一种航空母舰的舰岛的制作方法

本发明涉及航母领域，尤其涉及一种航空母舰的舰岛。

背景技术：

航空母舰，简称“航母”，有“海上霸主”之美称，是一种以舰载机为作战武器的大型水面舰艇，可以供舰载机起飞和降落。它通常拥有巨大的飞行甲板和舰岛，舰岛大多坐落于右舷。航空母舰是世界上最庞大、最复杂、威力最强的武器之一，是一个国家综合国力的象征。

飞行甲板是航空母舰上供飞机起降和停放的上层甲板，按照任务需求可将其划分为起飞区、降落区和停放区。飞行甲板下设有廊形夹层、水密隔舱、机库、武器库和船员住舱，大型航母的甲板甚至可达6层之多，而甲板侧边则有两到四座升降机用于将飞机运到甲板或机库。船头采用封闭设计，从飞行甲板到船头皆为一体成形。值得一提的是，现代航空母舰的飞行甲板通常比船体宽得多，从正面看去，飞行甲板向船体两舷张出，形状十分怪异。由于飞行甲板要承受飞机降落时的强烈冲击载荷，因此需用高强度金属制成。

现代航空母舰通常将上层建筑集中在飞行甲板的右侧，称为“舰岛”。从飞机起降的要求上讲，甲板上空无一物是最理想的，但航母的指挥塔、飞行控制室、航海室、雷达和通信天线等又是需要高耸在甲板上的，所以现代航空母舰都是将这些上层建筑设计得很紧凑，空出甲板的绝大部分来方便飞机起降。现代航母力求其外型简洁以减少雷达反射截面积，但其中技术非常复杂，已实现了上层建筑的“集结化”包括多功能相控阵雷达、封闭桅杆（ame/s）、电磁辐射系统（mers）和多功能射频系统（amrfs）。

申请号为cn201410637614.0的发明专利，公开了一种对冗余的工业机器人的运动过程的编程方法和工业机器人，工业机器人具有多个通过可调整的、包括至少一个冗余关节的关节彼此相接的节肢，关节能够通过工业机器人的至少一个机器人控制器可控地调整，包括步骤：手动引导地调整操纵器臂的与工具参考点相对应的节肢，从空间中的第一位置和第一方向至空间中的第二位置和/或第二方向；在取消冗余的情况下，通过确定至少一个冗余关节的优化的关节位置值，由操纵器臂的工具参考点的第二位置和第二方向，回溯计算操纵器臂的所有关节的关节位置值；在手动引导调整期间，根据回溯计算出的优化的关节位置值，在机器人控制器的控制下自动地调整操纵器臂的所有关节。

申请号为cn201510063407.3的发明专利，公开了一种用于对工业机器人编程的方法和对应的工业机器人，其中通过所述工业机器人(1)的操纵器臂(2)的手动引导的运动进入到至少一个姿势中，在该姿势中对至少一个要记录在机器人程序中的控制变量通过所述工业机器人(1)的控制装置(3)进行检测，并作为对应的程序指令的参数存储在所述机器人程序中。本发明还涉及一种工业机器人(1)，其具有机器人控制器，该机器人控制器被设计和/或设置用于执行这样的方法。

申请号为cn201611194816.8的发明专利，公开了一种七自由度仿人机械臂的双层拟人运动规划方法，属于机械臂控制领域，解决了现有基于bi-rrt*算法的七自由度仿人机械臂路径规划方法不适用于仿人机械臂的任务空间规划，且无法同时优化仿人机械臂的末端执行器的路径和机械臂构型的问题。所述方法包括为末端执行器规划无碰撞路径、对无碰撞路径进行平滑处理、计算所有可用机械臂构型、根据人臂的运动学特征选择最优机械臂构型集和控制仿人机械臂依次完成最优机械臂构型集中所有臂构型的步骤。在规划无碰撞路径的步骤中采用基于臂构型描述的末端新生长路径点有效性判断方法替代现有bi-rrt*算法中的碰撞检测方法。本发明所述方法适用于七自由度仿人机械臂的双层拟人运动规划。

