一种面向海洋预警的无人船制造技术

本发明专利技术一种面向海洋预警的无人船，包括：太阳能电池板、摩擦纳米发电机、船体、GPS定位导航单元、风筒、单片机、蓄电池以及数据采集单元；单片机和GPS定位导航单元设置于其中一个腔体内，蓄电池置于另一腔体内，蓄电池分别与摩擦纳米发电机、太阳能转化电能单元、GPS定位导航单元以及单片机连接，数据采集单元与单片机连接；太阳能电池板固定于腔体隔板上端，摩擦纳米发电机为设置于船体外壳外部的摩擦纳米层，船体的外壳与摩擦纳米层采用螺杆固定；数据采集单元用于采集海面数据，包括：温度传感器、气压传感器、湿度传感器、摄像头以及风速仪。本发明专利技术显著提升了无人船续航工作能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上船只领域，尤其涉及一种面向海洋预警的无人船。
技术介绍
现代航海业与海洋行业的发展受到自然界及海洋环境因素的影响和制约，复杂多变的海洋气象对船舶海上航行及海上工作者的安全构成了极大的威胁。为减少海上伤亡、消除潜在隐患，及时掌握海上第一时间海况气象信息，完善健全海上预警机制是必要的，也是当务之急的首要任务。现有技术中的海洋预警无人船存在能源供给不足的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种面向海洋预警的无人船，以克服上述技术问题。本专利技术一种面向海洋预警的无人船，包括：太阳能电池板、摩擦纳米发电机、船体、GPS定位导航单元、单片机、蓄电池以及数据采集单元；所述船体内部设有两个腔体隔板，所述单片机和所述GPS定位导航单元设置于其中一个腔体内，所述蓄电池置于另一腔体内，所述蓄电池分别与太阳能转化电能单元、所述GPS定位导航单元以及所述单片机连接，所述数据采集单元与所述单片机连接；所述太阳能电池板固定于所述腔体隔板上端，所述摩擦纳米发电机为设置于船体外壳外部的摩擦纳米层，所述船体的外壳与所述摩擦纳米层采用螺杆固定，所述太阳能电池板、所述摩擦纳米发电机分别与所述蓄电池连接；所述数据采集单元用于采集海面数据，包括：温度传感器、气压传感器、湿度传感器、摄像头以及风速仪。进一步地，还包括：用于将风能转化动能的风筒，所述风筒设置于船体上表面。进一步地，所述波浪能转化动能单元，包括：侧板、机翼片以及步进电动机；所述侧板与螺杆垂直连接，前端采用半圆形，尾端采用丁字形，下方开设有槽口，所述槽口用于挂载所述机翼片，所述机翼片后端安装所述步进电动机。进一步地，所述侧板可以为单片或者双片。进一步地，所述槽口顶端还设置有孔洞，用于加固机翼片。本专利技术利用平台能量自产自销的特性监测位置、天气状况、风压、风速、风向等信息，为海上安全保驾护航。并且通过新能源发电对机器鱼进行能源补给的方案，利用新能源发电技术不仅能够使无人船在海上执勤过程中给自身进行能源供给，而且在全球能源危机的时代为节约能源给予一定的帮助，充分地利用了太阳能、波浪能和风能这几种新能源解决了无人船水下续航的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术面向海洋预警的无人船系统原理结构示意图；图2为本专利技术面向海洋预警的无人船船体上部结构示意图；图3为本专利技术面向海洋预警的无人船船体下部结构示意图；图4为本专利技术面向海洋预警的无人船舵及舵机部分结构示意图；图5为本专利技术面向海洋预警的无人船纳米摩擦发电机结构示意图；图6为本专利技术面向海洋预警的无人船整体结构示意图。附图标号说明：1-螺杆；2-机翼片；3-侧板；4-连接圆轴；5-船壳；6-蓄电池；7-太阳能电池板1；8-风筒；9-单片机和GPS；10-摩擦电纳米发电机；11-步进电动机；12-舵片；13-导流罩；14-摩擦纳米层；15-绝缘层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术面向海洋预警的无人船系统原理结构示意图，如图所示，本实施例的无人船系统可以包括：由摩擦纳米发电机和太阳能电池板组成的新能源系统，通过整流器将海洋能和太阳能转化为电能存储在蓄电池中，用于数据采集、方向控制等独立单元的能量供应。船底机翼片构成的主动力单元，将波浪动能转化为前进动能，提供无人船主要行驶动力。图6为本专利技术面向海洋预警的无人船整体结构示意图，如图6所示，本实施例的无人船可以包括：船体包括船壳5、风筒8、单片机和GPS9、太阳能电池板(两块)7、蓄电池6。所述船体的内部设有两块腔体隔板(图中前后两部分)，用于密封两块腔体隔板之间的区域；船体内部的两块腔体隔板之间的区域，装设有蓄电池6、单片机和GPS9，且单片机与蓄电池6连接，蓄电池6用于向单片机和GPS9提供电能；船体的上部还安装有密封盖(由于太阳能板的缘故图中未显示)，用于将船体的内部密封。