风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台及控制方法技术

本发明专利技术提供一种风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台及控制方法。搭载平台包括：支撑架、舱体、升降帆和多个浮体组件；舱体和升降帆安装在支撑架的上部，多个浮体组件安装在支撑架的底部，浮体组件包括浮体、推进器和角度调节机构，推进器设置在浮体的一端部，浮体通过角度调节机构安装在支撑架上，角度调节机构用于调节浮体相对于支撑架的偏转角度；舱体中设置有控制器、电子罗盘、GPS定位器和蓄电池，舱体的外壁上设置有太阳能电池板；电子罗盘、GPS定位器、蓄电池、太阳能电池板分别与控制器电连接，推进器和角度调节机构分别与控制器电连接。确保悬停作业的安全可靠性，提高了使用可靠性。

Wind sail-assisted multi-floating body linkage unmanned platform on water and its control method

The invention provides a sail-assisted multi-float linkage unmanned water-borne platform and a control method. The platform includes support frame, cabin body, lifting sail and floating body components; the cabin body and lifting sail are installed on the upper part of the support frame, and many floating body components are installed on the bottom of the support frame. The floating body components include floating body, propeller and angle adjusting mechanism. The propeller is located at one end of the float body, and the floating body is installed on the support frame through the angle adjusting mechanism, and the angle adjusting mechanism is used for the support frame. The deflection angle of the floating body relative to the support frame is adjusted; the cabin is equipped with a controller, an electronic compass, a GPS positioner and a storage battery, and the outer wall of the cabin is equipped with solar panels; the electronic compass, a GPS positioner, a storage battery and a solar panels are electrically connected with the controller respectively, and the propeller and the angle regulating mechanism are electrically connected with the controller respectively. It ensures the safety and reliability of hovering operation and improves the reliability of operation.

【技术实现步骤摘要】
风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台及控制方法
本专利技术涉及无人船
，尤其涉及一种风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台及控制方法。
技术介绍
随着社会和经济的不断发展，为了更好地利用海洋资源，人们加快了对海洋的探测，出现了各种各样能够搭载海上检测仪器的海上无人航行器。传统的海上无人航行器可以采用蓄电池作为动力，受蓄电池的容量所限，无人航行器的续航时间较短。为了增加无人航行器的续航时间，采用风力驱动的无人帆船被广泛的使用，无人帆船是以风力作为驱动力进行自动行驶的。但是，在实际使用过程中发现，由于受海上风力的影响，无人航行器无法在水上的原位置悬停，这对于海上悬停作业会造成不利的影响，导致使用可靠性较差。如何设计一种可以根据需要在原位悬停以满足海上作业使用要求的无人船技术是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台及控制方法，实现风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台能够在指定位置悬停以满足海上作业的要求，提高了风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台的使用可靠性。