专利名称：太阳能无人艇的制作方法
技术领域：
本发明属于无人艇的领域，尤其是具有水面搜索及水下潜行的太阳能无人艇。
背景技术：
无人艇是一种配备先进的控制系统、传感器系统、通信系统和武器系统的无人操作的舰艇。适合执行危险以的、不宜有人船只的任务。在军事上，可以执行侦察、探测、搜索、巡逻、排雷、反潜作战、反特种作战、打击海盗及反恐攻击；在民事上可以执行搜救、导弹航和水文地理勘察；在无人艇研发和使用领域，美国和以色列一直处于领先地位。据美国《航空周刊》报道，专家们相信，无人艇，特别是无人水下潜航器将成为未来海战的主角。目前，地面和空中无人平台已经开始执行作战任务，无人艇可利用成熟的无人平台涉足军事及民事领域。无人艇，不仅可充当“水雷杀手”和“水下侦察机”，甚至可直接对敌方潜艇和军舰发动攻击；尤其是隐蔽性强的无人艇，更可充当核潜艇和水面舰艇等载人平台的前出装备，不但扩大了载人舰艇作战范围，更可做到“先敌发现、先敌攻击”，提升载人舰艇的战胜能力。然而，现役中的无人艇，虽优势多多，但在续航能力及隐蔽性的问题上，还有诸多可完善的地方。
发明内容本专利就是为解决上述之不足，提出一种解决无人艇续航能力及隐蔽性的技术途径。本发明属于无人艇的领域，尤其是水面和水下均可执行战斗任务的太阳能无人艇。太阳能无人艇，包括导弹发射器、远、近程火炮、弹药仓、追踪式太阳能系统及采光板、压水仓及压水仓开关门、控制系统、远程雷达、动力仓；所述的导弹发射器，是可与鱼雷通用的发射器；所述的追踪式太阳能系统及采光板是无人艇的主动力源；所述的采光板，布设于全艇的舰面上；所述的采光板，采用透镜群聚光、水冷散热、阳光轴实时追踪综合技术，使太阳能的转换力高达50%以上；所述的压水仓开关门，可实现压水仓进水，使无人艇以水下潜行模式执行战斗任务；隐蔽性强的无人艇特具的“先敌发现、先敌攻击”的优势，可胜任核潜艇及航母的前出装备。本发明的优点在于。动力强劲。由于采取了化整为另的技术方案，采光板(17)能在追踪式太阳能系统
(07)狭小的空间里，仍然具有实时追踪太阳光轴的功能，结合透镜群聚光技术(详见申请在先已获授权的2012201396214 —种太阳能列阵式透镜群)协同应用，采光板(17)可获高达50%以上的太阳能转换率。模块化。全艇采用模块化设计，根据不同需要，按照“即插即用”的原则，将不同的设备像搭积木一样快速安装在艇上，使之可执行反恐、情报侦察和监视、水雷战、反潜战和火力支援等多种任务。[0009]隐身。在外形设计上，上甲板没有雷达反射物和增大雷达反射截面的设施，没有90°的交角，艇体侧面和上层建筑为小角度倾斜，在有些重点部位上，还采用了雷达吸波材料，故特别适合用作航母及核潜艇的前出装备。体积小巧。常规的齿轮传动，都得通过制动齿轮或涡轮、蜗杆，由电动马达来驱动的，所以齿轮传动的综合机构是比较复杂的，占有空间也就会很大，若采集了气动驱动齿轮的技术方案驱动机构简单可靠，且可大幅节省装机的空间和重量，非常适合在无人艇上应用。吸收新技术。艇体采用玻璃钢复合材料，大量使用碳纤维及轻质复合材料取代传统的钢材料，减轻艇重，降低艇体受损程度和减少维修费用。结构紧凑。追踪式太阳能系统(07)，采用气压传动，大幅节省安装空间和安装负载，结构紧凑的双联式气动阀，二个气压阀，同设于一个底座上，既节省空间又增强了运作的可靠性。成本低廉。气动驱动与液压驱动的相比，优势是很明显的，特别在相同的需多单元部件协同工作的情况下，气动驱动的优势就更为突出了，对制造而言，生产成本就会降低。本发明属于无人艇的领域，尤其是水面和水下均可执行战斗任务的太阳能无人艇，特别适合用作航母及核潜艇的前出装备。本发明的技术方是这样实现的。太阳能无人艇，包括导弹发射器左(01)、远程火炮(02)、近程火炮(03)、导弹发射器右(04)、弹药仓(05)、透明罩(06)、追踪式太阳能系统(07)、安装架(08)、压水仓开关门
