雙m五體無人船的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙M五體無人船，包括船體，船體上設有控制器以及分別與控制器連接的導航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和避障系統(tǒng)；船體由碳纖維壓膜制成，船體造型采用雙M五體結構，船體表面采用多角度棱面設計且所有棱面之間兩兩不平行。該無人船航速高、穩(wěn)定性好、隱蔽性好，適合完成海域巡邏任務。
【專利說明】
雙M五體無人船
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種雙M五體無人船。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的港口巡邏、海域作業(yè)基本由人工駕駛船按需執(zhí)行，工作量大，危險性高，難以全天候持續(xù)作業(yè);而一般無人船(多采用單體船型，由鋼板/玻璃鋼等材料制成)負重大、強度小，僅能在內河湖泊慢速短程工作，在海域風浪中穩(wěn)定性不高，易發(fā)生傾覆，不適合完成海域巡邏任務，難以響應海域作業(yè)時“隱身、穩(wěn)定、高速、持久”等特性需求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種雙M五體無人船，該無人船航速高、穩(wěn)定性好、隱蔽性好，適合完成海域巡邏任務。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種雙M五體無人船，包括船體，船體上設有(可編程)控制器以及分別與(可編程)控制器連接的導航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和避障系統(tǒng);船體由(加強型)碳纖維壓膜制成，船體造型采用雙M五體結構，船體表面采用多角度棱面設計且所有棱面之間兩兩不平行。
[0005]進一步地，船體前部左右各對稱的分布有大、小兩個側翼。
[0006]進一步地，船體表面設有迷彩外型。
[0007]進一步地，導航系統(tǒng)包括GNSS導航設備和慣性測量設備;慣性測量設備包括信號處理芯片以及分別與信號處理芯片連接的三軸電子羅盤、智能陀螺儀和三軸加速度傳感器，GNSS導航設備和信號處理芯片分別與(可編程)控制器連接。
[0008]進一步地，通訊系統(tǒng)包括數(shù)傳電臺、(基于LTE的)網(wǎng)絡電臺和北斗通訊設備，其中，數(shù)傳電臺天線、(基于LTE的)網(wǎng)絡電臺天線和北斗天線均安裝在無人船頂部。
[0009 ]進一步地，動力系統(tǒng)包括大容量電池組、燃料箱、柴油發(fā)動機、噴栗和舵機;噴栗分別設在船體尾部的兩側，柴油發(fā)動機通過萬向軸與噴栗的動力機構連接，舵機與噴栗的轉向機構連接，柴油發(fā)動機和舵機分別與(可編程)控制器連接，燃料箱為柴油發(fā)動機提供燃料，大容量電池組為艦載設備提供電源。
[0010]進一步地，避障系統(tǒng)包括(通過總線)分別與(可編程)控制器連接的前視聲吶、多波束聲吶、側掃聲吶、數(shù)字雷達、激光雷達和AIS避障設備，前視聲吶設在船體底部前側，多波束聲吶和側掃聲吶設在船體底部底側，數(shù)字雷達、激光雷達和AIS避障設備設在船體頂部。
[0011]進一步地，船體頂部設有與(可編程)控制器連接的氣象站、語音設備、告警設備、燈光設備和攝像設備;攝像設備包括設在船體前部的副攝像頭和主攝像頭以及設在船體尾部的艦尾攝像頭;燈光設備包括設在船體前面的探照燈和設在船體側面的航行燈。
[0012]進一步地，船體甲板上設有自動絞車，自動絞車的活動端與下潛設備連接，下潛設備上設有油污探測器，自動絞車和油污探測器分別與(可編程)控制器連接。
[0013]進一步地，所述雙M五體無人船還設有能源管理系統(tǒng)和智能消防系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)和智能消防系統(tǒng)分別與(可編程)控制器連接。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
