专利名称：巡逻机器鱼的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种巡逻机器鱼，能够在水下执行巡逻探测任务。依靠海流推进和电动力推进，可以在水下连续航行几十天，甚至几个月，航程几千公里。由于利用海流作为动力的一部分，大大节约能量，降低了制造和运行成本。尤其涉及一种携带了声纳、摄象机、各种传感器的探测系统，执行水下侦察任务。还尤其涉及一种携带了抛弃型浮子天线的通讯系统，使巡逻机器鱼有良好的隐蔽性和安全性，同时可以实现在水下与卫星通讯联系，实现GPS卫星定位和无线电通讯联系。巡逻机器鱼是一种特殊用途的水下智能航行体，又可以叫无人驾驶潜艇、UUV或水下机器人。
背景技术：
海洋开发和保卫辽阔海疆，需要各种各样的船舶，潜艇、水下机器人和UUV。由于水下是无线电的盲区，侦察卫星可以对地球的陆地了如指掌，但是，对水下却无能为力。海洋占据地球表面积的70％。深海更有巨大空间需要探测。
潜水艇、UUV、水下机器人等深水作业的潜水工具，因其良好的机动性、隐蔽性，保证了巨大的战斗力和安全性。然而，制造和运行成本昂贵。对大规模开发海洋，和保卫辽阔海疆，犹如杯水车薪。
潜水艇、UUV等每次执行任务，往往出海航行几周，甚至几个月。水下载体长年累月在浩瀚的海洋里，需要与陆地指挥中心经常保持通讯联系。因为水下无法实现无线电通讯联系。往往需要水下载体浮出水面进行通讯联系。这样上浮到浅水区，一方面，中断了水下载体深水作业的连续性；另一方面，浮出水面往往带来了，曝露潜水器具目标所在位置的危险，对潜水器具的安全造成威胁。
一望无际的海洋，可以分为我控区，公海，他控区。当水下载体在非我控区航行时，隐蔽性十分重要。
有的潜水器具通过增加伸缩天线的长度，利用长天线来进行无线电通讯联系。然而，伸缩天线的长度毕竟有限，潜水器具必须利用黑夜，上浮到浅水区进行通讯。由于夜视设备的进步，危险照样增加。潜水器具的上浮和下潜都需要花费时间，尤其在非我控制区，上浮的风险很大，这都是不安全因素。
巡逻机器鱼具有制造和运行成本低廉，隐蔽性好，水下实现无线电通讯联系等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种巡逻机器鱼，具有利用海流推进和电动力推进两种推进动力，噪声小，隐蔽性好，节能，航程大，制造、运行成本低廉等特点。
本发明的另一个目的是提供一种巡逻机器鱼，携带各种探测设备，在水下完成各种侦察任务。
本发明的另一个目的是提供一种使用抛弃型浮子天线的巡逻机器鱼，其具有良好的隐蔽性，在连续进行深水作业的同时，不需要上浮，实现与卫星进行无线电通讯联系。
一种巡逻机器鱼，包括密封壳体，电动力推进系统，控制系统，重量重心调节系统，探测系统，电脑管理中心，卫星通讯系统，GPS卫星定位系统，抛弃型浮子天线等组成。巡逻机器鱼的密封壳体由轻金属材料制造，具有良好的耐压能力和水密性；密封壳体内部的水箱、泵、可移压铅等组成重量重心调节系统；使巡逻机器鱼比重接近海水，水下航行时，呈零浮力，使巡逻机器鱼具有随波逐流的能力。电动力推进系统由锂电池、变速器、电机、螺旋桨等组成；巡逻机器鱼的航程由海流推进和电力推进两部分提供。巡逻机器鱼依靠海流和携带的电动力推进系统，有较大的续航力，一般可以连续在水下航行几十天到几个月，航程几千公里。控制系统由逻径仪、定深器、角度传感器、舵机、舵等组成，控制巡逻机器鱼水下航行的方向及其航行的稳定性。探测系统由声纳、摄象机、各种各样传感器组成，使巡逻机器鱼可以在水下执行各类侦察任务。当巡逻机器鱼需要与陆地指挥中心通讯联系时，巡逻机器鱼在水下释放抛弃型浮子天线，浮子天线自动浮上海面，实现与卫星通讯联系和GPS定位；通讯完毕，巡逻机器鱼割断与浮子天线连接的光纤或导线，抛弃浮子天线。一般巡逻机器鱼出海执行巡逻任务，天线舱内携带几十个浮子天线。
图1是本发明的巡逻机器鱼的简单示意图。
具体实施例方式