(09)、压水仓(010)、控制系统(011)、远程雷达(012)、动力仓(013)、螺旋桨(014)、排气管
(015)及采光板(17);所述的导弹发射器(01)及导弹发射器右(04)，是可与鱼雷通用的发射器；所述的压水仓开关门(09)，位于压水仓(010)的底部，打开压水仓开关门(09)，可实现压水仓(010)进水，无人艇可改成潜航模式；所述的压水仓开关门(09)，呈向外开的合页结构，压水仓的顶部，设有通向艇尾的排气管(015);所述的动力仓(013)中，包含了二种动力系统，除太阳能动力外，还设有公知的柴油直流电机组、直流蓄、配电系统、水泵及空气压缩机；所述的追踪式太阳能系统(07)，包括透明罩(06)、安装架(08)及采光板(17);所述的透明罩(06)，布设于无人艇的舰面上，其几何尺寸，与无人艇的舰面相一致；所述的采光板(17),笼罩于由透明罩(06)与安装架(08)相密封的环境中；所述的米光板(17),米用透镜群聚光、水冷散热、阳光轴实时追踪综合技术，见申请在先已获授权的专利号为2012201981203的水冷式聚光光伏太阳能发电场及专利号为2012201396214 —种太阳能列阵式透镜群的专利，使太阳能的转换力高达50%以上；所述的追踪式太阳能系统(07)，是无人艇的主动力源；所述的采光板(17)由气动阀(2)及双联式气动阀(6)驱动，以实时调整采光板(17)的中轴线与太阳光轴保持平行；所述的采光板(17)，以化整为另的模式，安装并旋转于追踪式太阳能系统(07)中的狭小空间里；所述的采光板(17)，包括滑块及滑槽
(1)、气动阀(2)、“1/’架六(3)、旋转接头(4)、轴承座(5)、双联式气动阀(6)、推杆A (7)、上支柱(8)、斜齿轮(9)、推杆B (IO)HB (11)、轴承(12)、安装环座(13)、推杆C (14)、十字支架(15)、连接螺栓(16)、采光板(17)、下支柱(18)、支柱座螺栓(19)、支柱座(20);所述的采光板(17)，其向阳的正面，布设有采用透镜群聚光的太阳能电池板，电池板的背面，设有十字支架(15);所述的与气动阀(2)相近的十字支架(15)的垂架上，设有滑块及滑槽(I);所述的轴承座(5)上，设有“L”架A (3)的安装螺孔，气动阀(2)，通过“L”架A (3)固定于上支柱(8)的轴承座(5)上；所述的气动阀(2)，通过气动阀(2)上的推杆A (7)与滑块及滑槽(I)中的滑块相连接；所述的十字支架(15)的中心位上，设有与上支柱(8)相连接的旋转接头(4);所述的旋转接头(4)与上支柱(8)的顶端相接；随着气动阀(2)上的推杆A
(7)的上下运动，位于上支柱(8)上通过十字支架(15)相连的采光板(17)，在上支柱(8)上，作垂直旋转，以调整采光板(17)的仰角；所述的安装环座(13)，位于下支柱(18)的上方，安装环座(13)的下面，设有“L”架B (11)的安装螺孔，所述的双联式气动阀(6)，通过“L”架B (11)固定安装在位于下支柱(18)上的安装环座(13)的下方；所述的上支柱(8)与下支柱(18)通过轴承(12)相连接；所述的轴承(12)位于上支柱(8)下端的轴承座(5)中；所述的轴承(12)，紧实地套着于位于下支柱(18)上方的安装环座(13)上，实现上支柱(8)在安装环座(13)上可作旋转运动，采光板(17)随着上支柱(8)的旋转，作同步的水平旋转；所述的轴承座(5 )的外侧，紧实地套着有斜齿轮(9 )，斜齿轮(9 )的斜齿部伸入双联式气动阀(6 )的推杆A (7)及推杆B (10)形成的空间中；所述的推杆A (7)及推杆B (10)，在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮(9)作正反的水平旋转及锁定的动作。所述的双联式气动阀(6)，包括下阀体(21)、后室液嘴(22)、安装螺孔(23)、密封环A (24)、方导弹柱(25)、前室液嘴(26)、推杆B (10)、密封环B (27)、推杆头(28)、推杆圆弧头(29)、上阀体B (30)、连接底部(31)、推杆A (7)、推杆方孔(32)、前液室(33)、上阀体A (34)、及后液室(35);所述的双联式气动阀(6)，是由二个左右对称的上阀体B (30)及上阀体A (34)与下阀体(21)紧合并通过连接底部(31)相连形成双联结构的；所述的推杆A
