[发明专利]一种上下对称、抗倾覆无人船系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人船领域，具体的说是一种上下对称、抗倾覆无人船系统。

背景技术

无人船一个高科技的代名词之一，首先在军事领域里崭露头角，例如美国德事隆集团研制的无人船，可以在海湾中巡逻应对猖獗的海盗，这样可以避免海盗勒索赎金的人质对象；美国海军采用“机翼”设计的“X-2”号无人艇，用于完成海岸监视、禁毒、拦截、巡逻等任务。

后来，民用无人船开始兴起，主要用于水文测量、应急采样检测、核辐射在线检测、水面垃圾清理等；且无人船采用远程遥控或者自驾驶的方式。目前传统的测量用无人船，采用封闭或者半封闭的船舱，其内摆放用于测量的电子设备、记录数据的电子设备、回传数据的电子设备及电源、推进设备等。这种传统的测量船在遇到大的风浪时，容易造成船体的倾覆，从而给测量的正常进行造成干扰，严重的可能会危机电子设备的安全，造成设备烧掉。无人船作为一个动态信息搜集的平台，如果能够增强船体的抗风浪能力，防止船体的倾覆，将会给平台的可靠信息搜集提供强有力的保障。

在专利“一种无人船抗风浪巡航控制方法及系统”中，通过实时监测无人船航行时的水流矢量数据与船体航行矢量数据来计算船体航向与水流之间的夹角，然后通过调整船体的速度与航向来达到避免倾覆的危险。上述的方式中，在存在排浪的情形下，难以奏效，这正是本发明要解决的问题。

发明内容

本发明的目的，在于针对现有的水文测量无人船由于遭遇风浪或者其他原因导致的船体倾覆时，使得无人船不能正常工作的问题；提出了一种上下对称、抗倾覆无人船设计方法，其特征是整个船体是上下对称的、密封的，这样当船体由于未知原因翻滚后，仍然能够保证正常工作，克服了传统无人船倾覆后不能工作的弊端。

该系统是这样实现的：

整个上下对称、抗倾覆无人船的外形图，如图1所示，整个船体是上下对称的，也就是说上下船体的结构沿着中轴线是对称的，其中有两个推进器放于尾部，用于实现船体的前进、转向、后退功能；整套电子设备沿着中轴面摆放，摆放图如图2所示。

所述的上下对称、抗倾覆的无人船，包括遥控器及动力船体两大部分，下面分述之，由于本发明的目的是为了实现抗倾覆，所以以下并未涉及无人船上的电子测量设备，可以根据需要在船体内摆放相应的设施。

所述的遥控器部分包括：

1）操作部分；所述的操作部分功能为给所述的控制部分提供速度大小及转向信号；在实例中，所述的操作部分中通过滑动变阻器产生速度大小及转向的信号；具体的说，通过摇杆的上下、左右摆动带动相应滑动变阻器滑片的运动来实现的；

2）所述的显示部分，能够指示当前无人船的速度、转向、上下翻转模式、故障、电量信息；在实例中，所述的显示部分采用12864模块；

3）控制部分；所述的控制部分，包括采用单片机或者相应的数字逻辑电路实现的控制功能；所述的控制功能为读取所述操作部分的电压信号，然后根据控制算法转化成相应的速度及转向命令；具体在所述的实例中详述；

4）所述的发射/接收部分，其功能为通过无线电波与所述的无人船部分进行通信，将所述遥控部分的命令信号----转速大小、转向，发送给所述的无人船部分；然后接收所述的无人船部分传回的正反转模式及电机的转速与无人船的转向、电量信号。具体在实例中详述；

5）供电部分；所述的供电部分实现给所述的控制部分、操作部分、显示部分、发射/接受部分供电；在实例中，所述的供电部分采用能自充电的锂电池供电；所述的自充电指的是，一方面带外部充电接口；另一方面，可以直接利用绿色清洁能源给电池充电；所述的绿色清洁能源指的是利用太阳能电池板、风轮发电机；此外，所述的控制部分可以通过检测电池的状态，来控制是否继续通过所述的绿色清洁能源给电池充电；具体在实例详述；

6）所述的遥控器部分整体功能为，所述的控制部分通过采集所述的操作部分的电压信号，将其转化成相应的速度及转向信号，然后通过所述的发射部分传给所述的无人船部分；同时通过所述的接受部分接受所述的无人船部分传回的正反转模式及电机的转速与无人船的转向、电量信号；

所述的无人船部分包括：

1）执行机构；所述的执行机构功能为推动所述的无人船提供动力及相应的转向控制功能。在所述的实例中，通过防水电机加螺旋桨的方式实现动力功能，通过差速电机控制实现转向功能；