(可編程)控制器(采用內部總線和通訊板卡)統(tǒng)一管理通訊、導航、動力、避障等系統(tǒng)設備，接收各設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行信息，并(通過接口)向各設備發(fā)送控制指令，采用(可編程)控制器進行集中管理，提升了無人船的整體運行穩(wěn)定性，保證了海域作業(yè)能力;一般(可編程)控制器都具備數(shù)據(jù)存儲、錄波回放功能，不僅能保存采樣的數(shù)據(jù)，還能記錄作業(yè)過程各項數(shù)據(jù)，并通過通訊系統(tǒng)與測控中心形成聯(lián)動;船體采用碳纖維材料具有極佳的船身強度，相比鋼板、玻璃鋼等材料的船型，更能滿足高航速時，抗強沖擊力的強度和韌性要求;雙M船型能夠良好的抑制船首波的產生，能在快速航行時產生氣墊效應，利用空氣流體動力抬升船體，進一步減小阻力，提升航行速度;采用五體結構，增大了甲板面積，可以裝載更多艦載設備，同時具有更加優(yōu)越的浮性和穩(wěn)性、耐波性、機動性和隱身性;船體表面獨特的棱面設計，可有效躲避雷達波照射，具有良好的隱蔽性能。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施例的結構示意圖。
[0016]圖2是圖1的右視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實施例的立體圖。
[0018]圖1中:1-船體;2-控制器;3-AIS避障設備;4_柴油發(fā)動機;5_噴栗;6_舵機;7-語音設備;8-側掃聲吶;9-多波束聲吶；10-前視聲吶；11-智能消防系統(tǒng)；12-能源管理系統(tǒng)；13-油污探測器；14-自動絞車；15-智能陀螺儀；16-副攝像頭；17-激光雷達；18-數(shù)字雷達；19-探照燈;20-主攝像頭;21-數(shù)傳電臺天線；22-網(wǎng)絡電臺天線;23-氣象站;24-北斗天線;25-航行燈;26-網(wǎng)絡電臺；27-數(shù)傳電臺；28-告警設備；29-艦尾攝像頭；30-GNSS導航設備;31-大側翼;32-小側翼。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0020]如圖1所示，一種雙M五體無人船，包括船體I，船體I上設有(可編程)控制器2以及分別與(可編程)控制器2連接的導航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和避障系統(tǒng);船體I由(加強型)碳纖維壓膜制成，如圖2和圖3所示，船體I造型采用雙M五體結構，船體I表面采用多角度棱面設計且所有棱面之間兩兩不平行。
[0021](可編程)控制器2(采用內部總線和通訊板卡)統(tǒng)一管理通訊、導航、動力、避障等系統(tǒng)設備，接收各設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行信息，并(通過接口)向各設備發(fā)送控制指令，采用(可編程)控制器2進行集中管理，提升了無人船的整體運行穩(wěn)定性，保證了海域作業(yè)能力；一般(可編程)控制器2都具備數(shù)據(jù)存儲、錄波回放功能，不僅能保存采樣的數(shù)據(jù)，還能記錄作業(yè)過程各項數(shù)據(jù)，并通過通訊系統(tǒng)與測控中心形成聯(lián)動;船體I采用碳纖維材料具有極佳的船身強度，相比鋼板、玻璃鋼等材料的船型，更能滿足高航速時，抗強沖擊力的強度和韌性要求;雙M船型能夠良好的抑制船首波的產生，能在快速航行時產生氣墊效應，利用空氣流體動力抬升船體I，進一步減小阻力，提升航行速度;采用五體結構，增大了甲板面積，可以裝載更多艦載設備，同時具有更加優(yōu)越的浮性和穩(wěn)性、耐波性、機動性和隱身性;船體I表面獨特的棱面設計，可有效躲避雷達波照射，具有良好的隱蔽性能。