(7)及推杆B (10)前端的推杆头(28)，其头部的上半部，被削除了 1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头(28)能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退的动作；所述的推杆A (7)后端的中心位，设有推杆方孔(32 )。所述的上支柱(8)与下支柱(18)通过轴承(12)相连接；所述的轴承(12)位于上支柱(8)下端的轴承座(5)中；所述的轴承(12)，紧实地套着于位于下支柱(18)上方的，安装环座(13 )上的下支柱(18 )上，以实现上支柱(8 )在安装环座(13 )上可作旋转运动；所述的轴承座(5)上设有“L”架A (3)的安装螺孔，气动阀(2)通过“L”架A (3)安装于轴承座(5 )上；所述的轴承座(5 )的外侧紧实地套着有斜齿轮(9 )，斜齿轮(9 )的斜齿部伸入双联式气动阀(6)的推杆A (7)及推杆B (10)形成的空间中；所述的推杆A (7)及推杆B (10)，在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮(9)正反的水平旋转及锁定的动作。所述的追踪式太阳能系统(07)，其布局范围与太阳能无人艇的舰面相一致；所述的追踪式太阳能系统(07)上，设有一张恰似大网的透明罩(06);所述的透明罩(06)，采用高强度的透明树脂注塑成型，为提高透明罩的抗压强度，透明罩下的采光板(17)可采取分组组合；透明罩(06)与采光板(17)的安装架(08)间，实施可靠的密封；所述的安装架(08)的下方，设有追踪式太阳能系统(07)的管线层；所述的太追踪式太阳能系统(07)，采用气动传动，以减轻无人艇的负载。所述的控制系统(011)，包括通讯系统、传感系统、武器系统及动力系统，所述的动力系统，包括太阳能电池组和和柴电直流电动机组；所述的远程雷达(012)，用于预警远距目标，将获得的预警资讯发回基地；所述的太阳能无人艇与现有的无人控制平台可实现无缝对接。[0021]所述的远程火炮(02)及近程火炮(03)，位于无人艇舰首的前端，用以对付远近距的敌方目标；所述的远程火炮(02)及近程火炮(03)，在预警系统对敌方目标作分析判断后，由指令控制，实施攻击。所述的螺旋桨(014)，采用四桨分组式，以适应不同作战要求；所述的螺旋桨
(014)由直流电动机组驱动。
附图1为本发明太阳能无人艇整体结构示意图。附图2为本发明追踪式采光板结构示意图。附图3为本发明追踪式采光板局部结构示意图。附图4为本发明追踪式采光板列阵布置示意图。附图5为本发明追踪式采光板追踪阳光轴示意图。附图6为本发明双联式气动阀的结构图。具体实施方法
以下结合附图详细描述本发明。附图1的标记名称是包括导弹发射器左(01)、远程火炮(02)、近程火炮(03)、导弹发射器右(04)、弹药仓(05)、透明罩(06)、追踪式太阳能系统(07)、安装架(08)、压水仓开关门(09)、压水仓(010)、控制系统(011)、远程雷达(012)、动力仓(013)、螺旋桨(014)、排气管(015)及采光板(17)。附图2的标记名称是滑块及滑槽(I)、气动阀(2)、“L”架A (3)、旋转接头(4)、轴承座(5)、双联式气动阀(6)、推杆A (7)、上支柱(8)、斜齿轮(9)、推杆B (10)、“L”架B(11)、轴承(12)、安装环座(13)、推杆C (14)、十字支架(15)、连接螺栓(16)、采光板(17)、下支柱(18)、支柱座螺栓(19)、支柱座(20)。附图6的标记名称是下阀体(21)、后室液嘴(22)、安装螺孔(23)、密封环A(24)、方导弹柱(25)、前室液嘴(26)、推杆B (10)、密封环B (27)、推杆头(28)、推杆圆弧头(29)、上阀体B (30)、连接底部(31)、推杆A (7)、推杆方孔(32)、前液室(33)、上阀体A (34)、及后液室(35)。
