本实用新型专利技术公开了无人船平衡及远程可视化监控装置，包括船体，船体内有配重机构，船体侧面有平衡机构，配重机构包括配重块和能够驱动配重块沿X向或Z向移动传送组件，平衡机构包括平衡板、连接件和调节组件，连接件的一端设于船体侧面，另一端通过连接轴与平衡板相连，调节组件能够驱动平衡板绕连接轴转动；传送组件、调节组件均与控制单元相连接；船体配置有信息采集单元，包括重力传感器、加速度计、角度传感器；控制单元、信息采集单元均通过无线网络与远程监控单元通信连接。本实用新型专利技术船体稳定性好、可以防侧翻、能够自扶正，并且能耗低，适于水面作业。适于水面作业。适于水面作业。
【技术实现步骤摘要】
无人船平衡及远程可视化监控装置
[0001]本技术属于无人船
，具体涉及一种无人船平衡及远程可视化监控装置。
技术介绍
[0002]无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，具有体量小、速度快、吃水浅的优势，其用途多为测绘、水文和水质监测。
[0003]授权公告号为CN 209441576 U的技术专利公开了一种用于无人船的智能平衡装置，船体内设有控制器、中央处理器、重心传感器，重心传感器与中央处理器有连接，中央处理器与控制器有连接，船体内前后两侧分别设有螺杆，螺杆左右两端分别螺纹安装螺母，螺母下方均设有配重块，螺母顶面分别固定连接伸缩杆固定端，伸缩杆活动端均与船体内壁固定连接，配重块移动能够抵消船体重心的位置变化，保持装置的平稳。该技术结构简单，能够及时调整船体重心，改善无人船工作时的平衡姿态，避免发生大角度倾斜甚至侧翻。
[0004]授权公告号为CN 109436233 B的专利技术专利，公开了一种无人监测船减摇装置船体的船首处设有破流体，在无人船行进过程中起到破浪的效果，降低波浪与船首处的船体接触，船体两侧均设有对应的减摇板，减摇板与收放机构配合连接，可对无人船行驶过程中无人船附近的波浪起到消除作用，提高无人船在水中的稳定性。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种稳定性好、防侧翻、防倾覆、能够自扶正的，并且能耗低的无人船平衡及远程可视化监控装置。
[0006]本技术为实现上述目的所采取的技术方案为：<br/>[0007]无人船平衡及远程可视化监控装置，包括船体，船体内配置有配重机构，配重机构包括配重块和传送组件，传送组件能够驱动配重块沿X向往返移动或沿Z向往返移动；配重机构设置在船体的内部，通过传送组件移动配重块在船体内部的空间位置，以调整船体的重心位置。船体在水中受到水流或波浪的影响而摇摆时，可以沿X向调整配重块的横向位置，以平衡船体，增强稳定性，沿Z向调节配重块在竖直方向上的高度，可以防止船体倾覆。一旦船体在大风大浪等恶劣环境中倾覆后，调节配重块在竖直方向上的高度，使船体的重心在竖直方向上远离浮心，倾覆后船体稳性差，难以继续维持倾覆状态，实现船体的自扶正。
[0008]船体的侧面配置有平衡机构，平衡机构包括平衡板、连接件和调节组件，连接件的一端设于船体的侧面，连接件的另一端通过连接轴与平衡板的一侧边缘相连，调节组件能够驱动平衡板绕连接轴转动；如此，平衡板能在一定范围内旋转，可以与水面形成一定的夹角。当平衡板与水面之间夹角较小时可以对水中的波浪起到消浪的作用，降低船体摇晃幅
度，增强稳定性，防止船体侧翻。当平衡板与水面之间接近垂直时，平衡板可以起到破流体的作用，提高船体的航行速度，降低能耗。将平衡板的前端设置为流线型尖端，增强破流效果，降低水流阻力。
[0009]传送组件、调节组件均与控制单元相连接；船体上配置有信息采集单元，信息采集单元包括配置于船体的重力传感器、加速度计，以及配置于平衡板的角度传感器；控制单元、信息采集单元均通过无线网络与远程监控单元通信连接。
[0010]采用上述技术方案，通过配重机构和平衡机构的配合实现船体的平衡，降低船体摇晃幅度，防止侧翻，增强稳定性，并能够应对极端环境，实现船体自扶正。通过信息采集单元实时采集船体的状态数据，经过数据转化可将相关信息反馈至远程监控单元，便于操作人员远程监控，分析船体的位置、航向、行驶速度以及稳定状态等。重力传感器测量由于重力引起的加速度，再结合加速度计采集的数据，可以计算出船体的倾斜角度，当该角度小于预设角度时，可以判断船体处于平稳状态，当该角度大于预设角度时，可以判断船体处于不平稳状态。分析重力传感器以及加速度计的数据，结合船体的运行状态，操作人员还可以根据实际状况通过远程监控单元向控制单元下达指令，操控船体的运行状态。角度传感器可以测量平衡板与水平面之间的夹角，可以辅助引导操作人员调整船体。
[0011]根据本技术一实施方式，传送组件包括沿X向延伸的第一导轨、沿Z向延伸的第二导轨以及支撑板，第一导轨设置在支撑板上，配重块能够沿第一导轨往返移动，支撑板能够沿第二导轨往返移动。如此，可以实现配重块在一定空间内的位置调整。进一步的，第一导轨与第二导轨均可与导向杆配合使用，提高配重块移动方向的精准度，确保船体的处于平稳状态。