[0022]如圖2所示，船體I前部左右各對稱的分布有大、小兩個側翼(31和32)。大、小兩個側翼(31和32)能減輕高速航行時的顛簸現(xiàn)象，能增加高速急轉彎時的平穩(wěn)性，提供了航行穩(wěn)定性和抗風浪性，為需要平穩(wěn)狀態(tài)的艦載設備提供了正常工作的保障。
[0023]在本實施例中，船體I表面設有迷彩外型，增加可視距離的隱身性。
[0024]如圖1所示，在本實施例中，導航系統(tǒng)包括GNSS導航設備30和慣性測量設備;慣性測量設備包括信號處理芯片以及分別與信號處理芯片連接的三軸電子羅盤、智能陀螺儀15和三軸加速度傳感器，GNSS導航設備30和信號處理芯片分別與(可編程)控制器2連接。GNSS導航設備30采用的是全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)，能接受GPS、GLONASS、Galileo、北斗的導航服務；三軸加速度傳感器用于感應XYZ (立體空間三個方向，前后、左右、上下)軸向上的加速，智能陀螺儀15分別感應Roll(左右傾斜)、Pitch(前后傾斜)、Yaw(左右搖擺)的全方位動態(tài)信息(三軸加速度傳感器是檢測橫向加速度的，智能陀螺儀15是檢測角度旋轉和平衡)，三軸電子羅盤即數(shù)字指南針，用于檢測方向。
[0025]如圖1所示，在本實施例中，通訊系統(tǒng)包括數(shù)傳電臺27、(基于LTE的)網(wǎng)絡電臺26和北斗通訊設備，其中，數(shù)傳電臺天線21、(基于LTE的)網(wǎng)絡電臺天線11和北斗天線24均安裝在無人船頂部。采用三種通訊設備，適應不同場合，(基于LTE的)網(wǎng)絡電臺26負責視頻圖像數(shù)據(jù)遠距離傳輸。
[0026]如圖1所示，在本實施例中，動力系統(tǒng)包括大容量電池組、燃料箱、柴油發(fā)動機4、噴栗5和舵機6;噴栗5分別設在船體I尾部的兩側，柴油發(fā)動機4通過萬向軸與噴栗5的動力機構連接，舵機6與噴栗5的轉向機構連接，柴油發(fā)動機4和舵機6分別與(可編程)控制器2連接，燃料箱為柴油發(fā)動機4提供燃料，大容量電池組為艦載設備提供電源。柴油發(fā)動機4通過萬向軸向噴栗5傳輸動力，方便控制柴油發(fā)動機4的安裝位置，便于調節(jié)船體I重心，減小了旋轉振動;噴栗5采用噴水的方式進行推進、噪聲小，可滿足在多水草、漁網(wǎng)，淺水、狹小的水域進行靈活的操控，亦方便救援或靠近碼頭、母船等;采用兩組噴栗5，在舵機6的作用下可以實現(xiàn)現(xiàn)旋轉、左右平移、動力定位等動作。
[0027]在本實施例中，發(fā)動機固定處設置有減震裝置并在動力艙室壁設置特殊的吸音材料。
[0028]如圖1所示，在本實施例中，避障系統(tǒng)包括(通過總線)分別與(可編程)控制器2連接的前視聲吶10、多波束聲吶9、側掃聲吶8、數(shù)字雷達18、激光雷達17和AIS避障設備3，前視聲吶10設在船體I底部前側，多波束聲吶9和側掃聲吶8設在船體I底部底側，數(shù)字雷達18、激光雷達17和AIS避障設備3設在船體I頂部。采用多組聲吶和多種雷達配合，實現(xiàn)全方位、立體式的避障。
[0029]如圖1所示，在本實施例中，船體I頂部設有與(可編程)控制器2連接的氣象站23、語音設備7、告警設備28、燈光設備和攝像設備;攝像設備包括設在船體I前部的副攝像頭16和主攝像頭20以及設在船體I尾部的艦尾攝像頭29;燈光設備包括設在船體I前面的探照燈18和設在船體I側面的航行燈25。氣象站23用于收集無人船所在區(qū)域的氣象信息，語音設備7可以接收外部聲音，告警設備28用于向附近船舶告警，探照燈18用于夜間或多霧情況下的照明，航行燈25用于在夜間或多霧情況下想其它船舶機械燈光警示，副攝像頭16、主攝像頭20和艦尾攝像頭29可以對無人船進行全方位的攝像。
[0030]如圖1所示，在本實施例中，船體I甲板上設有自動絞車14，自動絞車14的活動端與下潛設備連接，下潛設備上設有油污探測器13，自動絞車14和油污探測器13分別與(可編程)控制器2連接。自動絞車14可以帶動下潛設備入海并通過油污探測器13探測油污，有利于海域環(huán)境采集和監(jiān)測。