以下结合附图详细描述本发明。如图1、图4所示，太阳能无人艇追踪式太阳能系统(07)，布局于整个无人艇的舰面，以获得尽可能大的采光面积；所述的采光板(17)，以化整为另的模式，安装并旋转于追踪式太阳能系统(07)中的狭小空间里。如图2、图3所示,所述的追踪式太阳能系统(07),包括气动阀(2)、双联式气动阀
(6)、采光板(17);所述的采光板(17)由气动阀(2)及双联式气动阀(6)的驱动，实时调整采光板(17)中轴线与太阳光轴保持平行，以实时追踪阳光轴，获得50%以上的太阳能转换
率
I · ο ο如图2、图3所示，所述的采光板(17)，其向阳的正面布设有太阳电池板，其背面设有十字支架(15);所述的十字支架(15)的中心位上，设有与上支柱(8)相连接的旋转接头
(4);所述的旋转接头(4)，安装于上支柱(8)的顶端。如图2、图3所示，所述十字支架(15)的垂架上，设有滑块及滑槽(I);所述的采光板(17 )，在追踪式太阳能系统(07 )中能作自由的垂直及水平旋转。如图2、图3所示，所述的采光板(17)由气动阀(2)及双联式气动阀(6)驱动，以实时调整采光板(17)中轴线与太阳光轴保持平行。如图2、图3所示，所述的气动阀(2)，通过“L”架A (3)固定于上支柱(8)的轴承座(5)上，气动阀(2)能随着上支柱(8)的旋转作同步的旋转；所述的气动阀(2)的推杆C
(14)的前端，与位于采光板(17)背面的十字支架(15)上的滑块及滑槽(I)中的滑块相连接，随着推杆C (14)的运动，采光板(17 )在上支柱(8 )上，能调整垂直的角度。如图6所示，所述的双联式气动阀(6)，是由二个左右对称的上阀体B (30)及上阀体A (34)与下阀体(21)紧合并通过连接底部(31)相连形成双联结构的；所述的推杆A
(7)及推杆B (10)前端的推杆头(28)，其头部的上半部，被削除了 1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头(28)能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退的动作；所述的推杆A (7)后端的中心位，设有推杆方孔(32 )。如图2、图3所示，所述的上支柱(8)与下支柱(18)通过轴承(12)相连接；所述的轴承(12)位于上支柱(8)下端的轴承座(5)中；所述的轴承(12)，紧实地套着于位于下支柱(18)上方的，安装环座(13)上的下支柱(18)上，以实现上支柱(8)在安装环座(13)上可作旋转运动。如图2、图3所示，所述的轴承座(5)上设有“L”架A (3)的安装螺孔，气动阀(2)通过“L”架A (3)安装于轴承座(5)上。如图2、图3所示，所述的轴承座(5)的外侧紧实地套着有斜齿轮(9)，斜齿轮(9)的斜齿部伸入双联式气动阀(6)推杆A (7)及推杆B (10)形成的空间中；所述的推杆A (7)及推杆B (10)，在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮(9)正反的水平旋转及锁定的动作。如图1所不，所述的控制系统(011)中，设有通讯系统、传感系统、自动控制系统及动力系统，所述的动力系统，包括太阳能电池组和直流电动机组，所述的太阳能无人艇与现有的无人控制平台可实现无缝对接。如图1所示，所述的远程雷达(012)，用于监测控制范围内的目标，将获得的预警资讯发回基地。如图1所示，所述的近程火炮(03)位于无人艇舰首的前端的上位，用以对付近距目标。如图1所示，所述的螺旋桨(014)，位于无人艇的尾部，由直流电动机组驱动。
