一种水陆两用变形船及无人驾驶航运系统的制作方法

1.本发明涉及航运设备技术领域，尤其涉及一种水陆两用变形船及无人驾驶航运系统。


背景技术：

2.现如今，对于货运的运输的方式分为水路运输、航空运输及铁路运输，水运是使用船舶运送客货的一种运输方式。水运主要承担大数量、长距离的运输，是在干线运输中起主力作用的运输形式。在内河及沿海，水运常作为小型运输工具使用，担任补充及衔接大批量干线运输的任务。现有的内河航运系统的运行大多数都是靠人工操作将货物进行运输，对于这种运输方式，在对货物进行运输时，船不能进行编组，只能够进行一船一运，导致航运的效率低；并且大部分船运用的都是柴油机，燃油消耗率大，并且有尾气排放，对环境造成一定的污染；在遇到水闸水坝时，经常出现阻塞的情况，要花很长时间才能通过。
3.由于内河上运输船体大小不等，速度不同，货物运输量也存在一定差异，在运输过程中也费时费力，并且不能对货物进行大批量运输。因此，急需一种航运系统对以上问题进行改善，保证速度与运输量都得到提升。
4.在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
5.在现有航运系统中，对货物进行运输过程中费时费力，运输效率低，无法对船体实现自动化控制。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种水陆两用变形船及无人驾驶航运系统，以解决现有技术中存在的现有航运系统在对货物进行运输过程中费时费力，运输效率低，无法对船体实现自动化控制的技术问题。
7.本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
9.本发明提供的一种水陆两用变形船，包括供电装置、船体、车轮和螺旋桨，所述变形船能够在河道上行驶，所述供电装置设置在所述河道两侧，能够为所述变形船进行供电；所述车轮与所述螺旋桨均与所述船体固定连接；所述变形船能够分别通过所述车轮、螺旋桨在陆地和水中行驶；所述车轮能够进行收缩或升降；所述船体外侧设置有活动挡板，所述活动挡板能够将收缩后的所述车轮进行隐藏。
10.优选的，多个所述水陆两用变形船包括船头、船舱和船尾；所述船头、船舱、和船尾能够通过快速接头固定连接；所述船舱的数量能够增加进行串联。
11.优选的，所述水陆两用变形船还包括螺旋桨，所述螺旋桨设置在船尾底部；所述螺旋桨能够使所述变形船进行航行；所述螺旋桨上还设置有转向装置，所述转向装置能够使所述水陆两用变形船进行转向。
12.优选的，所述水陆两用变形船还设置有电动机；所述电动机与所述螺旋桨传动连接，并能够带动所述螺旋桨进行转动，为所述水陆两用无人驾驶变形船的航行提供前行动力。
13.优选的，所述水陆两用变形船还包括车轮和车轮舱，所述车轮通过气动系统或液压系统驱动进行自动升降，并能够隐藏在车轮舱内。
14.一种无人驾驶航运系统，包括以上任一所述的水陆两用变形船，还包括牵引装置；所述牵引装置包括铁塔和轨道，所述铁塔通过连接件与所述轨道连接；所述轨道上设置有牵引件和移动电车，所述移动电车通过所述牵引件与所述水陆两用变形船连接；所述移动电车能够在所述轨道上自行移动，牵引所述水陆两用变形船航行。
15.优选的，所述牵引件上设置有电缆，所述电缆与所述移动电车连接；所述电缆能够为所述水陆两用变形船供电。
16.优选的，所述铁塔在河道两侧交错布置。
17.优选的，所述无人驾驶航运系统设置有声纳模块和5g物联网模块；所述声纳模块能够侦测航道，所述5g物联网模块能够进行远程控制。
18.优选的，所述无人驾驶航运系统还设置有远程监控模块；所述远程监控模块为对所述无人驾驶航运系统的运行进行监控，所述远程监控模块包括智能巡线机器人，所述智能巡线机器人能够对所述轨道的磨损、连接进行监测。
19.实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
