一种组合式无人船

1.本发明涉及无人船技术领域，尤其涉及一种组合式无人船。


背景技术：

2.近海海洋环境及生物资源监测对于海洋环境安全与海洋资源开发利用，意义重大。但近海监测地形条件复杂、交通条件差、水域深浅及可通过性不一、监测设备种类多，因此，传统的携带实验设备租船工作的方式，存在租船程序繁琐、出海时间不匹配、设备安装不便、指定水域位置(岛礁区、浅水区等)无法抵近等困难；近年涌现的无人船装备，小型无人船船存在船体动力及强度无法适用，难以安装较大型实验设备等问题，大型无人船，则存在船体模具大，生产成本高，船体的吊装、运输、投放等要求高，近海作业时无法适用。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种组合式无人船。
4.一种组合式无人船，包括：
5.船体，包括并列设置的两个船体本体，每个所述船体本体由若干段浮体组合拼接而成；
6.连接桥机构，用于连接左右两个船体本体并承载外部设备；
7.推进器机构，所述推进器机构能够为船体提供推进动力；
8.浮体框架，用于连接相邻两个浮体、连接桥机构和推进器机构；
9.配重机构，安装在所述船体的船舱内，所述配重机构能够单独为每个浮体提供配重；
10.控制箱机构，安装在所述船体与连接桥机构末端，所述控制箱机构用于安装置放电源及控制板。
11.在其中一个实施例中，所述浮体包括相互连接的船首浮体和船尾浮体，或所述浮体包括依次连接的船首浮体、至少一个增浮加长浮体和船尾浮体，其中，所述船首浮体、增浮加长浮体和船尾浮体均为单独密闭体。
12.在其中一个实施例中，所述船体由己稀乙稀共聚物材料滚塑而成。
13.在其中一个实施例中，所述浮体框架包括：
14.顶部加强连接架，固定在所述浮体的顶部；
15.框架后横梁加强底框，固定在所述船尾浮体的尾部；
16.框架纵析加强底框，固定在所述浮体的外侧底部；
17.底部连接龙骨，固定在所述浮体的底部。
18.在其中一个实施例中，所述连接桥机构包括：
19.连接桥框架纵桁，固定在两个所述船体本体的相对内侧；
20.连接桥框架横梁，设置在两个所述船体本体之间，所述连接桥框架横梁与所述连接桥框架纵桁固定连接，且所述连接桥框架横梁上固定有控制箱机构。
21.在其中一个实施例中，所述推进器机构包括：
22.水下推进器；
23.推进器基座，安装在底部连接龙骨上，所述推进器基座的上端安装在顶部加强连接架上，其中，所述水下推进器安装在所述推进器基座上。
24.在其中一个实施例中，所述控制箱机构包括控制箱盖和控制箱底板，所述控制箱底板安装在所述连接桥机构上，所述控制箱盖盖合在所述控制箱底板上。
25.在其中一个实施例中，所述配重机构包括：
26.压载铅块，由铅材料浇筑而成；
27.铅块固定槽横杆，用于固定所述压载铅块；
28.限位支架，安装在所述铅块固定槽横杆上，所述限位支架用于限制所述压载铅块的位置。
29.在其中一个实施例中，所述浮体框架和连接桥机构均采用6061-t6铝合金材料制成。
30.上述组合式无人船，通过整体采用组合式设计，船体可长可短、灵活组合，生产、组装、运输、投放便捷；可视无人船工作水域情况，改变浮体节数，调节船体的大小，适合多种情境的水上作业；浮体均为单独封闭体，不会因为某一处破裂而沉船，防沉效果好；船体采用基于铝合金架构的双体结构，重量轻且平稳性好；配重机构设计巧妙，灵活性好，为无人船搭载各种实验设备后船体平稳性提供保证。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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。
32.图1是本发明的组合式无人船的结构示意图；
33.图2是本发明的组合式无人船的俯视图；
34.图3是本发明的组合式无人船的侧视图；
35.图4是本发明的组合式无人船的仰视图；
36.图5是本发明的配重机构的安装位置示意图；
37.图6是本发明的配重机构的另一角度安装位置示意图；
38.图7是本发明的组合式无人船的两段式双体船的结构示意图。
具体实施方式
39.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