本专利技术提供的技术方案是，一种风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，包括：支撑架、舱体、升降帆和多个浮体组件；所述舱体和所述升降帆安装在所述支撑架的上部，多个所述浮体组件安装在所述支撑架的底部，所述浮体组件包括浮体、推进器和角度调节机构，所述推进器设置在所述浮体的一端部，所述浮体通过所述角度调节机构安装在所述支撑架上，所述角度调节机构用于调节所述浮体相对于所述支撑架的偏转角度；所述舱体中设置有控制器、电子罗盘、GPS定位器和蓄电池，所述舱体的外壁上设置有太阳能电池板；所述电子罗盘、所述GPS定位器、所述蓄电池、所述太阳能电池板分别与所述控制器电连接，所述推进器和所述角度调节机构分别与所述控制器电连接。进一步的，所述角度调节机构包括第一电机和传动轴，所述第一电机固定设置在所述浮体中，所述传动轴固定设置在所述支撑架的底部，所述第一电机与所述传动轴驱动连接，所述第一电机转动以带动所述浮体相对于所述支撑架转动。进一步的，所述浮体的上部设置有轴承座，所述轴承座中设置有轴承，所述传动轴设置在所述轴承的内圈，所述第一电机的外壳固定在所述轴承座上。进一步的，所述浮体上设置有安装口，所述安装口上遮盖有密封盖板，所述轴承座固定连接在所述密封盖板上，所述密封盖板上设置有轴孔，所述传动轴密封穿过所述轴孔；所述第一电机的外壳上设置有连接架，所述连接架固定连接在所述轴承座上。进一步的，所述传动轴为中空轴，所述风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台还包括滑环组件，所述滑环组件包括电连接的外滑环和内滑环，所述推进器和所述第一电机的连接线分别连接所述外滑环，所述内滑环的线缆穿过所述传动轴并与所述控制器连接。进一步的，所述升降帆包括桅杆、帆布、绳索、第二电机、第一收卷轴和第二收卷轴，所述桅杆的顶部设置有滑轮，所述桅杆的底部设置有安装架，所述第一收卷轴和所述第二收卷轴相互平行并可转动的安装在所述安装架上；所述第一收卷轴的端部设置有第一齿轮，所述第二收卷轴的端部设置有第二齿轮，所述第一齿轮与对应的所述第二齿轮之间啮合有第三齿轮；所述第二电机设置在所述安装架上并用于驱动所述第一收卷轴或所述第二收卷轴转动，所述绳索缠绕在所述第一收卷轴上，所述帆布缠绕在所述第二收卷轴上，所述绳索绕过所述滑轮与所述帆布连接。进一步的，所述桅杆的顶部还设置有分别与所述控制器连接的风向检测器和风速检测器，所述支撑架上还设置有用于驱动所述桅杆转动的驱动机构，所述驱动机构包括第三电机和蜗轮蜗杆减速器，所述第三电机的转轴与所述蜗轮蜗杆减速器的动力输入轴连接，所述桅杆的下端部可转动的安装在所述支撑架上并与所述蜗轮蜗杆减速器的动力输出轴连接。进一步的，所述浮体的横截面为翼型结构。本专利技术还提供一种上述风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台的控制方法，包括：风力航行模式、助力航行模式和悬停模式；风力航行模式下，当风速传感器检测到外界风速在设定的风速范围内时，则升起帆布以利用风力前行，同时，调整各个浮体转动以使得所述风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台沿设定轨迹前行；助力航行模式下，当风速传感器检测到外界风速超出设定的风速范围时，则收卷帆布并启动推进器前行，同时，调整各个浮体转动以使得所述风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台沿设定轨迹前行；悬停模式下，收卷帆布，同时，调整各个浮体转向悬停位置并根据电子罗盘和GPS定位器检测的信号来控制不同位置的推进器启停。进一步的，悬停模式下包括方位调整工序和位置调整工序；姿态调整工序下，控制器根据电子罗盘检测到的实时方向信息与悬停初始阶段的方向信息进行比较，然后控制对应的推进器启动使得风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台的朝向悬停初始阶段的方向；位置调整工序下，控制器根据GPS定位器检测到的实时位置信息与悬停初始阶段的位置信息进行比较，然后控制对应的推进器启动使得风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台移动到悬停初始阶段的位置。本专利技术提供的风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台及控制方法，通过在支撑架的底部配置多个可以转动的浮体组件，浮体组件能够根据使用需要通过角度调节机构来调节浮体的朝向，这样，在正常航行过程中，则多个浮体适应性的调整转动以使得搭载平台能够精确的沿设定轨迹前行，而当需要悬停时，则可以调整各个浮体朝向悬停位置处，并通过各个浮体上的推进器来保证搭载平台维持在悬停位置处，以满足在海上悬停作业的要求，确保悬停作业的安全可靠性，提高了使用可靠性。