[发明专利]带可操纵翼型稳定侧体的远距离遥控海水采样太阳能无人船

说明书

本发明公开了一种带可操纵翼型稳定侧体的远距离遥控海水采样太阳能无人船，包括主船体、可操纵翼型稳定侧体、电力系统、推进系统、水质采样系统以及控制系统；主船体包括船壳板、船体骨架、平台甲板和圆弧顶结构；可操纵翼型稳定侧体的主侧体和襟翼侧体均为空腔结构；支柱上端与船壳板连接，支柱下端与主侧体通过主侧体旋转轴连接；主侧体与主侧体伺服电机通过齿轮连接，襟翼侧体通过襟翼侧体旋转轴连接在主侧体后端，襟翼侧体转角驱动导轨一端与襟翼侧体旋转轴固定连接，另一端与固定在支柱下端的襟翼侧体导向轴活动连接；本发明具有续航力长、航向稳定性优良、回转操纵灵活的特点，可全天候执行远距离遥控水质采样任务，并具备自主作业能力。

技术领域

本发明涉及一种无人船，特别是涉及一种带可操纵翼型稳定侧体的远距离遥控海水采样太阳能无人船。

背景技术

无人船是一种在地面的基站或母船控制中心的远程监控下以自主或遥控方式航行于水面并完成特定任务的新型水面运动平台，是海洋环境监测、海洋水文数据观测、海洋灾害预警的重要手段之一。

对近海海域进行水质采样的传统手段主要是人工采集，人工采集需要采样人员先乘坐有人船舶到达采样地点，然后借助水质采样设备抽取水质样本，最后再乘坐有人船舶将水质样本带回岸上，其乘坐的有人船舶不得不增大排水量以保障人员安全，不可避免地增加了采样成本；对于一些寒冷、风浪较大或者污染物对人体有害等环境恶劣海域，采样人员进行现场采样十分辛苦而且十分危险，人身安全得不到保障，有时甚至无法到达采样区域；此外人工采集还具有采样周期较长，无法快速、准确反映水质污染情况的缺点，严重影响海洋污染防治工作的开展。

近年来，随着定位、通信、控制、人工智能等技术飞速发展，无人船(USV)、水下遥控机器人(ROV)、水下无人自主航行器无人(AUV)等无人移动监测平台已经逐渐应用到海洋水质检测领域。与在水下航行的ROV以及AUV相比，无人船在海洋表面运动，受到的外界约束少，具有较高的灵活性，应用范围十分广泛，且具有成本低廉、通讯可靠、定位方便、易于控制等优点，正逐步成为海洋探测领域的研究热点之一。

绿色化、智能化将成为船舶领域下一步发展的重点之一。具体来说，是通过突破船体线型设计技术、结构优化技术、减阻降耗技术、高效推进技术、清洁能源及可再生能源利用技术等，研制出节能环保型船舶；通过突破自动化技术等信息技术在船舶上的应用关键技术，实现航行自动化、机械自动化、装载自动化，并实现航线规划、船舶驾驶、航姿调整、设备监控等，提高船舶的智能化水平。

传统的三体船中体、侧体均设置推进器，且侧体为永久固定在中体上的单一结构，通过侧体推进器的转速差实现转向。然而，在恶劣海况下，排水量较小的水质采样无人船对风浪作用敏感，航向稳定性较差，需要不断操纵以维持航向；此外，单纯靠频繁改变侧体的两台推进器转速差实现船体转向不仅耗能大，对推进器损害问题也不容忽视。

目前商业化水质采样无人船产品大多针对内河、湖泊、港口等小范围水域采样设计，船舶续航能力小(70km)，稳性、耐波性、快速性等航行性能较差，无法进行复杂的远距离海上采样作业，已经不能满足海洋环境监测部门对远离海岸的监测点动态检测的要求。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种以可再生的太阳能为主要能源、续航力远、操纵灵活、耐波性以及航向稳定性优良的远距离遥控海水采样的太阳能无人船。

本发明的技术问题主要是通过下述技术方案得以解决：

带可操纵翼型稳定侧体的远距离遥控海水采样太阳能无人船，包括主船体、可操纵翼型稳定侧体、电力系统、推进系统、水质采样系统以及控制系统；其中，主船体包括船壳板、船体骨架、平台甲板和圆弧顶结构；圆弧顶结构与船壳板以及船体骨架连接形成密闭船体空间，圆弧顶结构顶部设置有柔性太阳能薄膜电池组件、语音设备、灯光设备、摄像设备、告警设备、通讯导航设备以及避障设备；