一种水上无人装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水上设备技术领域，特别是涉及一种水上无人装置。
【背景技术】
[0002]水上无人装置是一个新兴的行业。在当今的海洋战略格局中，水面无人装置扮演的角色越来重要，它集智能控制、远程通信、探测侦查、水面水下作业等多种功能于一身，在一些复杂和高危险的作业环境中它的优越性尤其显著。水上无人船现已广泛应用于军事、安保、水质分析、科学探测等领域，并显示出巨大的优越性和广阔的发展空间。
[0003]但是现有的水面无人装置大都体积灵巧，抗浪能力不足，自持力有限。水面无人装置安装的设备范围受到很大限制；对于有些体积较大的水面无人装置，则制造成本高昂，携带不便。也限制了应用范围。
【发明内容】
[0004](一)发明要解决的问题
[0005]本发明克服了现有的水上无人装置抗浪能力不足容易倾覆的问题，提供了一种抗浪能力强并能够自动扶正的水上无人装置。
[0006](二)用于解决问题的方案
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的。
[0008]—种水上无人装置，包括船体，所述船体的底面的大致中央部设置有从所述船体的底面向上方延伸的引导孔，所述引导孔内载置有引导带，所述引导带的上端部固定于所述船体，所述引导带的下端部从所述引导孔穿出并连接有负载，所述负载和所述引导带被构造成具有当所述船体倾覆时能够将所述船体扶正的重量。
[0009]进一步，所述负载为集鱼灯或水下探测器。
[0010]进一步，所述船体的外周设置有平衡浮体。
[0011]进一步，所述平衡浮体为沿所述船体的周向对称布置的气囊，所述船体上设置有气栗，所述气栗与所述气囊相连通，用于为所述气囊供气。
[0012]进一步，所述船体还设置有用于推进所述船体在水中行进的推进单元。
[0013]进一步，所述推进单元包括推进马达和推进桨，所述推进马达的输出轴与所述推进桨的转轴连接，用于带动所述推进桨转动进而推动所述船体前进。
[0014]进一步，所述引导带通过用于使所述引导带升降的升降单元固定于所述船体。
[0015]进一步，所述升降单元包括滚筒马达和滚筒，所述滚筒马达的输出轴与所述滚筒的转轴连接，用于带动所述滚筒转动，所述滚筒固定于所述船体，所述引导带的上端部固定于所述滚筒，用于随着所述滚筒的转动而缠绕在所述滚筒上或从所述滚筒释放。
[0016]进一步，所述升降单元包括滚轮马达、滚轮和夹持轮，所述滚轮马达的输出轴与所述滚轮的转轴连接，用于带动所述滚轮转动，所述滚轮固定于所述船体，所述夹持轮固定于所述船体，所述滚轮的踏面与所述夹持轮的踏面彼此相对且所述滚轮的踏面与所述夹持轮的踏面之间的距离小于所述引导带的厚度，使得所述引导带的一部分被夹持在所述滚轮的踏面与所述夹持轮的踏面之间。
[0017]进一步，所述引导带通过用于使所述引导带升降的升降单元固定于所述船体，所述船体设置有用于推进所述船体在水中行进的推进单元；所述船体还设置有电源、配电单元和控制单元，所述电源的输出端电连接到所述配电单元的输入端，用于为所述配电单元供电，所述配电单元的输出端分别与所述升降单元的输入端、所述推进单元的输入端和所述控制单元的输入端电连接，用于向所述升降单元、所述推进单元和所述控制单元供电，所述控制单元的输出端分别与所述升降单元的控制输入端和所述推进单元的控制输入端电连接，用于向所述升降单元和所述推进单元发送控制信号。
[0018](三)发明的效果
[0019]与现有技术和产品相比，本发明具有如下优点。
[0020]1.基于引导孔-引导带-负载的结构，即使船体倾斜角度较大甚至船体被大浪打翻，本发明的水上无人装置也能够被随后产生的恢复力自动扶正，因此抗大浪能力强。
[0021]2.基于平衡浮体(即对称布置的浮体)的结构，本发明的水上无人装置对小的波浪涌动具有非常好的抵抗力，船体I非常平稳，即抗小浪能力也非常强。
[0022]3.本发明的水上无人装置优选设置有推进单元和升降单元，使得船体能够前进和转向，并且使得负载能够上升和下降，这种结构可以满足人们对水上无人装置的需求，结构简单，易于实现。本发明的水上无人装置特别适合用于渔场引鱼和水下科学探测。
[0023]4.本发明的水上无人装置的推进单元通过推进马达和推进桨来实现，升降单元通过滚筒和滚筒马达来实现，设备稳定性好，成本低。
[0024]5.此外，基于本发明的配电单元和控制单元的结构，本发明的水上无人装置特别适合操作人员通过无线遥控的方式远程控制，便于使用。
【附图说明】
[0025]图1是根据本发明的水上无人装置的结构示意图。
[0026]图2是根据本发明的水上无人装置的电气连接示意图。