参照图1，是一条巡逻机器鱼的简单示意图。密封壳体1由轻金属材料制造，具有良好的耐压能力和水密性。重量重心调节系统由水箱16，泵，管道，可移压铅3等组成。通过水箱16的加减水量，保证巡逻机器鱼的比重接近海水，在水下呈零浮力；通过可移压铅3的前后移位，配合舵机9和舵11的操纵，使巡逻机器鱼在水下能够利用海流，沿海流方向，借助海流作为动力，稳定前进。巡逻机器鱼能够顺海流随波逐流，大部分航程通过海流获得。电动力推进系统由锂电池7，变速器，电机10，螺旋桨12等组成，可以低速度推进。巡逻机器鱼可以用海流推进，也可以用电动力推进，根据任务需要，由电脑管理中心5选择决定。控制系统由方向仪13，定深器14，角度传感器，舵机9，舵12等组成。控制巡逻机器鱼水下航行的方向及其航行的稳定性。方向仪13采用普通的逻径仪，当巡逻机器鱼从GPS卫星定位系统，获得自己所在位置的精确的经纬度时，通过电脑管理中心中海图分析，确定目标方向，操舵向目标方向前进。目标的选择必须是顺海流方向，巡逻机器鱼不能逆流前进，因为没有携带足够的电动力能量。顺流而进，是巡逻机器鱼的缺点，或者说是巡逻机器鱼的特点。探测系统由声纳4、摄象机2、各种各样传感器(如温度传感器，盐分传感器，速度传感器，海流传感器，磁性传感器，角度传感器等等)组成，使巡逻机器鱼可以执行各类侦察任务。电脑管理中心5，首先管理、控制巡逻机器鱼朝目标方向正常航行，合理利用锂电池能量，譬如，45天的航行任务，如何巧妙地开启电动力推进系统，利用最小的电能，获得最大的航程。在此期间，理所当然地让重量重心调节系统和控制系统协调工作。其次，电脑管理中心要指挥探测系统积极工作，把周围环境和需要侦察的资料记录下来。再次，当巡逻航行一段时间后，按照与陆地指挥中心的约定，需要与卫星进行通讯联系。这时，从天线舱里释放一个浮子天线，当浮子天线上浮到海面，巡逻机器鱼通过卫星与陆地指挥中心进行无线电通讯联系。通过GPS卫星定位系统，确定巡逻机器鱼当前位置的精确经纬度，判断前次航行的航向偏差，接受陆地指挥中心的指令，发送报告侦察数据和结果。通讯完毕，由切割刀15，隔断浮子天线与巡逻机器鱼的连接线。为了减少巡逻机器鱼曝露目标的危险，通讯联系需要分秒必争。因为在公海和他控区，由于无线电通讯联系造成的目标曝露，也隐藏着危险。除了必须的双向通讯和接受指令外，发送必要的侦察数据，在可以隔断浮子天线与巡逻机器鱼的连接线，巡逻机器鱼迅速离开通讯区域以后，由浮子天线单独与卫星通讯联系。当然，这就需要在释放浮子天线以前，电脑管理中心把必须发送的数据事先灌注到浮子天线的芯片中去。如果，在他控区海域航行时，巡逻机器鱼对航行轨迹有比较正确的把握，不需要接受陆地指挥中心新的指令，巡逻机器鱼可以释放只发送数据的浮子天线，而且把通讯延迟时间，等巡逻机器鱼离开以后，再执行发送数据任务。保证巡逻机器鱼的隐蔽性和安全性。浮子天线在完成通讯任务以后，具有自毁能力，尽量保持神不知，鬼不觉。
如果浮子天线采用的是导线绕组，连接线隔断后，巡逻机器鱼需要对导线断口进行绝缘处理，保证通讯系统不受海水影响，保持必要的绝缘电阻。
当巡逻机器鱼需要下潜时，水箱加水，使巡逻机器鱼呈负浮力，压铅前移，水平舵打下舵，实现下潜；一旦到达下潜深度，停止下潜。水箱排水，压铅后移，恢复水平航行状态。
当巡逻机器鱼需要上浮时，水箱排水，使巡逻机器鱼呈正浮力，压铅后移，水平舵打上舵，实现上浮；一旦到达预定深度，停止上浮。水箱加水，压铅前移，恢复水平航行状态。
巡逻机器鱼完成巡逻任务，归航基地，巡逻机器鱼浮上水面，等待打捞回收。检修，维护，充电后执行下一轮任务。
本发明并不受以上实施例的限制，本技术领域的普通技术人员不用创造性思考就可得出的，都在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种巡逻机器鱼，包括密封壳体，电动力推进系统，控制系统，重量重心调节系统，探测系统，电脑管理中心，卫星通讯系统，GPS卫星定位系统，抛弃型浮子天线等组成；密封壳体由轻金属材料制造，具有良好的耐压能力和水密性；密封壳体内部的水箱、泵、可移压铅等组成重量重心调节系统；使巡逻机器鱼比重接近海水，水下航行时，呈零浮力，使巡逻机器鱼具有随波逐流的能力；电动