[0031]如圖1所示，在本實施例中，該無人船還設有能源管理系統(tǒng)12和智能消防系統(tǒng)11，能源管理系統(tǒng)和智能消防系統(tǒng)11分別與(可編程)控制器2連接。能源管理系統(tǒng)12可以優(yōu)化能源配置，減少能源浪費，智能消防系統(tǒng)11用于安全監(jiān)控和消防。
[0032]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種雙M五體無人船，其特征在于:包括船體，船體上設有控制器以及分別與控制器連接的導航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和避障系統(tǒng);船體由碳纖維壓膜制成，船體造型采用雙M五體結構，船體表面采用多角度棱面設計且所有棱面之間兩兩不平行。2.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:船體前部左右各對稱的分布有大、小兩個側翼。3.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:船體表面設有迷彩外型。4.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:導航系統(tǒng)包括GNSS導航設備和慣性測量設備;慣性測量設備包括信號處理芯片以及分別與信號處理芯片連接的三軸電子羅盤、智能陀螺儀和三軸加速度傳感器，GNSS導航設備和信號處理芯片分別與控制器連接。5.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:通訊系統(tǒng)包括數(shù)傳電臺、網(wǎng)絡電臺和北斗通訊設備，其中，數(shù)傳電臺天線、網(wǎng)絡電臺天線和北斗天線均安裝在無人船頂部。6.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:動力系統(tǒng)包括大容量電池組、燃料箱、柴油發(fā)動機、噴栗和舵機;噴栗分別設在船體尾部的兩側，柴油發(fā)動機通過萬向軸與噴栗的動力機構連接，舵機與噴栗的轉向機構連接，柴油發(fā)動機和舵機分別與控制器連接，燃料箱為柴油發(fā)動機提供燃料，大容量電池組為艦載設備提供電源。7.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:避障系統(tǒng)包括分別與控制器連接的前視聲吶、多波束聲吶、側掃聲吶、數(shù)字雷達、激光雷達和AIS避障設備，前視聲吶設在船體底部前側，多波束聲吶和側掃聲吶設在船體底部底側，數(shù)字雷達、激光雷達和AIS避障設備設在船體頂部。8.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:船體頂部設有與控制器連接的氣象站、語音設備、告警設備、燈光設備和攝像設備;攝像設備包括設在船體前部的副攝像頭和主攝像頭以及設在船體尾部的艦尾攝像頭;燈光設備包括設在船體前面的探照燈和設在船體側面的航行燈。9.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:船體甲板上設有自動絞車，自動絞車的活動端與下潛設備連接，下潛設備上設有油污探測器，自動絞車和油污探測器分別與控制器連接。10.如權利要求1所述的雙M五體無人船，其特征在于:所述雙M五體無人船還設有能源管理系統(tǒng)和智能消防系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)和智能消防系統(tǒng)分別與控制器連接。
【文檔編號】B63B3/00GK105905248SQ201610253590
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】劉飛, 池曉陽, 張保平, 李剛, 楊詠林, 張?zhí)靷b
【申請人】四方繼保（武漢）軟件有限公司