[发明专利]一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇

权利要求书

1.一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇，包括：无人艇子艇(1)、母艇(2)、总控制系统、动力与能源系统、水域监测系统、远程传输系统以及远程监测系统，其中，母艇(2)的主船体包括两个对称布置的片体(219)和上层建筑，双推进电机(222)分别布置于两片体(219)之内与螺旋桨(218)通过轴系(221)连接，总控制系统主控器(220)布置于连接桥上及上层建筑内部，且与动力与能源系统、水域监测系统、远程传输系统以及远程监测系统相连，水域监测系统设备布置于船体外侧、上层建筑顶部和船底，远程传输系统天线(213)位于上层建筑尾部上侧，所述片体(219)的两侧开门能够放出无人艇子艇(1)和回收无人艇子艇(1)，无人艇子艇(1)和母艇(2)在接收到命令时，开始分离，并分别到达指定位置对水域水质进行监测，在一定的时间后，再次达到规定的地方进行无人艇子艇(1)回收，无人艇子艇(1)和母艇(2)协调作用，以便扩大监测水域的范围；

所述母艇(2)的主船体的两个片体呈对称布置，总体总长L＝1.2-2.4m，长宽比L/B＝1.94，宽深比B/D＝2.88，片体长L₁＝0.9-1.8m，片体长宽比L₁/B₁＝6，宽深比B₁/D₁为0.8～1，片体间间距d/d₁＝3，两个片体的片体剖面形式从首部向尾部方向，呈深V型到艇艏部1/3处呈浅V型，最后过渡到尾部呈U型；

所述子艇(1)总长L₀＝0.64m，长宽比L₀/B₀为3-6，宽深比B₀/D₀＝0.9-1.8，d₀/D₀＝0.45，式中d₀为子艇的吃水、D₀为子艇的型深，从艇艏部向艉部方向，呈深V型到浅V型到中部呈U型，最后过渡到尾部浅U型；

所述双体体无人艇及信息协同艇各尺度比及各部分几何形状是基于性能综合优化计算得到，其性能综合优化计算包括同时兼顾多航态无人艇阻力及推进性能、适航性、操纵性、横稳性和纵稳性、绿色能源利用率及系统可靠性、总布置特性和环境监测功能综合最优的优化数学模型和新型并行遗传寻优算法。

2.根据权利要求1所述的一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇，其特征在于，所述无人艇子艇(1)配有通信和监测系统，以便使得所述无人艇子艇(1)与岸边的岸基系统(31)、母艇(2)之间均双向信息无线传输，且所述岸基系统(31)与母艇(2)之间信息无线传输。

3.根据权利要求1所述的一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇，其特征在于，所述总控制系统采用STM32单片机为核心，所述动力与能源系统包括锂聚合物电池(224)、太阳能电池板(232)、双螺旋桨(218)和直流有刷电机(222)，其中，上层建筑顶部及壁面装有太阳能电池板(232)，内部通过太阳能控制器(230)与锂聚合物电池(224)相连，所述锂聚合物电池(224)为直流有刷电机(222)供电；双螺旋桨(218)分别装于两片体(219)上，双螺旋桨(218)采用直流有刷电机(222)驱动，且直流有刷电机(222)通过电机驱动器(223)与主控器连接，以便接受总控制系统的单片机的控制。

4.根据权利要求1所述的一种内河湖泊水域监测双体体无人艇及信息协同艇，其特征在于，所述水域监测系统包括水环境监测装置传感器(226)、水位水流速监测装置传感器(227)、温度监测装置传感器(228)、湿度监测装置(229)、风速风向监测装置传感器(217)和视频图像装置(216)，其中，所述水环境监测装置传感器(226)、水位水流速监测装置传感器(227)和温度监测装置传感器(228)均布置于主艇体尾部，温度监测装置传感器(228)布置于主艇体尾部；湿度监测装置(229)，布置于上层建筑顶部；风速风向监测装置传感器(217)布置于上层建筑顶部；视频图像装置(216)布置于上层建筑前部，所述水域监测系统将水域监测指标数字信息传输给主控制器(220)，再通过数传电台以数字信号的形式上传到岸基，对水域进行实时监测。