20.本发明是沿水岸线两边设置铁塔，铁塔拉起中间轨道，轨道上设置有移动电车，移动电车通过牵引件牵引下方船行，同时铁塔还能给船体进行不间断供电。本发明是用电气化航道航船系统，升级现有的航运系统，实现电动行船，实现无人驾驶，减少对环境的污染，节省人力，节约成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
22.图1是本发明水陆两用变形船实施例水中状态示意图；
23.图2是本发明水陆两用变形船实施例陆地状态示意图；
24.图3是本发明水陆两用变形船实施例船舱连接示意图；
25.图4是本发明无人驾驶航运系统实施例的整体结构示意图；
26.图5是图4中a部分的放大示意图；
27.图6是本发明无人驾驶航运系统实施例中移动电车的第一视角立体图；
28.图7是本发明无人驾驶航运系统实施例中移动电车的第二视角立体图。
29.图中：1、牵引装置；11、铁塔；12、轨道；13、牵引件；14、移动电车；141、牵引头；142、行走轮；15、电缆；16、供电装置；2、水陆两用变形船；21、拖曳结构；22、船体；221、船头；222、船舱；223、船尾；23、驾驶舱；24、螺旋桨；25、车轮；26、车轮舱；27、活动挡板。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体地连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
33.实施例一：
34.如图1-3所示，本发明提供了一种水陆两用变形船，包括供电装置16、船体22、车轮25和螺旋桨24，水陆两用变形船能够在河道上行驶，供电装置16设置在河道两侧，为水陆两用变形船2进行供电。车轮25与螺旋桨24均与船体22固定连接；变形船能够分别通过车轮25、螺旋桨24在陆地和水中行驶；车轮25能够进行收缩和/或升降。水陆两用变形船2还包括车轮舱26和活动挡板27，车轮25可进行收缩并隐藏在车轮舱26内，由活动挡板27对其及进行遮挡。如图1-2所示，水陆两用变形船的车轮25可以根据所需的行驶状况进行状态的切换，水陆两用船在水中行驶时，车轮25将在气动系统或液压系统驱动下进行收缩，并隐藏在车轮舱26中，再利用活动挡板27将车轮25进行遮挡隐藏，防止异物进入车轮25中，影响车轮25在状态转换时的正常切换，以及影响车轮25的使用寿命；水陆两用变形船2在陆地行驶时，在气动系统或液压系统驱动下进行伸出，车轮25能够在陆地上行驶。在本发明中，水陆两用变形船2在陆地上行驶之前，车轮25会在水中提前完成状态的切换，缩短水陆两用变形船2的变形时间，同时节约时间成本。水陆两用变形船2在陆地上进行转运时，有两种方式将水陆两用变形船2转运到刚性路面上，可根据地面上的实际情况进行选择，第一种是水坝与刚性路面距离较远，水坝与刚性路面间的路段为刚性路面时，可利用牵引设备将其牵引上岸；第二种是水坝与刚性路面距离较近，水坝与刚性路面间的路段为柔性路面，不好利用牵引设备牵引时，可利用大型起吊设备将水陆两用变形船2转移到刚性路面。水陆两用变形船2转移到刚性路面后，再由卡车牵引水陆两用变形船2进行绕行，以此来节约遇水闸水坝时等待的时间，提高运输效率，节省人力。此外，本发明中设置的活动挡板27，能够有效防止水陆两用变形船2在水中正常运行时异物的进入，导致水陆两用变形船2状态的切换异常，活
动挡板27能够保证水陆两用变形船2在水中使用过程中的安全。
35.作为可选的实施方式，如图1-2所示，船体22包括船头221、船舱222和船尾223；船头221、船舱222、和船尾223能够通过快速接头(优选为电磁阀接头)固定连接，还设置有保险销对其进行固定，防止船体22之间分离。船头221为流线型设计，在行驶过程中减少阻力，此外还放置有各种传感器和雷达，用于侦测各方位的状况，与驾驶舱23的信号联通指挥船行。螺旋桨24设置在船尾223底部，螺旋桨24的设计位置比车轮25的位置高，在陆地上进行转运时不妨碍被拖行，在被牵引时也不会影响在路面上的正常行驶。船尾223上设置有驾驶舱23，驾驶舱23能够与船舱222进行分离，在本发明中，驾驶舱23为无人驾驶舱23，驾驶舱23自带模块化可拆卸驾驶舱23，与船舱222通过快速连接分离装置实现连接和分离。
