[实用新型]一种具有定位避障功能的无人有动力船模

说明书

技术领域

本实用新型涉及船模技术领域，具体为一种适合于高校和科研机构进行科学研究用的具有定位避障功能的无人有动力船模。

背景技术

为了维护海洋权益，无人船受到了国内外的高度重视。为此，高等学校和科研机构投入了大量的人力和物力，进行无人船的研究。为了研究和实验的便利，通常采用船舶的缩比模型，俗称船模。它主要有两种用途，一种是作为被研究的对象，研究无人船的流体动力外形和流体动力布局、动力推进、自主导航及控制等；另一种是作为动态的平台，搭载导航设备、水下探测设备等，对这些设备进行动态测试。

目前科学研究用的船模主要有两类，一类是无动力船模，主要用于研究无人船的流体动力外形和流体动力布局；另一类是有动力船模，主要用于研究无人船的动力推进、遥控，以及搭载其它实验设备进行动态实验等。但是，现有的有动力船模，通常只在实验室的水池中使用，仅具有简单的遥控控制功能，存在着不能自主精确定位和碰撞检测的缺点，不具有复杂计算的能力，给无人船的导航、控制、避障及编队协同的研究带来了极大的不便。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种具有定位避障功能的无人有动力船模，不仅能够对其实施遥控，而且能够自主控制，使其更适合进行科学研究使用。

技术方案

本实用新型的技术方案为：

所述一种具有定位避障功能的无人有动力船模，包括船体和两套螺旋桨电推进装置，每套螺旋桨电推进装置包括直流电机调速器、马达系统、直流接触器和螺旋桨，两套螺旋桨平行安装在船体后部，并与船体中轴线成对称分布，其特征在于：在船体上安装有定位装置、激光探测装置、无线电接收发送装置、船模运动传感器、船模运动控制模块、电源转换模块和蓄电池；蓄电池通过电源转换模块为船体上用电设备供电；定位装置用于向船模运动控制模块提供船体的位置信息；激光探测装置用于向船模运动控制模块提供船体周围障碍物的位置信息；无线电接收发送装置用于将接收的外部遥控指令传递给船模运动控制模块；船模运动传感器用于将船体运动的三个方位角和三个方位角速度传递给船模运动控制模块；船模运动控制模块根据输入的信息进行运动控制解算，得到两套螺旋桨电推进装置中两个马达系统的需要转速，并对两套螺旋桨电推进装置中的直流电机调速器进行控制。

所述一种具有定位避障功能的无人有动力船模，其特征在于：船模运动控制模块直接控制两套螺旋桨电推进装置中的直流接触器，实现船体的紧急停车。

所述一种具有定位避障功能的无人有动力船模，其特征在于：当船模在室内环境中工作时，采用的定位装置为激光定位装置；所述激光定位装置包括船体上的激光发射器和室内环境水体周围分布放置的激光反射板；激光反射板的位置信息已知，且激光反射板的安装位置和角度能够使船模在室内环境水体中任意位置都能够接收到至少三块激光反射板反射的信号。

所述一种具有定位避障功能的无人有动力船模，其特征在于：当船模在室外环境中工作时，采用的定位装置为GPS定位装置。

有益效果

本实用新型提出的无人有动力船模，能够使船模的使用范围和使用灵活性得到加强，方便了高等学校和科研机构对无人船的关键技术进行实航试验验证，具有方便直观、风险小、成本低、周期短等优点。

附图说明

图1：本实用新型在室内环境的工作示意图；

图2：本实用新型的侧视图；

图3：本实用新型的俯视图；

图4：本实用新型内部系统关系图；

其中：1、船体；2、把手；4、激光定位装置的安装管；5、GPS天线的安装管；6、螺旋桨电推进装置的悬挂系统；8、螺旋桨电推进装置的连接管；10、马达系统；12、螺旋桨；14、激光探测装置；15、激光定位装置；16、GPS天线；17、无线电接收发送天线；18、GPS定位装置；19、无线电接收发送装置；20、电源转换模块；21、船模运动传感器；22、船模运动控制模块；23、直流接触器；25、直流电机调速器；27、蓄电池；29、电源开关；40、无人有动力船模；50、外部遥控装置；60、激光反射板。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本实用新型：