一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人及控制方法，包括：无人帆船船体；驱动模块，驱动模块设置于无人帆船船体中部，且驱动模块与无人帆船船体固定连接；伸展模块，伸展模块设置于无人帆船船体的两侧，且伸展模块与驱动模块固定连接；电子控制模块，电子控制模块设置于无人帆船船体舱内，且电子控制模块与驱动模块电连接；电子控制模块用于根据指令控制驱动模块转动，带动伸展模块进行伸展，以使无人帆船在直行场景下切换为多体无人帆船；或带动伸展模块进行收缩，以使无人帆船在转向场景下切换为单体无人帆船。本发明专利技术的无人帆船可以兼顾单体无人帆船的转向灵敏性和多体无人帆船的稳定性。多体无人帆船的稳定性。多体无人帆船的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人及控制方法


[0001]本专利技术涉及无人帆船
，尤其涉及的是一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人及控制方法。

技术介绍

[0002]目前，根据船体结构的不同，无人帆船可以分为单体无人帆船、双体无人帆船以及三体无人帆船，其中，双体帆船和三体帆船可以描述为多体无人帆船(以下帆船皆为无人帆船的简称)。根据结构不同，不同帆船体的稳定性和灵活性各不一样。例如，在同等风场环境下，单体船的稳定性弱于多体帆船。因此，在风力较大时，单体无人帆船发生侧翻的可能性大于多体无人帆船。所以，从结构上来讲，多体无人帆船的稳定性恒大于单体无人帆船；但从逆风转向上来讲，由于单体船船宽与船长比值小，因此船身更加灵活，转向迅速。除非常特殊的情况(例如，风向不对或者突然的无风环境)，可能发生逆风转向失败，即便是在微风条件下，单体船仍然能够成功进行逆风转向；而多体无人帆船则不同，多体帆船由于构架大，船宽与船长的比值大，相比于给予单体帆船相同条件下风场，甚至更好的风场，都存在逆风转向难的情况。
[0003]因此，根据单体无人帆船以及多体无人帆船的优缺点进行总结与对比，可知在直线行驶的情况下，单体船具有快速航行的优越性能，但稳定性相对不足，而多体帆船航行稳定，但灵活性较差；逆风转向时，单体船转向迅速，转弯半径小，反之多体帆船可能存在转向失败以及转弯半径大的情况；为了使得帆船能在风大的情况下更加稳定且能做到迅速快捷的转向，且具备转弯半径小等特点，需要对单体无人帆船以及多体无人帆船的结构进行适应性改变。
[0004]因此，现有技术还有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本专利技术提供一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人及控制方法，以解决现有的单体无人帆船以及多体无人帆船无法兼顾稳定性和转向灵敏性的技术问题。
[0006]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，包括：
[0008]无人帆船船体；
[0009]驱动模块，所述驱动模块设置于所述无人帆船船体中部，且所述驱动模块与所述无人帆船船体固定连接；
[0010]伸展模块，所述伸展模块设置于所述无人帆船船体的两侧，且所述伸展模块与所述驱动模块固定连接；
[0011]电子控制模块，所述电子控制模块设置于所述无人帆船船体舱内，且所述电子控制模块与所述驱动模块电连接；
[0012]所述电子控制模块用于根据指令控制所述驱动模块转动，带动所述伸展模块进行伸展，以使所述无人帆船在直行场景下切换为多体无人帆船；或带动所述伸展模块进行收缩，以使所述无人帆船在转向场景下切换为单体无人帆船。
[0013]在一种实现方式中，所述无人帆船船体包括：单船体以及甲板，所述甲板设置于所述单船体的表面，且所述甲板与所述单船体固定连接。
[0014]在一种实现方式中，所述驱动模块包括：丝杆模组、滑动组件以及滑动连接块；所述丝杆模组与所述甲板固定连接；所述滑动组件与所述甲板固定连接，且所述滑动组件中的滑块通过所述滑动连接块与所述丝杆模组的丝杆滑块连接。
[0015]在一种实现方式中，所述伸展模块包括：第一船舷、第二船舷、第一碳纤维杆连杆以及第二碳纤维杆连杆；所述第一船舷和所述第二船舷分别设置于单船体的两侧；所述第一船舷通过所述第一碳纤维杆连杆分别与所述甲板及所述滑动连接块连接，所述第二船舷通过所述第二碳纤维杆连杆分别与所述甲板及所述滑动连接块连接。
[0016]在一种实现方式中，所述第一碳纤维杆连杆的一端通过固定轴环与所述甲板固定铰接，所述第一碳纤维杆连杆的中部与所述第一船舷固定铰接，所述第一碳纤维杆连杆的另一端通过固定轴环与所述滑动连接块固定铰接；
[0017]所述第二碳纤维杆连杆的一端通过固定轴环与所述甲板固定铰接，所述第二碳纤维杆连杆的中部与所述第二船舷固定铰接，所述第二碳纤维杆连杆的另一端通过固定轴环与所述滑动连接块固定铰接。
[0018]在一种实现方式中，所述滑动连接块、所述第一船舷、所述第二船舷以及所述甲板均为3D打印材料制成的结构。
[0019]在一种实现方式中，所述第一碳纤维杆连杆和所述第二碳纤维杆连杆均为平行四边形连杆机构。