权利要求1.太阳能无人艇，包括导弹发射器左(01)、远程火炮(02)、近程火炮(03)、导弹发射器右(04)、弹药仓(05)、透明罩(06)、追踪式太阳能系统(07)、安装架(08)、压水仓开关门(09)、压水仓(010)、控制系统(011)、远程雷达(012)、动力仓(013)、螺旋桨(014)、排气管(015)及采光板(17);其特征在于，所述的导弹发射器(01)及导弹发射器右(04)，是可与鱼雷通用的发射器；所述的压水仓开关门(09)，位于压水仓(010)的底部，打开压水仓开关门(09)，可实现压水仓(010)进水，无人艇可改成潜航模式；所述的压水仓开关门(09)，呈向外开的合页结构，压水仓的顶部，设有通向艇尾的排气管(015);所述的动力仓(013)中，包含了二种动力系统，除太阳能动力外，还设有公知的柴油直流电机组、直流蓄、配电系统、水泵及空气压缩机；所述的追踪式太阳能系统(07)，包括透明罩(06)、安装架(08)及采光板(17);所述的透明罩(06)，布设于无人艇的舰面上，其几何尺寸，与无人艇的舰面相一致；所述的采光板(17)，笼罩于由透明罩(06)与安装架(08)相密封的环境中；所述的采光板(17)，采用透镜群聚光、水冷散热、阳光轴实时追踪综合技术，使太阳能的转换力高达50%以上；所述的追踪式太阳能系统(07)，是无人艇的主动力源；所述的采光板(17)由气动阀(2)及双联式气动阀(6)驱动，以实时调整采光板(17)的中轴线与太阳光轴保持平行；所述的采光板(17)，以化整为另的模式，安装并旋转于追踪式太阳能系统(07)中的狭小空间里；所述的采光板(17)，包括滑块及滑槽(I)、气动阀(2)、“L”架A (3)、旋转接头(4)、轴承座(5)、双联式气动阀(6)、推杆A (7)、上支柱(8)、斜齿轮(9)、推杆B (10)、“L”架B (11)、轴承(12)、安装环座(13)、推杆C (14)、十字支架(15)、连接螺栓(16)、采光板(17)、下支柱(18)、支柱座螺栓(19)、支柱座(20);所述的采光板(17)，其向阳的正面，布设有采用透镜群聚光的太阳能电池板，电池板的背面，设有十字支架(15);所述的与气动阀(2)相近的十字支架(15)的垂架上，设有滑块及滑槽(I);所述的轴承座(5)上，设有“L”架A (3)的安装螺孔，气动阀(2)，通过“L”架A (3)固定于上支柱(8)的轴承座(5)上；所述的气动阀(2)，通过气动阀(2)上的推杆A (7)与滑块及滑槽(I)中的滑块相连接；所述的十字支架(15)的中心位上，设有与上支柱(8)相连接的旋转接头(4);所述的旋转接头(4)与上支柱(8)的顶端相接；随着气动阀(2)上的推杆A (7)的上下运动，位于上支柱(8)上的，通过十字支架(15)相连的采光板(17)，在上支柱(8)上，作垂直旋转，以调整采光板(17)的仰角；所述的位于上支柱(8)下方的轴承座(5)中，轴承(12)位于其中；所述的轴承(12)，紧实地套着于位于安装环座(13)以上的下支柱(18)上，实现上支柱(8)与下支柱(18)的连接；所述的安装环座(13)的下面，设有“L”架B (11)的安装螺孔；所述的双联式气动阀(6)，通过“L”架B (11)固定安装在位于下支柱(18)上方的安装环座(13)的下面；所述的轴承座(5)外侧的斜齿轮(9)的斜齿部，伸入双联式气动阀(6)的推杆A (7)及推杆B (10)形成的空间中；所述的推杆A (7)及推杆B (10)，在动力系统的程控下，交替驱动斜齿轮(9)作正向或反向的旋转及锁定的动作；以实现与斜齿轮(9 )紧实地套着的上支柱(8 )作同步的旋转，随着上支柱(8)的旋转，与上支柱(8)相连的采光板(17)，随着作正向或反向的水平旋转。