所述太阳能电池板设有两块，即第一太阳能电池板7和第二太阳能电池板，第一太阳能电池板7和第二太阳能电池板分别通过紧固螺钉固定连接在船体上部。船体上增加一个摩擦电纳米发电机装置10，当船体与海水冲击时，无人船会产生振动，摩擦电纳米发电机10中的聚合物薄片内表面由于摩擦电效应，从而产生一定量的交流电，将产生的电能存入蓄电池，为单片机和GPS9供电；GPS用于向单片机提供无人船的位置数据，船体整体的后方还安装有风筒8，用于提供无人船的动力并固定其前进方向。船体上部结构如图2所示。具体来说，在船体螺杆上方安装摄像监控系统，向岸端传送实时画面或照片，蓄电池供电，单片机控制器进行岸端控制；检测当前的水流矢量数据，并结合当前无人船的航行矢量数据进行矢量计算，计算得出水流实际流速和水流实际方向；可以在船壳底部安装水温传感器，蓄电池供电，监测当地水温；在船上适当增加气温传感器、气压传感器、湿度传感器和风速仪类似这类监测仪器，起到预警作用。进一步地，所述波浪能转化动能单元，包括：侧板、机翼片以及步进电动机；所述侧板与螺杆垂直连接，前端采用半圆形，尾端采用丁字形，下方开设有槽口，所述槽口用于挂载所述机翼片，所述机翼片后端安装所述步进电动机。进一步地，所述侧板可以为单片或者双片。进一步地，所述槽口顶端还设置有孔洞，用于加固机翼片。具体来说，如图3至图4所示，波浪能转化动能单元包括侧板3、固定螺杆1、机翼片2。所述采用薄板，侧板3头部采用半圆形设计，尾部采用“丁”字形设计；侧板3的下方开有槽口，用于减少侧向阻力以及提供挂载空间，槽口后方采用半圆形设计，前方采用弧形设计，弧形半径与侧板3头部相同；侧板3的槽口上方设有孔洞，用于安装固定机翼片。侧板3设有单片或者双片(图中为单片)，侧板采用四根固定螺杆对称连接固定。本实施例所述机翼片共设有10片，均为外侧机翼片2；外侧机翼片2分别对称设置在侧板3的外侧，且机翼片采用机翼片组结构与侧板3垂直连接。如图2所示，所述机翼片组结构包括连接圆轴4、扭簧、轴承(图中未展现)，两片外侧机翼片2的两端通过紧固螺钉各固定有两个连接圆轴4，两片外侧机翼片2分别通过紧固螺钉，利用连接圆轴4各自固定在侧板3的两端。带有扭簧的连接圆轴4穿过侧板3上相应位置的孔洞，利用固定在侧板3上的轴承与侧板3紧固在一起，使机翼片组结构与侧板3连接，保证机翼片的位置的相对固定。机翼后侧安装有步进电动机11和舵片12，步进电动机11由蓄电池6供电，带动舵片12进行工作，控制行驶方向，从而实现无人船的转向调整。整个过程，无外部能量供给，完全依靠机械结构将波浪能转换为向前的推力。如图5所示，进一步地，还包括：与所述蓄电池连接的摩擦纳米发电机；所述摩擦纳米发电机为设置于船体外壳外部的摩擦纳米层，所述船体的外壳与所述摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向海洋预警的无人船，其特征在于，包括：太阳能电池板、摩擦纳米发电机、船体、GPS定位导航单元、单片机、蓄电池以及数据采集单元；所述船体内部设有两个腔体隔板，所述单片机和所述GPS定位导航单元设置于其中一个腔体内，所述蓄电池置于另一腔体内，所述蓄电池分别与太阳能转化电能单元、所述GPS定位导航单元以及所述单片机连接，所述数据采集单元与所述单片机连接；所述太阳能电池板固定于所述腔体隔板上端，所述摩擦纳米发电机为设置于船体外壳外部的摩擦纳米层，所述船体的外壳与所述摩擦纳米层采用螺杆固定，所述太阳能电池板、所述摩擦纳米发电机分别与所述蓄电池连接；所述数据采集单元用于采集海面数据，包括：温度传感器、气压传感器、湿度传感器、摄像头以及风速仪。

【技术特征摘要】
1.一种面向海洋预警的无人船，其特征在于，包括：太阳能电池板、摩擦纳米发电机、船体、GPS定位导航单元、单片机、蓄电池以及数据采集单元；所述船体内部设有两个腔体隔板，所述单片机和所述GPS定位导航单元设置于其中一个腔体内，所述蓄电池置于另一腔体内，所述蓄电池分别与太阳能转化电能单元、所述GPS定位导航单元以及所述单片机连接，所述数据采集单元与所述单片机连接；所述太阳能电池板固定于所述腔体隔板上端，所述摩擦纳米发电机为设置于船体外壳外部的摩擦纳米层，所述船体的外壳与所述摩擦纳米层采用螺杆固定，所述太阳能电池板、所述摩擦纳米发电机分别与所述蓄电池连接；所述数据采集单元用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏义，朱鹏莅，马梓然，李博，张靖，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21