无人艇自扶正装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种船舶的安全装置。
【背景技术】
[0002]目前，在船舶安全装置方面的研宄和实用新型集中在抗倾覆或者减小船舶的倾覆几率。实际海况瞬息万变，无人艇要应对的情况并不能100%完全预料。一般而言，无人艇一旦倾覆，为了自我保护，所有的动力系统将停止工作，这对于一艘用于巡航或者国防用途的无人艇来说，此时已经完全失去了战斗力。为了能让无人艇更好的工作，在环境恶劣的海面上航行时需要采取措施使无人艇在意外倾覆后，通过自主调整能够使其恢复正浮状态。无人艇的浮态自恢复能力研宄是无人艇的关键技术之一。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种快速、灵活、机动性强、自扶正效率高的无人艇自扶正装置。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:无人艇自扶正装置，其包括机械臂、浮子，机械臂上设有收放装置，机械臂的一端安装在无人艇船体上，机械臂的另一端在伸展时伸出船体，并与浮子相连。
[0005]所述的装置，收放装置包括第一关节和第二关节，第一关节靠近无人艇船体，第二关节位于机械臂中部。
[0006]所述的装置，机械臂接有机械、液压、气压或电传动装置。
[0007]所述的装置，无人艇船体上设有无人艇姿态传感器和控制器，收放装置、无人艇姿态传感器通过数据线与控制器电连接。
[0008]所述的装置，无人艇姿态传感器采用地磁传感器或陀螺仪传感器。
[0009]所述的装置，还包括电池组，控制器、无人艇姿态传感器、收放装置均与电池组的两端电连接。
[0010]所述的装置，收放装置与电池组的电连接回路上设有机械臂开关，机械臂开关通过数据线与控制器相连。
[0011]所述的装置，浮子采用泡沫浮子或气囊浮子。
[0012]所述的装置，浮子为球体、锥体、柱体或者其它的多面体。
[0013]所述的装置，机械臂通过机械爪固定浮子。
[0014]本实用新型的优点:本实用新型主要利用转矩原理，机械臂起到增大力臂和提供恢复力矩的作用，浮子起到支撑作用，结构简单而且所采用的设备都较为常见。本实用新型所采用的浮子体积较小，有利于减小对无人艇正常航行的影响，选用无人艇姿态传感器，成本低廉，能实现对无人艇自扶正过程自动控制的需要，也可以应对自扶正过程的突发状况，本装置总体占用的空间较小，基于机械臂和浮子组合的设计可灵活、快速、高效和频繁的实现无人艇的自扶正。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的构成示意图。
[0016]图2是本实用新型的工作状态示意图(I)，无人艇倾覆。
[0017]图3是本实用新型的工作状态示意图(2)，机械臂伸展。
[0018]图4是本实用新型的工作状态示意图(3)，关节开始工作。
[0019]图5是本实用新型的工作状态示意图(4)，机械臂微调。
[0020]图6是本实用新型的电气部分原理结构图。
[0021]图中，1:机械臂；2:浮子；3:控制器；4:无人艇姿态传感器；5:无人艇船体；6:艇底-J:左舷;8:右舷；9:重心；10:第一关节；11:第—关节；12:电池组；13:机械臂开关；14:数据线；F:浮力；G:重力。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型包括机械臂、浮子、控制器、无人艇姿态传感器，机械臂安装在无人艇甲板上，控制器和无人艇姿态传感器放置在无人艇甲板下，浮子固定在机械臂末端。
[0023]本实用新型还可以包括:
[0024]1.所述的机械臂末端上装有机械爪，通过机械爪固定住浮子。
[0025]2.机械臂安装在无人艇船体内，通过无人艇船体上的开口伸展出来。
[0026]所述机械臂为多关节机械臂，可折叠收放。机械臂包含利用机械传动的机械臂；或者利用液压传动的机械臂；或者利用气压传动的机械臂；或者利用电传动的机械臂。
[0027]无人艇姿态传感器用于检测无人艇的横倾角，无人艇姿态测量传感器中包含利用地磁原理的传感器；或者包含利用陀螺仪原理的传感器。
[0028]所述的浮子包含泡沫浮子；或者气囊浮子。浮子为球体；或者锥体；或者柱体；或者其它多面体。
[0029]本实用新型的自扶正装置既可用于无人艇，也可用于其他小型船舶。当无人艇倾覆后，此时浮子部分浸没在水中起到支撑作用，机械臂向无人艇舷侧伸展开并从无人艇的一舷侧转动到另一舷侧使得无人艇获得一个较大的恢复力矩，从而无人艇实现自扶正过程。当无人艇恢复到正浮状态后，机械臂折叠收回。此过程中，无人艇姿态传感器实时传输数据给控制器，判断无人艇的浮态，达到实时控制机械臂动作执行效果以应对无人艇自扶正过程中突发状况的目的。