南京航空航天大学，硕士学位论文《自由浮动空间双臂机器人系统动力学控制研究》；姓名：石宗坤，申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统；指导教师：王从庆20050301南京航空航天大学硕十学位论文；摘要：随着空间科技的发展，人类需要在太空中从事的科学研究和探索越来越多，但是太空环境恶劣，送人类到太空的成本昂贵、风险太大，因此空间机器人应运而生，自由浮动的空间机器人因其节省燃料而引起人们的广泛关注。本文主要研究了自由浮动空间双臂机器人系统的运动学特性和动力学控制问题，对这种空间机器人将来投入实际应用做了一些很有价值的理论研究与探讨，具体工作主要有以下几方面：首先，详细分析了自由浮动空间双臂机器人系统在闭链位形下的运动学特性，建立了系统的动力学模型，并运用计算力矩方法和pi控制方法完成了系统的动力学协调控制：然后提出了基于非线性规划的优化算法和引入模拟退火的混合遗传算法，实现了自由浮动空删双臂机器人系统的内力优化控制，并结合仿真实验深入分析了两种优化算法的优劣，优化算法的应用大幅度节省了空间机器人能量消耗，具有重大的现实意义；最后针对自由浮动空间双臂机器人系统存在建模误差的情况，本文提出了单一鲁棒控制方法和鲁棒神经网络控制方法，完成了负载运动轨迹跟踪的仿真实验，证明了这两种控制方法在建模不精确时仍起到良好的控制作用，具有较强的实用价值。本文对自由浮动空间双臂机器人系统的动力学控制方法进行了较深入的研究，实现了系统的动力学协调控制、内力优化控制与鲁棒控制，这将对自由浮动空间机器人技术的进一步研究甚至将来走向实用均起到了积极的推动作用。

综合上述所述，最理想的飞行甲板上应该是无建筑物，而现有航母的舰岛又不得不建筑在飞行甲板上用于接收信号和发射信号。因此，我们有必要解决此类问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供本发明设计新颖、使用方便，通过将航母的舰岛设置在飞行甲板的上方，以减少飞行甲板上的建筑物，提高舰岛的信号收发能力。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种航空母舰，包括舰体以及设置在舰体上的飞行甲板，所述舰体的两侧设置有支撑台，所述飞行甲板的上方设置有悬空的舰岛，所述舰岛的底部设置有底座，所述底座上设置有连接支撑台的多自由度机械臂，所述多自由度机械臂与机械臂控制器连接。采用此技术方案，不仅可以减少飞行甲板上的建筑物，而且可以提高舰岛的视野以及信号的接收能力。

作为优选，所述多自由度机械臂包括多个彼此相连的节肢，所述节肢之间通过可调整的关节连接。采用此技术方案，利用可调整的关节，调整节肢的位置。

作为优选，所述关节至少包括一个冗余关节的关节，所述关节与机械臂控制器连接。采用此技术方案，由机械臂控制器控制关节的旋转或转动。

作为优选，所述机械臂控制器包括控制电路板以及设置在控制电路板上的微处理器，所述微处理器通过控制电路板与电源、关节、探测器和操作面板。采用此技术方案，由操作面板发送信号指令给微处理器，由微处理器根据内部设定的程序控制机械臂的旋转或转动；探测器用于预测机械臂周围物体的运行轨迹，并将运行的轨迹发送给微处理器，由微处理器内设定的程序控制机械臂旋转或转动，使其规避防止被撞。

作为优选，所述多自由度机械臂至少设置有四个，分别设置于舰体的两侧。采用此技术方案，利用多自由度机械臂支撑舰岛。

作为优选，所述舰岛上设置有指挥塔、飞行控制室、航海室、雷达和通信天线等。采用此技术方案，舰岛上设置有多功能相控阵雷达、封闭桅杆ame/s、电磁辐射系统mers和多功能射频系统amrfs。

