[發明專利]一種具有定位避障功能的無人有動力船模

無效

• 申請號: 201210179771.2
• 申請日: 2012-06-03
• 公開（公告）號: CN102707721A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 嚴衛生;高劍;崔榮鑫;張福斌;王銀濤;張立川;劉明雍;季小尹;彭星光
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及船模技術領域，具體為一種適合于高校和科研機構進行科學研究用的具有定位避障功能的無人有動力船模。

背景技術

為了維護海洋權益，無人船受到了國內外的高度重視。為此，高等學校和科研機構投入了大量的人力和物力，進行無人船的研究。為了研究和實驗的便利，通常采用船舶的縮比模型，俗稱船模。它主要有兩種用途，一種是作為被研究的對象，研究無人船的流體動力外形和流體動力布局、動力推進、自主導航及控制等；另一種是作為動態的平臺，搭載導航設備、水下探測設備等，對這些設備進行動態測試。

目前科學研究用的船模主要有兩類，一類是無動力船模，主要用于研究無人船的流體動力外形和流體動力布局；另一類是有動力船模，主要用于研究無人船的動力推進、遙控，以及搭載其它實驗設備進行動態實驗等。但是，現有的有動力船模，通常只在實驗室的水池中使用，僅具有簡單的遙控控制功能，存在著不能自主精確定位和碰撞檢測的缺點，不具有復雜計算的能力，給無人船的導航、控制、避障及編隊協同的研究帶來了極大的不便。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種具有定位避障功能的無人有動力船模，不僅能夠對其實施遙控，而且能夠自主控制，使其更適合進行科學研究使用。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種具有定位避障功能的無人有動力船模，包括船體和兩套螺旋槳電推進裝置，每套螺旋槳電推進裝置包括直流電機調速器、馬達系統、直流接觸器和螺旋槳，兩套螺旋槳平行安裝在船體后部，并與船體中軸線成對稱分布，其特征在于：在船體上安裝有定位裝置、激光探測裝置、無線電接收發送裝置、船模運動傳感器、船模運動控制模塊、電源轉換模塊和蓄電池；蓄電池通過電源轉換模塊為船體上用電設備供電；定位裝置用于向船模運動控制模塊提供船體的位置信息；激光探測裝置用于向船模運動控制模塊提供船體周圍障礙物的位置信息；無線電接收發送裝置用于將接收的外部遙控指令傳遞給船模運動控制模塊；船模運動傳感器用于將船體運動的三個方位角和三個方位角速度傳遞給船模運動控制模塊；船模運動控制模塊根據輸入的信息進行運動控制解算，得到兩套螺旋槳電推進裝置中兩個馬達系統的需要轉速，并對兩套螺旋槳電推進裝置中的直流電機調速器進行控制。

所述一種具有定位避障功能的無人有動力船模，其特征在于：船模運動控制模塊直接控制兩套螺旋槳電推進裝置中的直流接觸器，實現船體的緊急停車。

所述一種具有定位避障功能的無人有動力船模，其特征在于：當船模在室內環境中工作時，采用的定位裝置為激光定位裝置；所述激光定位裝置包括船體上的激光發射器和室內環境水體周圍分布放置的激光反射板；激光反射板的位置信息已知，且激光反射板的安裝位置和角度能夠使船模在室內環境水體中任意位置都能夠接收到至少三塊激光反射板反射的信號。

所述一種具有定位避障功能的無人有動力船模，其特征在于：當船模在室外環境中工作時，采用的定位裝置為GPS定位裝置。

有益效果

本發明提出的無人有動力船模，能夠使船模的使用范圍和使用靈活性得到加強，方便了高等學校和科研機構對無人船的關鍵技術進行實航試驗驗證，具有方便直觀、風險小、成本低、周期短等優點。

附圖說明

圖1：本發明在室內環境的工作示意圖；

圖2：本發明的側視圖；

圖3：本發明的俯視圖；

圖4：本發明內部系統關系圖；

其中：1、船體；2、把手；4、激光定位裝置的安裝管；5、GPS天線的安裝管；6、螺旋槳電推進裝置的懸掛系統；8、螺旋槳電推進裝置的連接管；10、馬達系統；12、螺旋槳；14、激光探測裝置；15、激光定位裝置；16、GPS天線；17、無線電接收發送天線；18、GPS定位裝置；19、無線電接收發送裝置；20、電源轉換模塊；21、船模運動傳感器；22、船模運動控制模塊；23、直流接觸器；25、直流電機調速器；27、蓄電池；29、電源開關；40、無人有動力船模；50、外部遙控裝置；60、激光反射板。

具體實施方式

下面結合具體實施例描述本發明：