[發明專利]高海況下小尺度無人艇的綜合減搖系統

在審

• 申請號: 202211413263.6
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115610606A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李建彰;朱磊;梁立;王國剛;袁文亮;劉明皓
• 申請（專利權）人: 中國船舶集團有限公司第七一六研究所
• 主分類號: B63B39/00
• 分類號: B63B39/00;B63B39/04;B63B35/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種高海況下小尺度無人艇的綜合減搖系統，包括綜合控制系統、被動減搖裝置、主動減搖裝置和慣性導航設備；被動減搖裝置，用于實現被動式的艦艇減搖；主動減搖裝置，用于實現主動式的艦艇減搖；慣性導航設備，用于獲取無人艇的運動姿態數據；綜合控制系統，用于根據慣性導航設備傳入的艦艇運動姿態數據智能控制主動減搖裝置和被動減搖裝置進行減搖動作。本發明為智能的、主被動相結合的綜合減搖系統，兼備主動減搖與被動減搖優點的同時又能彌補相關不足，經過綜合智能控制可以使被動減搖裝置和主動減搖裝置同時執行減搖動作，為艇體提供運動阻尼，降低運動幅值，從而使無人艇在各種航速和海況下均有比較好的減搖效果。

技術領域

本發明屬于船舶減搖技術領域，特別是一種高海況下小尺度無人艇的綜合減搖系統。

背景技術

小尺度無人艇在惡劣海況下航行時易受風浪流等外界因素的影響，較易產生縱搖、橫搖、升沉等6個自由度的運動響應，打破了艇體運動的平衡狀態，劇烈的運動響應會導致艇體結構受損或艇載設備不能正常工作，嚴重者會導致無人艇無法完成使命任務。為降低船舶的在波浪中的運動響應，具備正常航行與工作的能力，目前較為常見的減搖方式通常為通過舭龍骨、減搖水艙、減搖舵等單一的、被動式的減搖裝置實現船舶在某一范圍海況下的減搖，很少是針對惡劣海況下減搖設計，具有一定的局限性和被動性。

傳統減搖方式存在以下的不足：

1)減搖裝置易產生附加阻力，不適合小尺度無人艇航向與航速控制。

2)減搖方式為被動減搖，不適合高海況下船舶減搖。

3)減搖方式較單一，綜合減搖效果較差。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的問題，提供一種高海況下小尺度無人艇的綜合減搖系統。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種高海況下小尺度無人艇的綜合減搖系統，所述系統包括綜合控制系統，以及與該綜合控制系統相連的被動減搖裝置、主動減搖裝置和慣性導航設備；

所述被動減搖裝置，與艇體結構固定連接，用于實現被動式的艦艇減搖；

所述主動減搖裝置，作為減搖附體安裝在艇體結構上或艙室空間內，用于實現主動式的艦艇減搖；

所述慣性導航設備，用于獲取無人艇的運動姿態數據，為綜合控制系統提供參數輸入，通過艇體的運動響應和運動姿態對艇體產生反向阻尼進而降低運動幅值；

所述綜合控制系統，用于根據慣性導航設備傳入的艦艇運動姿態數據智能控制主動減搖裝置和被動減搖裝置進行減搖動作；

小型無人艇在高海況下工作航行時，被動減搖裝置與主動減搖裝置可同時進行艇體減搖，為艇體提供運動阻尼，降低運動幅值，具有可靠性高，減搖效果好的特點。

進一步地，所述被動減搖裝置包括T型減搖水翼、可收放式垂直鰭舵；

所述T型減搖水翼，用于在艇體航行過程中水翼面板劃割水體，通過泄渦產生垂向的阻尼運動；

所述可收放式垂直鰭舵，當小型無人艇在高海況下航行時，通過綜合控制系統對可收放式垂直鰭舵進行釋放，鰭舵橫截面產生橫向阻尼以降低艇體的橫搖運動幅值；當垂直鰭舵不參與無人艇減搖時，通過綜合控制系統對可收放式垂直鰭舵進行回收，回收后可收放式垂直鰭舵與艇體外型共型。

進一步地，所述T型減搖水翼安裝在艇體艏部，所述可收放式垂直鰭舵安裝在艇體舯部。

進一步地，所述主動減搖裝置包括截流板、減搖陀螺；

所述截流板，用于調節無人艇航行過程中的縱傾，且其本身在縱向運動中產生阻尼，減小艇體的縱搖幅值；

所述減搖陀螺，通過轉子旋轉產生的回復力降低無人艇的橫搖運動幅值。