[0030]下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述:
[0031]结合图1，无人艇自扶正装置的组成包括机械臂1、浮子2、控制器3和无人艇姿态传感器4，浮子2位于机械臂I末端，浮子2可以是任意形状，只要提供的浮力满足要求即可。
[0032]结合图6，电池组12给控制器3、无人艇姿态传感器4、第一关节10、第二关节11供电，无人艇姿态传感器4、第一关节10、第二关节11、机械臂开关13与控制器3之间连有数据线14。
[0033]结合图2，无人艇倾覆后机械臂I和浮子2浸没在水中，控制器3控制机械臂开关13闭合。结合图3，机械臂I向船体左舷7 (或右舷8)伸展开，这一侧船体略微上升，右舷8(或左舷7)船体略微的下沉。结合图4，机械臂I的第一关节10开始工作，无人艇开始自扶正。机械臂I的第一关节10顺时针(或逆时针)方向转动，无人艇船体5和机械臂I之间相互作用，机械臂I获得一个顺时针(或逆时针)方向的转矩，无人艇船体5获得一个逆时针(或顺时针)方向转动的转矩，对于无人艇船体5来说，阻碍无人艇沿逆时针方向绕机械臂I的第一关节10转动的阻力矩小于机械臂I的第一关节10的转矩，而对于机械臂I来说，由于浮子2的最大浮力矩大于机械臂I的第一关节10的转矩，所以最终整个自扶正过程中是无人艇船体5在绕机械臂I的第一关节10转动，浮子2起到的是支撑作用。结合图5，当无人艇横倾角(注:0度为正浮，180度为倾覆)从180度减小到一定的角度时，开始分两种情况:1)无人艇艇的重心较高，仍需要机械臂I继续执行动作才能使无人艇恢复正浮；2)无人艇的稳性消失角较大，当横倾角小于艇的稳性消失角，无人艇依靠自身的稳性就可以恢复正浮，此时机械臂I不需发挥作用，自动收臂。
【主权项】
1.无人艇自扶正装置，其特征在于:包括机械臂(1)、浮子(2)，机械臂(I)上设有收放装置，机械臂(I)的一端安装在无人艇船体(5)上，机械臂(I)的另一端在伸展时伸出船体(5)，并与浮子(2)相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:收放装置包括第一关节(10)和第二关节(11)，第一关节(10)靠近无人艇船体(5)，第二关节(11)位于机械臂(I)中部。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:机械臂(I)接有机械、液压、气压或电传动装置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:无人艇船体(5)上设有无人艇姿态传感器(4)和控制器(3)，收放装置、无人艇姿态传感器(4)通过数据线(14)与控制器(3)电连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于:无人艇姿态传感器(4)采用地磁传感器或陀螺仪传感器。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于:还包括电池组(12)，控制器(3)、无人艇姿态传感器(4)、收放装置均与电池组(12)的两端电连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:收放装置与电池组(12)的电连接回路上设有机械臂开关(13)，机械臂开关(13)通过数据线(14)与控制器(3)相连。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的装置，其特征在于:浮子(2)采用泡沫浮子或气囊浮子。
9.根据权利要求1?7中任一项所述的装置，其特征在于:浮子(2)为球体、锥体、柱体或者其它的多面体。
10.根据权利要求1?7中任一项所述的装置，其特征在于:机械臂(I)通过机械爪固定浮子⑵。
【专利摘要】本实用新型提供了一种无人艇自扶正装置，其包括机械臂(1)、浮子(2)，机械臂(1)上设有收放装置，机械臂(1)的一端安装在无人艇船体(5)上，机械臂(1)的另一端在伸展时伸出船体(5)，并与浮子(2)相连。本实用新型快速、灵活，机动性强、自扶正效率高。
【IPC分类】B63B43-14, B63B43-02
【公开号】CN204489139
【申请号】CN201520057334
【发明人】吴晓春, 杨吉, 杜哲, 曾远梦, 吕露, 张康贺, 雷慧中, 武鹏, 文元桥, 肖长诗
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月27日