[发明专利]无人组合艇

说明书

本发明涉及一种无人组合艇。它包括单体搭载模组和单元艇，多只所述单体搭载模组和/或单元艇之间协同控制系统，该多艇之间可快速拆装和连接机构，其中可设有中央载荷平台，从而实现单体艇、双体艇、三体艇、四体艇甚至多体艇的快速组装与拆卸，来满足不同任务的需要。通过不同的连接机构及转向机构实现重构无人艇的整体航行。最终通过计算单艇的负载能力与连接机构的自重，空置出搭载平台与载荷重量。

技术领域

本发明属于机械与电子集成技术领域，具体涉及一种可自由组合的模块化无人艇。

背景技术

海洋环境监测是防止海洋环境灾害、预防突发性海洋污染事件，评估海洋生态平衡的重要手段，是保证海洋生态文明的重要举措，已成为包括欧洲、美国、日本、澳大利亚、加拿大等在内的世界各国的国家计划和战略。针对新形势下海洋环境保护和管理、海洋资源开发利用形势，对河口海域水环境监测和陆源污染控制提出了明确的要求；同时发布一系列方案、规划，要求大力推动海洋生态环境监测布局优化和能力提升。

我国有长达18000公里的海岸线、14217.8公里的岛礁岸线以及27万平方公里的水域面积，对水环境监测任务繁重，开销巨大，所以在人工智能与机器人技术的辅助下，智能无人艇应运而生，作为一种模块化水上机器人，通过环境感知、轨迹规划、智能识别等技术，目前可以较为广泛的应用在环境监测、采样、测绘等一系列领域内。

为了日后的绿水青山，规定对水质监测的要求范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

往往无人艇在设计之处就要考虑如何搭载这些不同监测用途的仪器，而其中某些一起仅重几公斤，而另一部分采样分析设备就要重大几百公斤，其结果就是无人艇的种类繁多，检测人员带回去后也不太清楚各自的使用区别和保养方式；另一方面无人艇设计也被多种要求克制，最终结果往往不是动力不足、续航不够，就是搭载能力有限等。

发明内容

本发明在于针对已有技术的不足，提供一种无人组合艇，主要就模块化无人艇提出一种新方案，一种可自由重构的模块化无人艇，得益于前期所设计应用的单体艇、双体艇、三体艇等系列无人艇的基础上，提出一种功能剖析明确，使用维护方便的无人艇。

为达到上述目的，本发明的构思是：

依托于艇内部完备的能源模块、驱动器、子控制器、推进器、转向舵机以及其他机械结构，通过主从控制器操控所有动力装置及能源装置分布式输出各自动力；通过不同的连接机构及转向机构实现重构无人艇的整体航行。最终通过计算单艇的负载能力与连接机构的自重，空置出搭载平台与载荷重量。

依托于独立的电源与子控制器，主控制器通过计算相关流体阻力与自重分布，向子控制器输出命令，进而控制整体航姿与航速。

依托于连接机构的快装设计，中央载荷平台可以快速方便的与不同数量的艇单元进行机构重组，中央载荷平台主要由前端连接支架和后端连接支架共同支撑起支撑板，同时通过独特设计的中央载荷平台，实现减摇、减震等一系列的优化设计。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种无人组合艇，包括单体搭载模组和单元艇，多只所述单体搭载模组和/或单元艇之间协同控制系统，该多艇之间可快速拆装和连接机构，其中可设有中央载荷平台，从而实现单体艇、双体艇、三体艇、四体艇甚至多体艇的快速组装与拆卸，来满足不同任务的需要。

所述单体艇主要由两个单体搭载模组构成，两个单体搭载模组的加入可大大增加单体艇的稳定性，其中两个单体搭载模组通过后端连接支架与主体单元艇铰链连接。