[發明專利]一種可靈活切換作業形態的跨水面穿梭型無人船

有效

• 申請號: 202110648288.3
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113212670B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 呂小文;陳正;張敏捷;聶勇;李貞輝;孫向偉;唐建中
• 申請（專利權）人: 海南浙江大學研究院
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63H21/20;B63H1/14;B63G8/08;B63G8/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種可靈活切換作業形態的跨水面穿梭型無人船。主要由無人船主體、形態轉換系統、混合動力系統與升潛轉換系統構成，無人船主體內布置有多個升潛水艙，升潛水艙和升潛轉換系統連接，形態轉換系統和混合動力系統安裝在無人船主體上，通過混合動力系統帶動無人船主體運動，通過形態轉換系統帶動無人船主體的運動阻力，通過升潛轉換系統控制各個升潛水艙內的水液面，進而調控無人船主體浮沉。本發明的無人船可通過內置升潛水艙控制無人船的沉浮，根據環境需要在表面艇、半潛與全潛三種狀態進行切換，具備良好的環境適應能力與隱蔽能力，應用廣泛。

技術領域

本申請涉及智能自動設備技術領域的一種無人船結構，特別是涉及一種可靈活切換作業形態的跨水面穿梭型無人船。

背景技術

水面無人航行器是一種能夠在實際海洋環境下自主航行，并完成各種任務的海上無人自主平臺。與有人駕駛的艦艇相比，無人船具有形體小、隱蔽性好、航速高、機動靈活、無人員傷亡風險等諸多突出戰術特點，在軍用領域，無人船可執行隱蔽偵查、掃雷排爆、反潛反恐、精確打擊、區域警戒等特定任務或一些高威脅系數場景任務；在民用領域，無人船可用于湖海勘測、水質采樣、水文氣象研究以及救援救助等工作。隨著海洋戰略意義的不斷提升，無人船在各個領域都有著日益高漲的需求和廣闊的應用前景。

常規水面無人船由于其排水量小，吃水淺，耐波性差，在惡劣海況環境下容易傾覆，難以安全航行甚至生存，無法勝任遠海任務。無人船作為現代海洋無人航行平臺的主要運載體形式，全天候復雜海況航行是必備的能力之一，跨水面穿梭無人航行器可針對環境態勢切換航行形態以及靈活調整潛航深度，在海況條件較好，隱蔽性要求低時以滑行艇形態在水面高速航行，當海況較差或需要隱蔽時半潛或全潛進入水面以下以滑翔機形態低速潛行，可以兼顧無人航行器的高速性、安全性和隱蔽性，因此研究具備自扶正特性、能夠自主完成升潛轉換的環境適應能力更強的跨水面穿梭無人航行器,可突破常規水面無人航行器的應用環境限制和海況約束，打造出廣域全天候的智能化海上無人自主平臺，實現水面無人航行器高海況作業的常態化，并在未來海戰場發揮重要作用。

發明內容

為了使無人船更好地適應不同的海洋環境，本發明提供了一種可靈活切換作業形態的跨水面穿梭型無人船，可用于隱蔽偵察、區域警戒、水文采樣、救援救助等領域。

本發明所采用的技術方案是：

本發明主要由無人船主體、形態轉換系統、混合動力系統與升潛轉換系統構成，無人船主體內布置有多個升潛水艙，升潛水艙和升潛轉換系統連接，形態轉換系統和混合動力系統安裝在無人船主體上，通過混合動力系統帶動無人船主體運動，通過形態轉換系統帶動無人船主體的運動阻力，通過升潛轉換系統控制各個升潛水艙內的水液面，進而調控無人船主體浮沉。

所述的形態轉換系統具體包括滑翔翼、尾翼與升降式桅桿；

所述滑翔翼位于無人船主體的兩側面，根據海況環境及作業需求進行展開或收攏到無人船主體側面開設的凹槽內，使無人船在滑行艇與滑翔機兩種形態間切換；

所述尾翼位于船艉，鉸接地安裝在無人船主體頂面上；

所述升降式桅桿可升降收攏或者展開地位于無人船頂部，升降式桅桿上布置有雷達系統與光電視覺識別系統，在無人船在水上時通過雷達系統與光電視覺識別系統進行環境感知獲得環境信息，將感知的環境信息并發送給控制系統。

所述混合動力系統包括柴油發動機、電動機、螺旋槳與離合傳動切換機構，螺旋槳安裝在無人船主體的船艉，柴油發動機、電動機與離合傳動切換機構安裝在無人船主體內，柴油發動機、電動機均經離合傳動切換機構和螺旋槳連接，通過離合傳動切換機構切換選擇柴油發動機、電動機中之一為螺旋槳提供動力源。

所述離合傳動切換機構根據無人船的不同狀態切換動力源進行作業：