專利名稱：一種抗傾覆的水面自航載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自航載體，特別涉及一種作為水面機(jī)器人和水面無人艇的 抗傾覆的水面自航載體。
背景技術(shù)：
抗傾覆一直是船舶和水面機(jī)器人等水上航行載體所需要解決的重要問題。 為了使水上航行載體在風(fēng)浪中具有更好的抗傾覆性能，現(xiàn)有的方法是通過使水 上航行載體具有足夠的穩(wěn)心高來實(shí)現(xiàn)水上航行載體在風(fēng)浪中具有一定的抗傾
覆性能；然而，增加穩(wěn)心高需要降低航行載體的重心，使其重心位于其浮心下， 與浮心之間具有足夠的距離，這必然增加了航行載體的吃水深度，增大航行載 體的阻力，而對(duì)于水面機(jī)器人等這類自航載體，由于其自身攜帶的能源有限， 要提高航速和續(xù)航時(shí)間，又需要盡量減小阻力。此外，即使航行載體具有足夠 的穩(wěn)心高，在大風(fēng)大浪中仍具有傾覆的可能性， 一旦發(fā)生傾覆，它將失去航行 能力。
因此，特別需要一種新的抗傾覆的水面航行載體，既能減小吃水深度，又 能增強(qiáng)抗傾覆性能，更重要的是在發(fā)生傾覆的情況下仍能保持航行能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種抗傾覆的水面自航載體，在自航載體發(fā)生傾覆 的情況下仍保持航行能力，彌補(bǔ)現(xiàn)有自航載體的不足。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)-一種抗傾覆的水面自航載體，包括自航載體的本體和甲板，其特征在于， 所述本體沿所述甲板的方向被所述甲板分割成上、下兩部分，在與所述甲板的 縱向方向上設(shè)有推進(jìn)裝置，所述推進(jìn)裝置通過一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在所述本體上， 當(dāng)所述自航載體傾覆時(shí)，可通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述推進(jìn)裝置旋轉(zhuǎn)到水中，保 證所述自航載體繼續(xù)航行。
所述本體沿所述甲板的方向被所述甲板分割成上、下兩部分互相相等，所 述本體被所述甲板沿所述甲板方向?qū)ΨQ分割。
所述本體通過所述甲板在所述本體的左右兩側(cè)連接有左右浮體，所述旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)設(shè)置在左右浮體上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有推進(jìn)裝置。
在所述被所述甲板分割的本體的兩部分中至少一部分上設(shè)有傳感裝置，所 述傳感裝置與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
在所述被所述甲板分割的本體的兩部分上設(shè)有傳感裝置，所述傳感裝置與 所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
在所述本體中設(shè)有一控制裝置，所述傳感裝置通過所述控制裝置與所述旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，由所述控制裝置控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的抗傾覆的水面自航載體，與現(xiàn)有的水面自航載體相比，通過在所 述推進(jìn)裝置上加裝旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)自航載體出現(xiàn)傾覆時(shí)由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)改變推進(jìn)裝置 的位置，自航載體重新獲得推進(jìn)動(dòng)力，回復(fù)正常航行，使自航載體具有抗傾覆 的能力，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。


圖1為本發(fā)明一種抗傾覆的水面自航載體的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的左視圖3為圖1的后視圖4為圖1的俯視圖5為圖1正常航行狀態(tài)下的示意圖6為圖1傾覆后航行狀態(tài)的示意圖7為本發(fā)明另一種抗傾覆的水面自航載體的結(jié)構(gòu)示意圖8為圖7的俯視圖9為本發(fā)明再一種抗傾覆的水面自航載體的結(jié)構(gòu)示意圖10為圖9的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，
下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1
如圖1、圖2、圖3、圖4所示， 一種抗傾覆的水面自航載體，包括自航 載體的本體1和甲板2，在甲板2的左右兩端分別設(shè)有左、右浮體3、 4，在本 體1下部?jī)蓚?cè)分別設(shè)有推進(jìn)裝置5、 6，推進(jìn)裝置5、 6分別通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8 設(shè)置在所述自航載體上。
在左、右浮體3、 4內(nèi)設(shè)置有蓄電池等能源裝置，為所述的自航載體提供 航行所需要的能源；本體l中設(shè)置有控制裝置，控制自航載體的運(yùn)行和旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)的工作，以實(shí)現(xiàn)載體的自主航行。左、右浮體3、 4和本體1為流線型結(jié)構(gòu) 或本領(lǐng)域所知的其它任何形式。.