[0020]在一种实现方式中，所述电子控制模块包括：直流电机驱动板模块、所述第一船舷对应的控制电机以及所述第二船舷的控制电机。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人的控制方法，应用于如第一方面所述的自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，包括：
[0022]根据无人帆船航行状态输出S指令信号或输出Z指令信号；
[0023]通过直流电机驱动板模块将所述S指令信号转换为第一电平信号，或将所述Z指令信号转换为第二电平信号；
[0024]根据所述第一电平信号控制驱动模块带动伸展模块进行收缩，以使所述无人帆船在转向场景下切换为单体无人帆船；
[0025]根据所述第二电平信号控制驱动模块带动伸展模块进行伸展，以使所述无人帆船在直行场景下切换为多体无人帆船。
[0026]在一种实现方式中，根据无人帆船航行状态输出S指令信号或输出Z指令信号，包括：
[0027]判断所述无人帆船是否即将由直线行驶转换为转向行驶；
[0028]若由所述直线行驶转换为所述转向行驶，则输出所述S指令信号；
[0029]判断所述无人帆船是否即将由所述转向行驶转换为所述直线行驶；
[0030]若由所述转向行驶转换为所述直线行驶，则输出所述Z指令信号。
[0031]本专利技术采用上述技术方案具有以下效果：
[0032]本专利技术可以根据不同的控制指令，利用电子控制模块控制驱动模块转动，从而带动伸展模块进行伸展，以使无人帆船在直行场景下切换为多体无人帆船；或带动伸展模块进行收缩，以使无人帆船在转向场景下切换为单体无人帆船；本专利技术的无人帆船可以兼顾单体无人帆船的转向灵敏性和多体无人帆船的稳定性。
附图说明
[0033]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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0034]图1是本专利技术的一种实现方式中自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人的结构示意图。
[0035]图2是本专利技术的一种实现方式中自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人的俯视图。
[0036]图3是本专利技术的一种实现方式中自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人的剖视图。
[0037]图4是本专利技术的一种实现方式中光控波束形成方法的流程图。
[0038]图5是本专利技术的一种实现方式中电子系统的控制程序流程示意图。
[0039]图中：100、无人帆船船体；200、驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，其特征在于，包括：无人帆船船体；驱动模块，所述驱动模块设置于所述无人帆船船体中部，且所述驱动模块与所述无人帆船船体固定连接；伸展模块，所述伸展模块设置于所述无人帆船船体的两侧，且所述伸展模块与所述驱动模块固定连接；电子控制模块，所述电子控制模块设置于所述无人帆船船体舱内，且所述电子控制模块与所述驱动模块电连接；所述电子控制模块用于根据指令控制所述驱动模块转动，带动所述伸展模块进行伸展，以使所述无人帆船在直行场景下切换为多体无人帆船；或带动所述伸展模块进行收缩，以使所述无人帆船在转向场景下切换为单体无人帆船。2.根据权利要求1所述的自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，其特征在于，所述无人帆船船体包括：单船体以及甲板，所述甲板设置于所述单船体的表面，且所述甲板与所述单船体固定连接。3.根据权利要求2所述的自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，其特征在于，所述驱动模块包括：丝杆模组、滑动组件以及滑动连接块；所述丝杆模组与所述甲板固定连接；所述滑动组件与所述甲板固定连接，且所述滑动组件中的滑块通过所述滑动连接块与所述丝杆模组的丝杆滑块连接。4.根据权利要求3所述的自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，其特征在于，所述伸展模块包括：第一船舷、第二船舷、第一碳纤维杆连杆以及第二碳纤维杆连杆；所述第一船舷和所述第二船舷分别设置于单船体的两侧；所述第一船舷通过所述第一碳纤维杆连杆分别与所述甲板及所述滑动连接块连接，所述第二船舷通过所述第二碳纤维杆连杆分别与所述甲板及所述滑动连接块连接。5.根据权利要求4所述的自适应可伸缩船舷的无人帆船机器人，其特征在于，所述第一碳纤维杆连杆的一端通过固定轴环与所述甲板固定铰接，所述第一碳纤维杆连杆的中部与所述第一船舷固定铰接，所述第一碳纤维杆连杆的另一端通过固定轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏润，张连鑫，梁程，孙钦波，祁卫敏，张成祥，钱辉环，
申请(专利权)人：深圳市人工智能与机器人研究院，
类型：发明
国别省市：