[0027]图3是根据本发明的水上无人装置的升降单元的一个实施方式的示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]1、船体，2、引导孔，3、引导带，4、负载，5、气囊，6、推进单元，60、推进单元供电电源，61、推进马达，62、推进桨，63、舵机，7、升降单元，70、升降单元供电电源，71、滚筒马达，72、滚筒，77、滚轮，78、夹持轮，801、电源，802、配电单元，803、控制单元，804、遥控器。
【具体实施方式】
[0030]下面结合【附图说明】本发明的实施方式。
[0031]如图1所示，一种水上无人装置，包括船体1，船体I的底面的大致中央部设置有从船体I的底面向上方延伸的引导孔2，引导孔2内载置有引导带3，引导带3的上端部固定于船体1，引导带3的下端部从引导孔2穿出并连接有负载4，负载4和引导带3被构造成具有当船体I倾覆时能够将船体I扶正的重量。
[0032]根据一个实施方式，可以先在船体中部设置有一个立起的凸台，然后在凸台上形成上下贯通的贯通孔，该贯通孔即相当于引导孔2。接着，将引导带3的一端固定在船体I上，例如可以绕着凸台系紧，还可以固定在滚筒上(后面将详细说明)，将引导带3的另一端从上向下穿过引导孔2并挂载有负载4。
[0033]对于上述结构的船体1，当遇上大风浪而发生船体倾覆时，船体I的底面被颠倒朝上。此时，引导带3将先从船体I向上方延伸通过引导孔2，然后在穿出引导孔2之后折向水下延伸。因此，负载4的自身重力加上引导带3的自身重力再减去在克服负载4受到的浮力和减去克服引导带3受到的浮力之后的合力仍向下方拉拽引导带3，这相当于向上方或向斜上方提拉船体1，即，将对船体产生一个围绕引导孔2底端的扶正力矩。如果负载4的重力和引导带3的重力足够大，那么船体I将被自动扶正，从而实现了本发明的目的。当然，本领域技术人员能够理解，负载4的重力和引导带3的重力也不能无限大，至少应能保证在本发明的水上无人装置正常作业时，船体I能够承载得动负载4和引导带3。
[0034]由于本发明的水上无人装置为小型设备，一般常用于引鱼和水下探测，对应的负载4分别为集鱼灯和水下探测器，其中，集鱼灯可以是LED集鱼灯(对应的集鱼灯供电电源为LED集鱼灯驱动器)或金卤集鱼灯(对应的集鱼灯供电电源为金卤灯安定器)，水下探测器例如可以是水下摄像机、水质分析仪、水底测绘仪等等，相应地，船体I的重量也不会很大。通常可以通过在负载4上增加配重块从而很容易地调节负载4的重量，以便使负载4能够在船体I倾覆时对船体I提供足够的恢复力。
[0035]需要说明，引导孔2优选设置在船体I的底面的大致中央部。如果引导孔2略偏离船体I的中央部，那么可能导致当船体I向一侧倾覆时，自动恢复起来更容易，但当船体I向另一侧倾覆时，可能自动恢复略难。可以从几何学的角度来确定该中央部，只要在负载4的重力作用下能够对船体I提供足够的倾覆恢复力即可。
[0036]此外，对于上述结构的船体1，当遇上小风浪而发生船体摇摆时，一方面，通过负载4的重力和引导带3的重力，船体I被压紧稳定在水面上，这能够在一定程度上防止船体I来回摇摆，另一方面，当船体I摇摆时，引导带3与引导孔2的内壁的接触，在负载4的作用下，对船体I提供一个与摆动方向相反的力矩，总的来看，相当于对船体I提供了稳定力。因此，上述结构的船体I对小风浪而导致的船体摇摆也具有一定的削弱抵抗效果。
[0037]此外，还可以在船体I的外周设置平衡浮体。其中，“平衡浮体”中的“平衡”两个字是指能够使船体I保持平衡，而不会是仅在一侧设置浮体。因此平衡浮体需要被关于船体I对称设置，以便保持船体I的平衡。根据一个实施方式，平衡浮体可以是沿船体I的周向整周对称布置的气囊5或橡皮圈，这种方式设置的优点是，一方面，气囊5能够漂浮在水面上，因而属于浮体的一种，且气囊较容易实现，另一方面，以沿船体I的周向一圈布置气囊5的方式可以使船体I沿各个方向(360度)都能较好地保持平衡，而不会因设置平衡浮体而导致船体I倾斜或不稳。当然，气囊5不限于沿船体I的周向成一周地布置，还可以类似于在飞机左右两侧的对称的机翼，仅在船体I的左右两侧对称地分别伸出一个翼状的气囊。此外，本领域技术人员还能够想到，平衡浮体优选设置在船体I的外侧面上的能与水面接触的高度，以便能够有效地发挥作用。此外，船体I上还可以设置有气栗，并使气栗与气囊5相连通，用于为气囊5供气/排气。采用充气气囊5作为平衡浮体的优点在于，当不使用时，可以使气囊5放气，可以显著缩小船体I占用的空间。
[0038]此外，船体I还设置有用于推进船体I在水中行进的推进单元6。根据一个实施方式，该推进单元6例如可以包括推进马达61和推进桨62，推进马达61的输出轴与推进桨62的转轴连接，用于带动推进桨62转动进而推动船体i前进。另外，推进单元6还可以包括控制行进方向的舵机63，舵机63还可以进一步包括舵和控制舵转动的舵马达。但是，舵机63不是必须的，例如，在一个实施方式