36.作为可选的实施方式，如图2所示，水陆两用变形船2设置的螺旋桨24能够自动控制船体进行转向。螺旋桨24为模块化设计，在本发明中，电动螺旋桨的功率因推动的船体数量增减而变化，所以将转速设置为高中低几种档次，模块化更换，以批量化生产，同时降低成本，提高效益；电动机为螺旋桨24提供动力，带动螺旋桨24进行转动，电动机由设置在河道两侧的供电装置16进行供电，水陆两用变形船2在水中行驶时，连续的为电动机进行供电，保证水陆两用变形船2的正常航行；电动机与螺旋桨24传动连接，电动机带动螺旋桨24进行转动，为变形船的航行提供前行动力，能够节约能源，减少对环境的污染，成本低，效率高，且便于运维。螺旋桨24设置在船尾223底部，螺旋桨24设置在船尾223底部，螺旋桨24的设计位置比车轮25的位置高，在陆地上进行转运时不妨碍被拖行，在被牵引时也不会影响在路面上的正常行驶。在本发明中，水陆两用变形船2的主要航向是根据轨道12的设置方向来进行航行，螺旋桨24只作为辅助动力。
37.作为可选的实施方式，如图1-3所示，车轮25通过气动系统或液压系统驱动收缩或升降，车轮25收缩后，能够隐藏在车轮舱26内，给予车轮25收缩空间。活动挡板27与车轮舱26铰接，能够进行打开或关闭；活动挡板27与车轮舱26的侧边相匹配，活动挡板27在关闭的情况下，能够形成一个密闭空间，对车轮舱26内的车轮25进行保护；水陆两用变形船2在水中行驶时，活动挡板27为关闭状态，活动挡板27在关闭状态下能够与车轮舱26紧密贴合，减少水陆两用变形船2在水中行驶时的阻力，并且能够保护车轮舱26内部的车轮25；水陆两用变形船2在陆地行驶时，活动挡板27为打开状态，车轮25与地面进行接触，水陆两用变形船2由卡车牵引在陆地上进行运转。在本发明中，车轮舱26设置为多个，并对称设置在船体22的两侧，船体22单侧的车轮舱26呈均匀分布，水陆两用变形船2在陆地上进行运转时，船体22上运载货物的重量能够均匀分布，受力较均匀，从而提高运行的平稳性，防止意外事故的发生。
38.作为可选的实施方式，如图3所示，船舱222的数量能够增加进行串联，船舱222通过快速接头分离装置实现连接和分离，以使变形船进行编组串联。船舱222可以根据航行水道宽窄深浅等实际条件，将多个船舱222进行串联，以提高运输量。在本发明中，变形船为模块化生产，降低了生产成本，增加运输量，以提高运输效率；同时变形船进行编组后能够提高抗风浪能力。
39.作为可选的实施方式，如图3所示，水陆两用变形船还包括拖曳结构21；拖曳结构21用于与外部的牵引设备相连接，利用牵引设备将变形船进行牵引或拖曳前行。具体的，牵引设备可以为拖船或者大型牵引车。在本发明中，水陆两用变形船2在经过水闸水坝等待时
间较长时，需要用牵引设备将水陆两用变形船2进行牵引拖动，在陆地上进行运转，以此节约时间成本，提高运输效率。
40.实施例二：
41.本发明提供了一种无人驾驶航运系统，如图4-7所示，包括上述任一所述的水陆两用变形船2，还包括牵引装置1；牵引装置1包括铁塔11和轨道12，铁塔11设置在和河道两侧，通过连接件与轨道12连接，并将轨道12进行牵引；铁塔11上还设置有供电装置16为水陆两用变形船2供电。如图4-5所示，轨道12上还设置移动电车14，移动电车14上设置有牵引头141，牵引件13通过移动电车14上的牵引头141与水陆两用变形船2的拖曳结构21连接，将水陆两用变形船2牵引进行航行；移动电车14能够在轨道12上自行移动，牵引水陆两用变形船2航行。轨道12设置为两条，移动电车14两侧均设置有行走轮142(行走轮142优选设置为四个)，行走轮142设置为工字形，两侧高，内侧低，能够更好的与轨道12契合，使移动电车14在行驶时更加稳固，不易掉落。另外，牵引件13可以为钢索，也可以为柔性绳索，在此无人驾驶航运系统中，牵引件13优选为钢索，利用钢索对水陆两用变形船2牵引时，钢索起到提升、牵引、拉紧和承载的作用；并且，钢索的强度高、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。本发明是沿水岸线两边设置铁塔11，铁塔11拉起中间轨道12，轨道12上设置有移动电车14，移动电车14通过牵引件13牵引下方船行，同时铁塔11还能给船体22进行不间断供电。本发明是用电气化航道航船系统，升级现有的航运系统，实现电动行船，无人驾驶，能够节省人力，节约成本。