作为优选，所述舰岛的四周设置有围栏，所述围栏与底座连接。采用此技术方案，有助于工作人员的活动。

作为优选，所述底座的底部设置有升降梯。采用此技术方案，有助于工作人员的上下。

作为优选，所述底座的底部还设置有逃生梯。采用此技术方案，有助于工作人员的逃生。

本发明的有益效果是：

1.本发明设计新颖、使用方便，通过将航母的舰岛设置在飞行甲板的上方，以减少飞行甲板上的建筑物，提高舰岛的信号收发能力；

2.本发明的多自由度机械臂可通过设置的机械臂控制器控制舰岛在飞行甲板上的位置以及悬浮的高度，从而有助于减少雷达的发射截面积；

3.本发明的机械臂控制器可通过探测器预测障碍物的运行轨迹，提前调整机械臂的位置，进行障碍物规避；

4.本发明的舰岛通过多自由度机械臂设置在飞行甲板的上方，能够在舰体发生倾斜时，通过多自由度机械臂移动舰岛往倾斜一侧的反方向移动，以改变舰体的重心平衡；

5.本发明的舰岛通过多自由度机械臂设置在飞行甲板的上方，能够通过降低或调整舰岛的位置减少舰体在海面上的风力阻力。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明涉及的俯视图；

图2是本发明涉及的上升示意图；

图3是本发明涉及的下降示意图。

图中标号说明：1、舰体，2、飞行甲板，3、支撑台，4、舰岛，5、底座，6、多自由度机械臂，7、机械臂控制器，8、升降梯，9、逃生梯，501、围栏，601、节肢，602、关节。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1～图3所示，一种航空母舰，包括舰体1以及设置在舰体1上的飞行甲板2，所述舰体1的两侧设置有支撑台3，所述飞行甲板2的上方设置有悬空的舰岛4，所述舰岛4的底部设置有底座5，所述底座5上设置有连接支撑台3的多自由度机械臂6，所述多自由度机械臂6与机械臂控制器7连接。采用此技术方案，不仅可以减少飞行甲板2上的建筑物，而且可以提高舰岛4的视野以及信号的接收能力。

作为优选，所述多自由度机械臂6包括多个彼此相连的节肢601，所述节肢601之间通过可调整的关节602连接。采用此技术方案，利用可调整的关节602，调整节肢601的位置。

作为优选，所述关节602至少包括一个冗余关节602的关节602，所述关节602与机械臂控制器7连接。采用此技术方案，由机械臂控制器7控制关节602的旋转或转动。

作为优选，所述机械臂控制器7包括控制电路板以及设置在控制电路板上的微处理器，所述微处理器通过控制电路板与电源、关节、探测器和操作面板。采用此技术方案，由操作面板发送信号指令给微处理器，由微处理器根据内部设定的程序控制机械臂的旋转或转动；探测器用于预测机械臂周围物体的运行轨迹，并将运行的轨迹发送给微处理器，由微处理器内设定的程序控制机械臂旋转或转动，使其规避防止被撞。

作为优选，所述多自由度机械臂6至少设置有四个，分别设置于舰体1的两侧。采用此技术方案，利用多自由度机械臂6支撑舰岛4。

作为优选，所述舰岛4上设置有指挥塔、飞行控制室、航海室、雷达和通信天线等。采用此技术方案，舰岛4上设置有多功能相控阵雷达、封闭桅杆ame/s、电磁辐射系统mers和多功能射频系统amrfs。

作为优选，所述舰岛4的四周设置有围栏501，所述围栏501与底座5连接。采用此技术方案，有助于工作人员的活动。

作为优选，所述底座5的底部设置有升降梯8。采用此技术方案，有助于工作人员的上下。

作为优选，所述底座5的底部还设置有逃生梯9。采用此技术方案，有助于工作人员的逃生。

具体实施例：

通过设置的多自由度机械臂将舰岛支撑悬浮在飞行甲板的上方，从而使的航母的飞行甲板简洁化，使飞行甲板上能够停放更多的战机。此外，由于舰岛悬浮在飞行甲板的上方，使得舰岛上的电子设备能够辐射的更远，减少雷达的反射截面积。另外，由于采用的是多自由度机械臂支撑舰岛，使得舰岛的位置以及高度可以变化，且多自由度机械臂在机械臂控制器的控制可进行旋转或转动来规避，避免被飞行物撞上。多自由度机械臂通过旋转或转动来规避、避让时，其悬浮底座可保持平稳，由关节控制节肢进行移动规避或避让。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。