[0012]根据本技术一实施方式，第一导轨为X向延伸的丝杆，第二导轨为Z向延伸的丝杆，配重块与第一导轨的螺母相配合，支撑板与第二导轨的螺母相配合，丝杆与伺服电机的输出端相连接，伺服电机与控制单元相连接。
[0013]根据本技术一实施方式，第一导轨为X向延伸的齿条，配重块设置有与第一导轨啮合的齿轮，第二导轨为Z向延伸的齿条，支撑板设置有与第二导轨相啮合的齿轮，齿轮与伺服电机的输出端轴连接，伺服电机与控制单元相连接。
[0014]采用丝杆的螺杆与螺母的配合或者齿轮与齿条的配合，将伺服电机的旋转运动转化为配重块的直线运动，具有结构简单、动作灵敏的特点，并且可以实现精准定位，提高船体稳定性。
[0015]根据本技术一实施方式，调节组件包括电动滚轮和绳体，电动滚轮固定在船体的侧壁上，绳体的一端与电动滚轮相连，另一端与平衡板相连；电动滚轮与伺服电机的输出端相连，伺服电机与控制单元相连接。如此，伺服电机可以根据控制单元的指令驱动电动滚轮转动，对绳体或收或放，平衡板在绳体的带动下绕连接轴转动，从而可以根据无人船的行驶需要调节平衡板与水面之间的夹角。
[0016]船体处于停泊状态时，向下放绳体，使平衡板与水面之间夹角较小，可以起到消浪的作用。具体的，当平衡板与水面之间夹角在3
°
以内时，可以减弱水面波浪的翻动，减轻船体的摇晃，防止侧翻。船体航行时，使平衡板与水平之间夹角接近垂直，可以起到破浪的效果，降低阻力，降低能耗。
[0017]根据本技术一实施方式，平衡板包括活动翼和固定翼，活动翼通过旋转轴连
接在固定翼的后端，活动翼能够绕旋转轴转动；固定翼上一个靠近活动翼的边缘与连接轴滚动连接。如此，固定翼可以带动活动翼同步围绕连接轴转动。
[0018]船体在水面停泊时，使活动翼与固定翼在同一平面内延展，平衡板处于无弯折状态，固定翼在绕连接轴转动时可以带动活动翼在船体的侧面上下翻转，待平衡板与水面之间夹角较小时，可以起到消浪的作用。平衡板与水面的接触面积大，增加船体与水面的接触面积，防止船体晃动，增强稳定性。
[0019]船体行驶过程中，由于无人船的排水量较小，需要不断操作来维持航向。在船体两侧对称的设置平衡板，船体行驶过程中使固定翼与水平之间夹角接近垂直，活动翼绕旋转轴左右摆动，可以抗击水体对船体的冲击。在不发生偏转时，船体左右两侧的活动翼以相同频率和幅度往返转动，可大幅度增强船体的航向稳定性；而船体在一定角度内偏转时，分别调整船体两侧活动翼的转向和转速，可以不断调整船体的转向，增强船体的回转性，保持平稳航行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.无人船平衡及远程可视化监控装置，包括船体(100)，其特征在于，所述船体(100)内配置有配重机构，所述配重机构包括配重块(10)和传送组件，所述传送组件能够驱动所述配重块(10)沿X向往返移动或沿Z向往返移动；所述船体(100)的侧面配置有平衡机构，所述平衡机构包括平衡板(20)、连接件(21)和调节组件，所述连接件(21)的一端设于所述船体(100)的侧面，所述连接件(21)的另一端通过连接轴(23)与所述平衡板(20)的一侧边缘相连，所述调节组件能够驱动所述平衡板(20)绕所述连接轴(23)转动；所述传送组件、所述调节组件均与控制单元相连接；所述船体(100)上配置有信息采集单元，所述信息采集单元包括配置于船体(100)的重力传感器(103)、加速度计(104)，以及配置于所述平衡板(20)的角度传感器；所述控制单元、所述信息采集单元均通过无线网络与远程监控单元通信连接。2.根据权利要求1所述的无人船平衡及远程可视化监控装置，其特征在于，所述传送组件包括沿X向延伸的第一导轨(11)、沿Z向延伸的第二导轨(12)以及支撑板(13)，所述第一导轨(11)设置在所述支撑板(13)上，所述配重块(10)能够沿所述第一导轨(11)往返移动，所述支撑板(13)能够沿所述第二导轨(12)往返移动。3.根据权利要求2所述的无人船平衡及远程可视化监控装置，其特征在于，所述第一导轨(11)为X向延伸的丝杆，所述第二导轨(12)为Z向延伸的丝杆，所述配重块(10)与所述第一导轨(11)的螺母相配合，所述支撑板(13)与所述第二导轨(12)的螺母相配合，所述丝杆与伺服电机(7)的输出端相连接，所述伺服电机(7)与所述控制单元相连...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乃锋，张文文，王可新，李天一，郭培显，周欣蔚，张洪刚，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：新型
国别省市：
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