力推进系统由锂电池、变速器、电机、螺旋桨等组成；航程由海流推进和电力推进两部分提供；控制系统由逻径仪、定深器、角度传感器、舵机、舵等组成，控制巡逻机器鱼水下航行的方向和航行稳定性；探测系统由声纳、摄象机、各种各样传感器组成，使巡逻机器鱼可以执行各类侦察任务；抛弃型浮子天线由巡逻机器鱼在水下释放，浮子天线自动浮上海面，实现与卫星通讯联系和GPS定位；通讯完毕，巡逻机器鱼割断与浮子天线连接的光纤或导线，抛弃浮子天线；电脑管理中心备有各种系统软件和专家系统，体现巡逻机器鱼的高智能；巡逻机器鱼是特殊用途的水下智能航行体，又可以叫无人驾驶潜水艇、UUV或水下机器人；巡逻机器鱼依靠海流和携带的电动力推进系统，有较大的续航力，一般可以连续在水下航行几十天到几个月，航程几千公里。
2.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的密封壳体由轻金属材料制造，具有良好的耐压能力和水密性；密封壳体内部的水箱、泵、可移压铅等组成重量重心调节系统；使巡逻机器鱼比重接近海水，水下航行时，呈零浮力，具有随波逐流的能力。
3.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的电动力推进系统由锂电池、变速器、电机、螺旋桨等组成；巡逻机器鱼的航程由海流和电力推进两部分提供。
4.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的抛弃型浮子天线由巡逻机器鱼在水下释放，浮子天线自动浮上海面，实现与卫星通讯联系和GPS定位；通讯完毕，巡逻机器鱼割断与浮子天线连接的光纤或导线，抛弃浮子天线；
5.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的控制系统由逻径仪、定深器、角度传感器、舵机、舵等组成，控制巡逻机器鱼水下航行的方向和航行稳定性；
6.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的探测系统由声纳、摄象机、各种各样传感器组成，使巡逻机器鱼可以执行各类侦察任务；
7.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的电脑管理中心备有各种系统软件和专家系统，体现巡逻机器鱼的高智能。
8.如权利要求1所述的巡逻机器鱼，其特征在于，其中所述的卫星通讯系统和GPS卫星定位系统，当巡逻机器鱼在海面上时，用普通天线通讯联系；当巡逻机器鱼在水下作业时，用浮子天线进行通讯联系。
全文摘要
一种巡逻机器鱼，包括密封壳体，电动力推进系统，控制系统，重量重心调节系统，探测系统，电脑管理中心，卫星通讯系统，GPS卫星定位系统，抛弃型浮子天线等组成。巡逻机器鱼的密封壳体由轻金属材料制造，具有良好的耐压能力和水密性；密封壳体内部的水箱、泵、可移压铅等组成重量重心调节系统；使巡逻机器鱼比重接近海水，水下航行时，呈零浮力，使巡逻机器鱼具有随波逐流的能力。电动力推进系统由锂电池、变速器、电机、螺旋桨等组成；巡逻机器鱼的航程由海流推进和电力推进两部分提供。巡逻机器鱼依靠海流和携带的电动力推进系统，有较大的续航力，一般可以连续在水下航行几十天到几个月，航程几千公里。控制系统由逻经仪、定深器、角度传感器、舵机、舵等组成，控制巡逻机器鱼水下航行的方向及其航行的稳定性。探测系统由声纳、摄象机、各种各样传感器组成，使巡逻机器鱼可以执行各类侦察任务。当巡逻机器鱼需要与陆地指挥中心通讯联系时，巡逻机器鱼在水下释放抛弃型浮子天线，浮子天线自动浮上海面，实现与卫星通讯联系和GPS定位；通讯完毕，巡逻机器鱼割断与浮子天线连接的光纤或导线，抛弃浮子天线。一般巡逻机器鱼出海执行巡逻任务，天线舱内携带几十个浮子天线。
文档编号B25J9/06GK1631620SQ20051002317
公开日2005年6月29日 申请日期2005年1月10日 优先权日2005年1月10日
发明者华钟祥, 华虓, 陈宜艇 申请人:上海劲钻实业公司