高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，包括综合控制系统、被动减摇装置、主动减摇装置和惯性导航设备；被动减摇装置，用于实现被动式的舰艇减摇；主动减摇装置，用于实现主动式的舰艇减摇；惯性导航设备，用于获取无人艇的运动姿态数据；综合控制系统，用于根据惯性导航设备传入的舰艇运动姿态数据智能控制主动减摇装置和被动减摇装置进行减摇动作。本发明专利技术为智能的、主被动相结合的综合减摇系统，兼备主动减摇与被动减摇优点的同时又能弥补相关不足，经过综合智能控制可以使被动减摇装置和主动减摇装置同时执行减摇动作，为艇体提供运动阻尼，降低运动幅值，从而使无人艇在各种航速和海况下均有比较好的减摇效果。摇效果。摇效果。

【技术实现步骤摘要】
高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统


[0001]本专利技术属于船舶减摇
，特别是一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统。

技术介绍

[0002]小尺度无人艇在恶劣海况下航行时易受风浪流等外界因素的影响，较易产生纵摇、横摇、升沉等6个自由度的运动响应，打破了艇体运动的平衡状态，剧烈的运动响应会导致艇体结构受损或艇载设备不能正常工作，严重者会导致无人艇无法完成使命任务。为降低船舶的在波浪中的运动响应，具备正常航行与工作的能力，目前较为常见的减摇方式通常为通过舭龙骨、减摇水舱、减摇舵等单一的、被动式的减摇装置实现船舶在某一范围海况下的减摇，很少是针对恶劣海况下减摇设计，具有一定的局限性和被动性。
[0003]传统减摇方式存在以下的不足：
[0004]1)减摇装置易产生附加阻力，不适合小尺度无人艇航向与航速控制。
[0005]2)减摇方式为被动减摇，不适合高海况下船舶减摇。
[0006]3)减摇方式较单一，综合减摇效果较差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统。
[0008]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，所述系统包括综合控制系统，以及与该综合控制系统相连的被动减摇装置、主动减摇装置和惯性导航设备；
[0009]所述被动减摇装置，与艇体结构固定连接，用于实现被动式的舰艇减摇；
[0010]所述主动减摇装置，作为减摇附体安装在艇体结构上或舱室空间内，用于实现主动式的舰艇减摇；
[0011]所述惯性导航设备，用于获取无人艇的运动姿态数据，为综合控制系统提供参数输入，通过艇体的运动响应和运动姿态对艇体产生反向阻尼进而降低运动幅值；
[0012]所述综合控制系统，用于根据惯性导航设备传入的舰艇运动姿态数据智能控制主动减摇装置和被动减摇装置进行减摇动作；
[0013]小型无人艇在高海况下工作航行时，被动减摇装置与主动减摇装置可同时进行艇体减摇，为艇体提供运动阻尼，降低运动幅值，具有可靠性高，减摇效果好的特点。
[0014]进一步地，所述被动减摇装置包括T型减摇水翼、可收放式垂直鳍舵；
[0015]所述T型减摇水翼，用于在艇体航行过程中水翼面板划割水体，通过泄涡产生垂向的阻尼运动；
[0016]所述可收放式垂直鳍舵，当小型无人艇在高海况下航行时，通过综合控制系统对可收放式垂直鳍舵进行释放，鳍舵横截面产生横向阻尼以降低艇体的横摇运动幅值；当垂
直鳍舵不参与无人艇减摇时，通过综合控制系统对可收放式垂直鳍舵进行回收，回收后可收放式垂直鳍舵与艇体外型共型。
[0017]进一步地，所述T型减摇水翼安装在艇体艏部，所述可收放式垂直鳍舵安装在艇体舯部。
[0018]进一步地，所述主动减摇装置包括截流板、减摇陀螺；
[0019]所述截流板，用于调节无人艇航行过程中的纵倾，且其本身在纵向运动中产生阻尼，减小艇体的纵摇幅值；
[0020]所述减摇陀螺，通过转子旋转产生的回复力降低无人艇的横摇运动幅值。
[0021]进一步地，所述截流板包括左舷截流板和右舷截流板，采用左右两侧对称安装，所述左舷截流板和右舷截流板差动可产生横向的扭转力矩，通过调整扭转力矩与运动响应的相位差，降低无人艇横摇运动幅值。
[0022]进一步地，所述左舷截流板、右舷截流板分别安装在艇体尾封板左舷、右舷，且突出于尾封板之外。
[0023]进一步地，所述左舷截流板、右舷截流板伸出尾封板的高度可调，通过调节两者的高度产生所述横向的扭转力矩。
[0024]进一步地，所述减摇陀螺安装在艇体摇摆中心附近的设定范围内。
[0025]进一步地，所述惯性导航设备安装在艇体摇摆中心或减摇陀螺附近的设定范围内。
[0026]进一步地，所述综合控制系统布置在无人艇控制舱室内，根据惯性导航设备采集的无人艇的纵横摇角度、加速度及艏甲板上浪次数参数输入智能控制启动主动减摇装置，增大无人艇纵横摇阻尼，降低无人艇的纵横摇运动幅值。