42.作为可选的实施方式，如图1所示，铁塔11设置在河道两侧并交错布置，铁塔11主要牵引轨道12以及架设电线线路，电线线路给移动电车14和水陆两用变形船2进行供电，其次还可以用作通讯机站、各类通信信号以及微波站信号的传输，防止安全事故发生。
43.作为可选的实施方式，如图5所示，移动电车14能够通过轨道对其供电，使移动电车14进行移动。在牵引件上设置有电缆15，电缆15与移动电车14连接；电缆15能够为水陆两用变形船2供电，牵引的水陆两用变形船2进行移动。在本发明中，移动电车14与水陆两用变形船2是同步移动的，牵引件上设置的电缆15还能为设置在水陆两用变形船2中的照明电路以及其他检测系统进行供电，利用电缆15为水陆两用变形船2供电，实现对水陆两用变形船2在运行过程中的实时安全监测，保证本发明在行船过程中的安全性。
44.作为可选的实施方式，无人驾驶航运系统设置有声纳模块和5g物联网模块；声纳模块中的声纳是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，在本发明中，声纳模块能够对水中的情况进行探测，探测到异常情况后，发出预警，提前规避风险。5g物联网模块能够通过远程或自带传感器对方向或速度进行控制，将本发明与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在本发明中，还利用风速传感器对风向、风速进行实时监测；利用电磁式流速传感器对流速进行监测，利用温度传感器对气温进行监测，保证水陆两用变形船的正常运行。
45.作为可选的实施方式，无人驾驶航运系统还设置有远程监控模块；远程监控模块对无人驾驶航运系统的运行进行监控，远程监控模块包括智能巡线机器人，智能巡线机器人能够在轨道上周期性行走，可以对轨道的磨损、连接等进行监测，智能巡线机器人倒挂在轨道上，对电缆进行监测，实时维护运行中的安全。
46.作为可选的实施方式，水陆两用变形船2还包括安全模块；安全模块包括紧急停船
和保险模块、防碰撞防追尾防倾覆模块，安全模块能够对水陆两用变形船2的运行进行安全检测，避免在行船过程中造成碰撞。在无人驾驶航运系统上还设置有数字传感器，传感器在航行过程中随时向控制端传输航行数据，传感器与外界显示设备连接，使工作人员对无人驾驶航运系统的运行状态进行实时监测，保证水陆两用变形船2的安全航行。无人驾驶航运系统还包括停靠站及错船模块，在轨道上在需要停靠站时设置有分岔结构，通过分叉结构进行变道，实现水陆两用变形船的停靠和错船。在本发明中，轨道设置在河道的中间靠右，左边有一定预留空间让其他船进行通运航行，不会对不同运行方向的行船造成干扰。
47.本发明实现了电气化、功能化、模块化、标准化、数字化和智能化。电气化，航运动力来自不间断电力，电力由设置在铁塔11上的供电装置16提供，未使用柴油或汽油发动机，节约能源的同时还保护了环境，减少了对环境的污染。功能化，以集装箱联运为基础，能够考虑各种干散货，液体，危险品的运输。模块化，船体之间可实现并联和/或串联，以增大船体稳性和运输量；船头、船舱和船尾可快速组装和拆卸，提高运输量。标准化，基本船体按运载最大型集装箱柜设计，同时兼具运输粉，块，液体，危险品等模式；并联和/或串联装置统一设计，可相互匹配和替换，方便组装的同时也降低了制造成本。数字化，每一个车体自带无线射频，可识别，可跟踪，追溯，互联网运输系统平台根据当前水面情况和希望水深等各种数据，电子航道图自动确定航线；航舶和货物信息动态查询航道通行标准，气象，调度，监控等；预防船舶碰撞事故，保障航行安全，维护运输秩序；实现航运生产、经营、管理的电子化。实施例仅是一个特例，并不表明本发明就这样一种实现方式。
48.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。