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为本专利技术风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台实施例的结构示意图；图2为本专利技术风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台实施例处于航行状态的局部示意图；图3为本专利技术风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台实施例处于悬停状态的局部示意图；图4为本专利技术风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台实施例中浮体组件的剖视图；图5为本专利技术风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台实施例中升降帆的侧视图；图6为本专利技术风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台实施例中升降帆的局部俯视图。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。如图1-图6所示，本实施例风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台包括支撑架1、舱体2、升降帆3和多个浮体组件4；舱体2和升降帆3安装在支撑架1的上部，多个浮体组件4安装在支撑架1的底部，浮体组件4包括浮体41、推进器42和角度调节机构43，推进器42设置在浮体41的一端部，浮体41通过角度调节机构43安装在支撑架1上，角度调节机构43用于调节浮体41相对于支撑架1的偏转角度；舱体2中设置有控制器（未图示）、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，包括：支撑架、舱体、升降帆和多个浮体组件；所述舱体和所述升降帆安装在所述支撑架的上部，多个所述浮体组件安装在所述支撑架的底部，所述浮体组件包括浮体、推进器和角度调节机构，所述推进器设置在所述浮体的一端部，所述浮体通过所述角度调节机构安装在所述支撑架上，所述角度调节机构用于调节所述浮体相对于所述支撑架的偏转角度；所述舱体中设置有控制器、电子罗盘、GPS定位器和蓄电池，所述舱体的外壁上设置有太阳能电池板；所述电子罗盘、所述GPS定位器、所述蓄电池、所述太阳能电池板分别与所述控制器电连接，所述推进器和所述角度调节机构分别与所述控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，包括：支撑架、舱体、升降帆和多个浮体组件；所述舱体和所述升降帆安装在所述支撑架的上部，多个所述浮体组件安装在所述支撑架的底部，所述浮体组件包括浮体、推进器和角度调节机构，所述推进器设置在所述浮体的一端部，所述浮体通过所述角度调节机构安装在所述支撑架上，所述角度调节机构用于调节所述浮体相对于所述支撑架的偏转角度；所述舱体中设置有控制器、电子罗盘、GPS定位器和蓄电池，所述舱体的外壁上设置有太阳能电池板；所述电子罗盘、所述GPS定位器、所述蓄电池、所述太阳能电池板分别与所述控制器电连接，所述推进器和所述角度调节机构分别与所述控制器电连接。2.根据权利要求1所述的风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，所述角度调节机构包括第一电机和传动轴，所述第一电机固定设置在所述浮体中，所述传动轴固定设置在所述支撑架的底部，所述第一电机与所述传动轴驱动连接，所述第一电机转动以带动所述浮体相对于所述支撑架转动。3.根据权利要求2所述的风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，所述浮体的上部设置有轴承座，所述轴承座中设置有轴承，所述传动轴设置在所述轴承的内圈，所述第一电机的外壳固定在所述轴承座上。4.根据权利要求3所述的风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，所述浮体上设置有安装口，所述安装口上遮盖有密封盖板，所述轴承座固定连接在所述密封盖板上，所述密封盖板上设置有轴孔，所述传动轴密封穿过所述轴孔；所述第一电机的外壳上设置有连接架，所述连接架固定连接在所述轴承座上。5.根据权利要求2所述的风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，所述传动轴为中空轴，所述风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台还包括滑环组件，所述滑环组件包括电连接的外滑环和内滑环，所述推进器和所述第一电机的连接线分别连接所述外滑环，所述内滑环的线缆穿过所述传动轴并与所述控制器连接。6.根据权利要求1所述的风帆助力多浮体联动无人水上搭载平台，其特征在于，所述升降帆包括桅杆、帆布、绳索、第二电机、第一收卷轴和第二收卷轴，所述桅杆的顶部设置有滑轮，所述桅杆的底部设置有安装架，所述第一收卷轴和所述第二收卷轴相互平行并可转动的安...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁鹏，司先才，谭俊哲，王树杰，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37