[0027]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0028]1)采用主动被综合减摇方式，且被动减摇装置与主动减摇装置可同时工作，提高了减摇效果。
[0029]2)可根据无人艇运动姿态和摇荡姿态，智能控制减摇装置进行减摇工作。
[0030]3)因减摇装置通过综合控制系统进行释放与工作，在不参与减摇工作时，减摇装置回收到艇体舱室内部，故不产生额外的附体阻力。
[0031]4)系统具有可靠性高和误差率小的特点，适用于小尺度无人艇在高海况下航行时使用，具有较高的经济价值和应用价值。
[0032]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0033]图1是综合减摇系统原理图。
[0034]图2是综合减摇系统组成图。
[0035]图3是T型减摇水翼示意图。
[0036]图4是可收放式垂直鳍舵示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0038]在一个实施例中，结合图1和图2，提供了一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，所述系统包括综合控制系统，以及与该综合控制系统相连的被动减摇装置、主动减摇装置和惯性导航设备；
[0039]所述被动减摇装置，与艇体结构固定连接，用于实现被动式的舰艇减摇；
[0040]所述主动减摇装置，作为减摇附体安装在艇体结构上或舱室空间内，用于实现主动式的舰艇减摇；
[0041]所述惯性导航设备，用于获取无人艇的运动姿态数据，为综合控制系统提供参数输入，通过艇体的运动响应和运动姿态对艇体产生反向阻尼进而降低运动幅值；
[0042]所述综合控制系统，用于根据惯性导航设备传入的舰艇运动姿态数据智能控制主动减摇装置和被动减摇装置进行减摇动作；
[0043]小型无人艇在高海况下工作航行时，被动减摇装置与主动减摇装置可同时进行艇体减摇，为艇体提供运动阻尼，降低运动幅值，具有可靠性高，减摇效果好的特点。
[0044]进一步地，在其中一个实施例中，被动减摇装置主要包括T型减摇水翼(如图3所示)和可收放式垂直鳍舵(如图4所示)。
[0045]T型减摇水翼属于被动减摇装置，一般固定布置在艇体艏部，在艏部的纵向运动过程中，水翼面板划割水体，通过泄涡产生垂向的阻尼运动，减小纵摇和垂荡的运动幅度，进而减小艏部甲板上层次数与垂向运动加速度。
[0046]可收放式垂直鳍舵布置在艇底中部，当海况较小，艇体运动姿态较平稳时，其处于回收状态且与艇体表碾契合。当海况较高，艇体运动姿态不稳定时，通过综合控制系统启动其电动装置对垂直鳍舵进行释放，在艇体受风力影响发生倾斜时产生一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，其特征在于，所述系统包括综合控制系统，以及与该综合控制系统相连的被动减摇装置、主动减摇装置和惯性导航设备；所述被动减摇装置，与艇体结构固定连接，用于实现被动式的舰艇减摇；所述主动减摇装置，作为减摇附体安装在艇体结构上或舱室空间内，用于实现主动式的舰艇减摇；所述惯性导航设备，用于获取无人艇的运动姿态数据，为综合控制系统提供参数输入；所述综合控制系统，用于根据惯性导航设备传入的舰艇运动姿态数据智能控制主动减摇装置和被动减摇装置进行减摇动作；小型无人艇在高海况下工作航行时，被动减摇装置与主动减摇装置可同时进行艇体减摇。2.根据权利要求1所述的高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，其特征在于，所述被动减摇装置包括T型减摇水翼、可收放式垂直鳍舵；所述T型减摇水翼，用于在艇体航行过程中水翼面板划割水体，通过泄涡产生垂向的阻尼运动；所述可收放式垂直鳍舵，当小型无人艇在高海况下航行时，通过综合控制系统对可收放式垂直鳍舵进行释放，鳍舵横截面产生横向阻尼以降低艇体的横摇运动幅值；当垂直鳍舵不参与无人艇减摇时，通过综合控制系统对可收放式垂直鳍舵进行回收，回收后可收放式垂直鳍舵与艇体外型共型。3.根据权利要求2所述的高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，其特征在于，所述T型减摇水翼安装在艇体艏部，所述可收放式垂直鳍舵安装在艇体舯部。4.根据权利要求1所述的高海况下小尺度无人艇的综合减摇系统，其特征在于，所述主动减摇装置包括截流板、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建彰，朱磊，梁立，王国刚，袁文亮，刘明皓，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一六研究所，
类型：发明
国别省市：