面滑行，自动调节稳定器6内的内环力矩器618、内环角度传感器617、中环力矩器615、中环角度传感器614、外环力矩器610、外环角度传感器66综合检测无人挺的运行数据及方向，将数据信号传输给微电脑控制器62，微电脑控制器62将数据处理后，输出给第一伺服电机63、第二伺服电机68和第三伺服电机611；第一伺服电机63工作带动第一齿轮64转动，第一齿轮64转动带动连接轴65转动，连接轴65转动带动自动调节稳定器6纵向调节，使无人艇本体1保持纵向稳定；第二伺服电机68工作带动第二齿轮69转动，第三伺服电机611工作带动第三齿轮612转动，第二齿轮69和第三齿轮612转动带动自动调节稳定器6前后左右调节，使无人艇本体1保持前后左右稳定。

Claims

1.适于恶劣海况环境的无人艇结构，包括无人艇本体（1）、艇身（2）、平衡翼（3）、镂空凹槽（4）、稳定重锤（5）、自动调节稳定器（6）、云台（61）、微电脑控制器（62）、第一伺服电机（63）、第一齿轮（64）、连接轴（65）、外环角度传感器（66）、外环（67）、第二伺服电机（68）、第二齿轮（69）、外环力矩器（610）、第三伺服电机（611）、第三齿轮（612）、中环（613）、中环角度传感器（614）、中环力矩器（615）、内环（616）、内环角度传感器（617）、内环力矩器（618）、转子（619）、外壳（620）、尾部平衡翼（7）和螺旋桨（8），其特征是：所述无人艇本体（1）上安装有艇身（2），艇身（2）中间两侧对称安装有平衡翼（3），平衡翼（3）上设有镂空凹槽（4），平衡翼（3）末端安装有稳定重锤（5），艇身（2）中间内部安装有自动调节稳定器（6），自动调节稳定器（6）上安装有云台（61），云台（61）上安装有微电脑控制器（62），云台（61）上安装有第一伺服电机（63），第一伺服电机（63）输出端齿轮连接第一齿轮（64），第一齿轮（64）末端连接安装有连接轴（65），连接轴（65）上安装有外环角度传感器（66），外环角度传感器（66）上安装有外环（67），外环（67）右侧外部安装有第二伺服电机（68），第二伺服电机（68）齿轮连接第二齿轮（69），外环（67）顶部安装有外环力矩器（610），外环（67）左侧外部安装有第三伺服电机（611），第三伺服电机（611）齿轮连接第三齿轮（612），外环（67）内安装有中环（613），中环（613）左侧外部安装有中环角度传感器（614），中环（613）右侧外部安装有中环力矩器（615），中环（613）内安装有内环（616），内环（616）前端外部安装有内环角度传感器（617），内环（616）后端外部安装有内环力矩器（618），内环（616）中心安装有转子（619），自动调节稳定器（6）外安装有外壳（620），艇身（2）尾部两侧对称安装有尾部平衡翼（7），艇身（2）尾部安装有两个螺旋桨（8）。

2.根据权利要求书1所述的适于恶劣海况环境的无人艇结构，其特征是：所述平衡翼（3）外部轮廓模拟海鸥在海面滑行时的翅膀形状，减小无人挺本体（1）航行阻力，稳定重锤5提高无人挺本体（1）中心质量，增强无人挺本体（1）航行时的稳定性。

3.根据权利要求书1所述的适于恶劣海况环境的无人艇结构，其特征是：所述内环（616）与中环（613）相互垂直连接，内环（616）与转子（619）可在中环（613）内自由转动，中环（613）与外环（67）相互垂直连接，中环（613）可在外环（67）内自由转动。

4.根据权利要求书1所述的适于恶劣海况环境的无人艇结构，其特征是：所述内环角度传感器（617）、内环力矩器（618）、中环角度传感器（614）、中环力矩器（615）、外环角度传感器（66）、外环力矩器（610）可以同时测定（6）个方向的位置、移动轨迹和加速，以判别物体的运动状态，自动调节稳定器（6）整体体积小、重量轻、结构简单、可靠性好。