[發明專利]一種變構型模塊化水面無人平臺

在審

• 申請號: 202010658722.1
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111907648A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 柏龍;李宇豪;韓瑋;陳曉紅;孫園喜;陳浩;黃小剛;王偉;彭艷;羅均;蒲華燕;謝少榮
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中國船舶工業系統工程研究院
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63B7/00
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 雒盛林

本發明公開了一種變構型模塊化水面無人平臺，包括上平臺、分設于所述上平臺兩側的兩個浮體以及連接于所述上平臺與浮體之間的折疊機構或伸縮機構；所述浮體的端部設有油箱動力模塊，浮體的側部均布有多個擴展接口，并通過該擴展接口與另一浮體可拆卸式連接。本發明的平臺通過變構形設計，可以調整航行器艇身側體橫向間距、縱向偏距及中間平臺高度，有效改變其運動性能，使水面無人平臺適應各種海況。通過模塊化設計以及通用性設計，使水面無人平臺可以在短時間內按任務需求配置完成。

技術領域

本發明涉及海洋機器人領域，具體為一種變構形、模塊化、多負載的水面無人平臺，通過智能化模塊組合可滿足復雜海況、多任務、長航時等需求。

背景技術

水面無人航行智能化平臺,可廣泛應用于海洋運輸、海洋環境調查、海洋資源探測、海洋考古、水上搜救、情報搜集等任務。現有的水面無人航行平臺主要包括以下幾點技術：①艇體技術：當前現役的水面無人艇艇型多以剛性充氣艇為主，如斯巴達偵察兵、保護者等水面無人艇均為該種艇型。雖然剛性充氣艇在航速、航程上有其獨特的優勢，但在其他一些性能上并非是最優選擇，如耐波性、平穩性、拖曳能力等。近年來出現多種類型的水面無人艇，如穿浪船、帆船、水翼船、雙體船、三體船等更多結構新穎、艇型多樣的水面無人艇。②模塊化技術：目前多數水面無人艇都采用模塊化技術，能夠在短時間內按任務需求重新配置水面無人艇，但基本都是在概念層面。未來對于模塊化的標準，以及通用的平臺、組件、接口等會進一步規范，縮短配置時間。《無人系統路線圖2017-2042》中對于模塊化技術的發展做了進一步規劃，提出軟件、固件和硬件部件的模塊化和可互換性。

綜上目前現有的艇體不能夠同時滿足高航速復雜海況以及通用模塊化等要求。

發明內容

本發明的目的是研制一種無人航行器平臺，該平臺通過變構形設計，可以調整航行器艇身側體橫向間距、縱向偏距及中間平臺高度，有效改變其運動性能，使水面無人平臺適應各種海況。通過模塊化設計以及通用性設計，使水面無人平臺在短時間內按任務需求配置完成。通過浮體并聯提升浮力來提高水面平臺的承載能力，以及平臺整體并聯進行動力分配，如二拖一進行二次投放平臺，提高航程。

本發明的變構型模塊化水面無人平臺，包括上平臺、分設于所述上平臺兩側的兩個浮體以及連接于所述上平臺與浮體之間的折疊機構或伸縮機構；所述浮體的端部設有油箱動力模塊，浮體的側部均布有多個擴展接口，并通過該擴展接口與另一浮體可拆卸式連接。

進一步，所述伸縮機構包括橫向伸縮缸和豎向伸縮缸；所述橫向伸縮缸包括固定于上平臺的橫向缸體和與所述橫向缸體配合的橫向伸縮桿；所述豎向伸縮缸包括固定于橫向伸縮桿外端的豎向缸體和與所述豎向缸體配合的豎向伸縮桿；所述豎向伸縮桿的下端通過連接臂與所述浮體固定連接。

進一步，所述折疊機構包括順序連接形成四連桿機構的機架、大臂、小臂和連桿，以及用于帶動所述四連桿機構動作的驅動裝置和小連桿；所述機架固定于上平臺，所述小臂外端通過連接臂與浮體固定連接；所述驅動裝置為電機、液壓缸或電動缸，其固定設置于機架內，其推桿通過小連桿連接于所述大臂。

進一步，所述油箱動力模塊包括通過通用接口相互連接的一個或多個油箱體和用于推動航行器航行的動力模塊。

進一步，所述浮體側部的擴展接口通過連接件連接若干個浮體。

進一步，若干個所述水面無人航行器平臺之間通過浮體側部的擴展接口實現并聯。

本發明的有益效果：

1.本發明采用變構形艇體結構，可以實現高航速下適應各種海況功能，有效增強整體平臺的穩定性。

2.本發明采用變構形模塊化設計，可以節省運輸空間，方便裝載運輸。

3.本發明通過浮體的模塊化設計，可以提高執行不同任務的平臺配置速率。通過浮體并聯設計，可以提高平臺的負載，以及遠程二次投放。