甲板2將左、右浮體3、 4和本體1連接在一起，甲板2可采用板式結(jié)構(gòu)， 可在甲板'2上開孔以減輕甲板重量，在保證連接強(qiáng)度的條件下，開孔的形狀及 布置方式可任意選擇。甲板2也可為框架式結(jié)構(gòu)，由連接左、右浮體3、 4的 橫梁和縱向加強(qiáng)構(gòu)件構(gòu)成，橫梁和縱向加強(qiáng)構(gòu)件的數(shù)量，剖面形狀和結(jié)構(gòu)形式 可任意選擇，只要保證自航載體的強(qiáng)度并便于本體l的布置。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8分別設(shè)置在自航載體的兩側(cè)，使推進(jìn)裝置5、 6可繞甲板2 上的縱向安裝軸線從甲板2上方旋轉(zhuǎn)到甲板2下方或者從甲板2下方旋轉(zhuǎn)到甲 板2上方。在本實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8為轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，推進(jìn)裝置5、 6分 別與它們剛性連接。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8可分別繞它們?cè)诩装?上的縱向安裝軸線 旋轉(zhuǎn)，使推進(jìn)裝置5、 6的位置從甲板2的一側(cè)(圖1中實(shí)線所示的位置)移 動(dòng)到甲板2的另一側(cè)(圖1中虛線所示的位置)。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8同時(shí)具有旋轉(zhuǎn)和位置鎖定功能，當(dāng)將推進(jìn)裝置5、 6從甲板 2 —側(cè)的位置移動(dòng)到甲板2另一側(cè)的位置后，將推進(jìn)裝置5、 6鎖定在相應(yīng)的位 置上。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8的旋轉(zhuǎn)和鎖定由本體1中的控制裝置控制。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8可采用機(jī)械、液壓和氣動(dòng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8剛性連接的推進(jìn)裝置 5、 6可為螺旋槳、噴水推進(jìn)器、噴氣推進(jìn)器和本領(lǐng)域所知的任何推進(jìn)裝置。
甲板2將本體1、左浮體3和右浮體4分割成上下兩部分，分別為本體上 部ll、本體下部12、左浮體上部31、左浮體下部32、右浮體上部41和右浮 體下部42，分割成的上下兩部分，優(yōu)選為關(guān)于甲板2互相對(duì)稱。
在所述自航載體的本體上設(shè)置有傳感裝置，用以判斷所述自航載體的上下
方位。傳感裝置的輸出信號(hào)輸入到所述控制裝置中，用于控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8 的動(dòng)作。當(dāng)自航載體處于正常航行狀態(tài)時(shí)，推進(jìn)裝置5、 6位于甲板2下方， 沉沒于水中，產(chǎn)生自航載體航行需要的推力，如圖5所示。當(dāng)遇到大的風(fēng)浪， 自航載體發(fā)生傾覆時(shí)，自航載體將上下倒置，推進(jìn)裝置5、 6暴露于空氣中， 出現(xiàn)空轉(zhuǎn)。這時(shí)，安裝于本體l內(nèi)的傳感裝置輸出控制信號(hào)，停止推進(jìn)裝置5、 6的運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、 8動(dòng)作，將推進(jìn)裝置5、 6移動(dòng)到水下安裝位置， 并將推進(jìn)裝置5、 6鎖定在該位置；然后，重新啟動(dòng)推進(jìn)裝置5、 6，自航載體 又獲得推進(jìn)動(dòng)力，恢復(fù)正常航行如圖6所示。傳感裝置可為機(jī)械式、電磁式或 光電式，可為本領(lǐng)域所知用于判斷物位倒置關(guān)系的任何類型傳感器。
所述傳感裝置可以設(shè)置在本體1的上部11或下部12上，或者在本體1的 上部11和下部12上同時(shí)設(shè)置傳感裝置，這些都不影響本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。
在上述實(shí)施方案中，自航載體的航向是通過控制左右推進(jìn)裝置5、 6的推 力差來控制的。
在本實(shí)施方案中，所述自航載體為雙體船的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明同樣適合于三 體船結(jié)構(gòu)以及本領(lǐng)域所知的任何浮體布置形式。
實(shí)施例2
在本實(shí)施方案中，所述的自航載體的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同，在本實(shí)施 例中，自航載體的航向可通過轉(zhuǎn)向舵來控制。
如圖7和8所示，是通過在甲板2上、下兩部分上分別設(shè)有轉(zhuǎn)向舵9、 10， 通過控制裝置控制轉(zhuǎn)向舵9、 IO實(shí)現(xiàn)自航載體的轉(zhuǎn)向。
在本實(shí)施方案中，設(shè)置在甲板2上、下兩部分上的轉(zhuǎn)向舵9、 IO優(yōu)選為上 下對(duì)稱，轉(zhuǎn)向舵9、 10的結(jié)構(gòu)和安裝位置可采用本領(lǐng)域所知的任何形式。
實(shí)施例3
在本實(shí)施方案中，所述的自航載體的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中的相同，在本實(shí)施 例中，自航載體的航向可通過雙轉(zhuǎn)向舵來控制。