2.根据权利要求1所述的太阳能无人艇，其特征在于，所述的双联式气动阀(6)，包括下阀体(21)、后室液嘴(22)、安装螺孔(23)、密封环A (24)、方导弹柱(25)、前室液嘴(26)、推杆B (10)、密封环B (27)、推杆头(28)、推杆圆弧头(29)、上阀体B (30)、连接底部(31)、推杆A (7)、推杆方孔(32)、前液室(33)、上阀体A (34)、及后液室(35);所述的双联式气动阀(6)，是由二个左右对称的上阀体B (30)及上阀体A (34)与下阀体(21)紧合，并通过连接底部(31)相连形成双联结构；所述的推杆A (7)及推杆B (10)前端的推杆头(28)，其头部的上半部，被削除了 1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头(28)能在斜齿轮的二个斜齿间实现灵活进退；所述的推杆A (7)后端的中心位，设有推杆方孔(32);所述的推杆A(7)及推杆B(10)前端的推杆头(28)，其头部的上半部，被削除了 1/2，留下1/2设计成圆弧状，以便推杆头(28)能在斜齿轮的二个斜齿间得以进退如自；所述的推杆A (7)后端的中心位，设有推杆方孔(32)。
3.根据权利要求1所述的太阳能无人艇，其特征在于，所述的追踪式太阳能系统(07)，其布局范围与太阳能无人艇的舰面相一致；所述的追踪式太阳能系统(07)上，设有一张恰似大网的透明罩(06);所述的透明罩(06)，采用高强度的透明树脂注塑成型，为提高透明罩的抗压强度，透明罩下的采光板(17)可采取分组组合；透明罩(06)与采光板(17)的安装架(08)间，实施可靠的密封；所述的安装架(08)的下方，设有追踪式太阳能系统(07)的管线层；所述的太追踪式太阳能系统(07)，采用气动传动，以减轻无人艇的负载。
4.根据权利要求1所述的太阳能无人艇，其特征在于，所述的控制系统(011)，包括通讯系统、传感系统、武器系统及动力系统，所述的动力系统，包括太阳能电池组和和柴电直流电动机组；所述的太阳能无人艇与现有的无人控制平台可实现无缝对接。
5.根据权利要求1所述的太阳能无人艇，其特征在于，所述的远程雷达(012)，用于监测控制范围内的目标，将获得的预警资讯作分析判断，给出战斗指令并发回基地。
6.根据权利要求1所述的太阳能无人艇，其特征在于，所述的远程火炮(02)及近程火炮(03)，位于无人艇舰首的前端，用以对付远近距的敌方目标；所述的远程火炮(02)及近程火炮(03 )，在控制系统对敌方目标作分出分析判断后，接受指令，实施攻击。
7.根据权利要求1所述的太阳能无人艇，其特征在于，所述的螺旋桨(014)，采用四桨分组式，以适应不同作战要求，螺旋桨(014)由直流电动机组驱动。
专利摘要本发明属于无人艇的领域，尤其是水面和水下均可执行战斗任务的太阳能无人艇。太阳能无人艇，包括导弹发射器、远、近程火炮、弹药仓、追踪式太阳能系统及采光板、压水仓及压水仓开关门、控制系统、远程雷达、动力仓；所述的导弹发射器，是可与鱼雷通用的发射器；所述的追踪式太阳能系统及采光板是无人艇的主动力源；所述的采光板，布设于全艇的舰面上；所述的采光板，采用透镜群聚光、水冷散热、阳光轴实时追踪综合技术，使太阳能的转换力高达50％以上；所述的压水仓开关门，可实现压水仓进水，使无人艇以水下潜行模式执行战斗任务；隐蔽性强的无人艇特具的“先敌发现、先敌攻击”的优势，可胜任核潜艇及航母的“前出装备”。
文档编号B63G8/28GK202896862SQ20122051976
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者李万红, 李正 申请人:李万红