一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统

本发明涉及一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，是一种通信感知一体化、采集海洋原位环境信息的能源自持系统，属于机械装备领域。

背景技术：

1、占地球面积一半以上的海洋蕴藏着丰富的资源，对其的探测和研究也是世界各国争相发展的重点。为了获得最原始的信息，海洋原位环境信息的采集就显得尤为重要。目前主流的海洋探测设备中，驻留浮标等只能对单一指定海域进行信息采集而难以自主移动，argo浮标可随洋流去往其他海域但无自主性。无人艇、水下潜航器等设备虽然可以进行移动信息采集，但其自身耗能大，难以实现能源支持。

技术实现思路

1、本发明针对上述海洋探测中存在的问题，发明了一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统。该系统集海上通信、感知于一体，可实现航行状态与锚定工作状态的自由切换，且该系统利用大量的太阳能板和太阳能薄膜提供电能，实现了能源自持，同时能够利用风能自主航行至多个目标海域对海洋原位信息进行采集。

2、为达到上述目的，本发明的构思：

3、该无动力型海上感知通信一体化智能保障系统包括：无动力风帆船、浮标体、沿锚链上下的传感系统、锚定装置。无动力风帆船设计为双体船，通过雷达天线进行通信，利用风帆和船舵驱动控制整个系统在海上按规定轨迹航行，到达预定位置后，位于浮标体内的锚定装置下锚、此时风帆动力转向系统离合器释放，风帆处于自由状态，利用风舵控制帆平行于风力，这时系统受到的外力是最小的。同时可折叠双体船在液压作用下向两边展开至与海面相平，扩展后的海上感知通信一体化智能保障系统更稳定，同时收集的太阳能也最多。此时传感系统沿锚链上下往复运动收集海洋水文信息，并可根据需要进行采样，在指定海域完成工作后，通过锚定装置收起锚，同时可折叠双体船恢复初始状态，通过风帆动力转向系统控制风帆以及船舵的配合使系统向下一个指定海域航行。

4、根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

5、一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，主要包括无动力风帆船、浮标体、沿锚链上下的传感系统、浮标体内的锚定装置，所述无动力风帆船包括风帆和双体船，利用风帆和船机驱动控制整个系统在海上定轨航行至指定海域，此时所述锚定装置下锚，利用所述传感系统完成预定区域的信息采集后利用风能自主航行至下一个目标海域进行采集，所述本系统设有电池，该电池通过太阳能板和太阳能薄膜连接。

6、进一步地，所述无动力风帆船中，风帆顶部设有通信用雷达和天线，并且集成有风向仪和风舵，所述双体船由两侧的液压缸和液压杆控制在航行状态和锚定状态自由切换，两侧舵机驱动船舵和风帆共同控制系统在海面上的航行与锚定。

7、进一步地，所述浮标体整体为圆形，正面为设备舱，背面为实验舱，中央空腔放置所述传感系统和锚定装置，其中设备舱分为上下两层，下层为所述电池，上层被分隔为四个隔舱，分别放置有液压泵、卷扬机、舵机、控制箱，所述液压泵与所述液压缸连通，所述卷扬机连接船锚，所述控制箱控制液压泵、卷扬机、舵机的运动。

8、进一步地，所述太阳能板和太阳能薄膜设于帆船风帆和双侧支撑翼板。

9、本发明与现有技术相比，具有以下显而易见的实质性特点和显著优点：

10、(1)海上自主航行与锚定工作状态自由切换；

11、(2)利用太阳能板和太阳能收集薄膜供能，实现能源自持；

12、(3)可自主航行至多个目标海域进行信息采集。

技术特征：

1.一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，主要包括无动力风帆船、浮标体、沿锚链上下的传感系统、浮标体内的锚定装置，其特征在于：所述无动力风帆船包括风帆和双体船，利用风帆和船机驱动控制整个系统在海上定轨航行至指定海域，此时所述锚定装置下锚，利用所述传感系统完成预定区域的信息采集后利用风能自主航行至下一个目标海域进行采集，所述本系统设有电池，该电池通过太阳能板和太阳能薄膜连接。

2.根据权利要求1所述的一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，其特征在于：所述无动力风帆船中，风帆顶部设有通信用雷达和天线，并且集成有风向仪和风舵，所述双体船由两侧的液压缸和液压杆控制在航行状态和锚定状态自由切换，两侧舵机驱动船舵和风帆共同控制系统在海面上的航行与锚定。

3.根据权利要求2所述的一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，其特征在于：所述浮标体整体为圆形，正面为设备舱，背面为实验舱，中央空腔放置所述传感系统和锚定装置，其中设备舱分为上下两层，下层为所述电池，上层被分隔为四个隔舱，分别放置有液压泵、卷扬机、舵机、控制箱，所述液压泵与所述液压缸连通，所述卷扬机连接船锚，所述控制箱控制液压泵、卷扬机、舵机的运动。

4.根据权利要求1所述的一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，其特征在于：所述太阳能板和太阳能薄膜设于帆船风帆和双侧支撑翼板。

技术总结
本发明公开一种无动力型海上感知通信一体化智能保障系统，主要包括无动力风帆船、浮标体、沿锚链上下的传感系统、浮标体内的锚定装置，无动力风帆船包括风帆和双体船，利用风帆和船机驱动控制整个系统在海上定轨航行至指定海域，此时锚定装置下锚，利用传感系统完成预定区域的信息采集后利用风能自主航行至下一个目标海域进行采集，本系统设有电池，该电池与通过太阳能板和太阳能薄膜连接。本发明集海上通信、感知于一体，可实现航行状态与锚定工作状态的自由切换，且本发明利用大量的太阳能板和太阳能薄膜提供电能，实现了能源自持，同时能够利用风能自主航行至多个目标海域对海洋原位信息进行采集。

技术研发人员：郑建勇,蒋文涛,邵文韫,郄彤彤,刘传武,王朝华,杨皓麟
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15