如圖9和10所示，是通過在甲板2上、下兩部分上分別設(shè)有轉(zhuǎn)向舵9a、10a、 9b、 10b，通過控制裝置控制轉(zhuǎn)向舵9a、 10a、 9b、 10b實(shí)現(xiàn)自航載體的 轉(zhuǎn)向。
在本實(shí)施方案中，設(shè)置在甲板2上、下兩部分上的轉(zhuǎn)向舵9a、 10a、 9b、 10b優(yōu)選為上下對(duì)稱，轉(zhuǎn)向舵9a、 10a、 9b、 10b的結(jié)構(gòu)和安裝位置可采用本領(lǐng) 域所知的任何形式。
與現(xiàn)有自航載體相比，本發(fā)明的抗傾覆的水面自航載體能夠在自航載體出 現(xiàn)傾覆時(shí)改變推進(jìn)裝置的位置，自航載體重新獲得推進(jìn)動(dòng)力，回復(fù)正常航行， 使自航載體具有抗風(fēng)浪的能力。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè) 的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中 描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明 還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本 發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1、一種抗傾覆的水面自航載體，包括自航載體的本體和甲板，其特征在于，所述本體沿所述甲板的方向被所述甲板分割成上、下兩部分，在與所述甲板的縱向方向上設(shè)有推進(jìn)裝置，所述推進(jìn)裝置通過一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在所述本體上，當(dāng)所述自航載體傾覆時(shí)，可通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述推進(jìn)裝置旋轉(zhuǎn)到水中，保證所述自航載體繼續(xù)航行。
2、 如權(quán)利要求1所述的水面自航載體，其特征在于所述本體沿所述甲 板的方向被所述甲板分割成上、下兩部分互相相等，所述本體被所述甲板沿所 述甲板方向?qū)ΨQ分割。
3、 如權(quán)利要求1所述的水面自航載體，其特征在于所述本體通過所述 甲板在所述本體的左右兩側(cè)連接有左右浮體，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在左右浮體 上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接有推進(jìn)裝置。
4、 如權(quán)利要求1所述的水面自航載體，其特征在于在所述被所述甲板 分割的本體的兩部分中至少一部分上設(shè)有傳感裝置，所述傳感裝置與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
5、 如權(quán)利要求1所述的水面自航載體，其特征在于在所述被所述甲板 分割的本體的兩部分上設(shè)有傳感裝置，所述傳感裝置與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，驅(qū) 動(dòng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的水面自航載體，其特征在于在所述本體中 設(shè)有一控制裝置，所述傳感裝置通過所述控制裝置與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，由所 述控制裝置控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。
7、 如權(quán)利要求1所述的水面自航載體，其特征在于在所述被所述甲板 分割的本體的兩部分設(shè)有轉(zhuǎn)向舵。
8、 如權(quán)利要求7所述的水面自航載體，其特征在于所述轉(zhuǎn)向舵為雙轉(zhuǎn) 向舵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗傾覆的水面自航載體，在自航載體發(fā)生傾覆的情況下仍保持航行能力，彌補(bǔ)現(xiàn)有自航載體的不足，包括自航載體的本體和甲板，所述本體沿所述甲板的方向被所述甲板分割成上、下兩部分，在與所述甲板的縱向方向上設(shè)有推進(jìn)裝置，所述推進(jìn)裝置通過一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在所述本體上，當(dāng)所述自航載體傾覆時(shí)，可通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述推進(jìn)裝置旋轉(zhuǎn)到水中，保證所述自航載體繼續(xù)航行；與現(xiàn)有的水面自航載體相比，通過在所述推進(jìn)裝置上加裝旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)自航載體出現(xiàn)傾覆時(shí)由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)改變推進(jìn)裝置的位置，自航載體重新獲得推進(jìn)動(dòng)力，回復(fù)正常航行，使自航載體具有抗傾覆的能力，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
文檔編號(hào)B63B1/00GK101342931SQ20071017386
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者欣 施, 王建華, 琳 翟, 敏 袁, 褚建新 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)