40.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
42.参阅图1-7所示，本发明一实施例提供一种组合式无人船，包括：
43.船体1，包括并列设置的两个船体本体，每个所述船体本体由若干段浮体组合拼接而成；浮体可以为无人船在水面上行驶工作提供浮力；可选地，所述船体由己稀乙稀共聚物材料滚塑而成。在一些实施例中，所述船体也可以由其他材料制成。
44.连接桥机构3，用于连接左右两个船体本体并承载外部设备；
45.推进器机构4，所述推进器机构4能够为船体1提供推进动力；
46.浮体框架2，用于连接相邻两个浮体、连接桥机构3和推进器机构4；
47.配重机构6，安装在所述船体1的船舱内，所述配重机构6能够单独为每个浮体提供配重；当无人船搭载不同实验设备时，所述配重机构6能够调节船体1的吃水深度、调节船体1的航行姿态，及为船体1的平稳性提供保证；
48.控制箱机构5，安装在所述船体1与连接桥机构3末端，所述控制箱机构5用于安装置放电源、控制板、实验设备等器件。
49.上述组合式无人船，通过整体采用组合式设计，船体1可长可短、灵活组合，生产、组装、运输、投放便捷；可视无人船工作水域情况，改变浮体节数，调节船体1的大小，适合多种情境的水上作业；浮体均为单独封闭体，不会因为某一处破裂而沉船，防沉效果好；船体1采用基于铝合金架构的双体结构，重量轻且平稳性好；配重机构6设计巧妙，灵活性好，为无人船搭载各种实验设备后船体平稳性提供保证。
50.在本发明一实施例中，所述浮体包括相互连接的船首浮体101和船尾浮体103，或所述浮体包括依次连接的船首浮体101、至少一个增浮加长浮体102和船尾浮体103，其中，所述船首浮体101、增浮加长浮体102和船尾浮体103均为单独密闭体。
51.本实施例中，船首浮体101、增浮加长浮体102和船尾浮体103的内部均为空心结构；浮体的顶部可以开设舱口用于放置配重机构6；浮体的底部设有螺栓预埋件，用于安装底部连接龙骨204；浮体的上边缘有飞线，用于卡装框架后横梁加强底框202及框架纵桁加强底框203，且飞线开有螺栓孔用于配合安装框架。
52.进一步地，当仅船首浮体101与船尾浮体103相连接时，便得到两段式小船体，左右一对船体本体与其他机构连接配合便构成一个两段式小型双体船；当船首浮体101与船尾浮体103之间增加一段增浮加长浮体102时，便得到一个三段式大船体，左右一对船体本体与其他机构连接配合便构成一个三段式大型双体船；当左、中、右三片三段式船体与其他机构配合连接便构成了一个三段式三体船；以此类推可以通过组合得到四段式双体船、五段式三体船等各种形式组合船。
53.在本发明一实施例中，所述浮体框架2包括：
54.顶部加强连接架201，固定在所述浮体的顶部；
55.框架后横梁加强底框202，固定在所述船尾浮体103的尾部；
56.框架纵析加强底框203，固定在所述浮体的外侧底部；
57.底部连接龙骨204，固定在所述浮体的底部。
58.本实施例中，顶部加强连接架201与框架后横梁加强底框202及框架纵桁加强底框203可以通过螺栓组配合连接浮体；用于连接相邻两个浮体，底部连接龙骨204及顶部加强连接架201为推进器基座402提供安装孔位。
59.在本发明一实施例中，所述连接桥机构3包括：
60.连接桥框架纵桁301，固定在两个所述船体本体的相对内侧；
61.连接桥框架横梁302，设置在两个所述船体本体之间，所述连接桥框架横梁302与所述连接桥框架纵桁301固定连接，且所述连接桥框架横梁302上固定有控制箱机构5。
62.本实施例中，连接桥框架纵桁301与连接桥框架横梁302焊接成整体框架，框架的左右搭在两浮体的框架纵桁加强底框203上，从而，能够连接左右两个船体本体，并利用连接桥框架横梁302提供一个平台用于承载外部设备。
63.在本发明一实施例中，所述推进器机构4包括：
64.水下推进器401；
65.推进器基座402，安装在底部连接龙骨204上，所述推进器基座402的上端安装在顶部加强连接架201上，其中，所述水下推进器401安装在所述推进器基座402上。
66.本实施例中，通过左右所述两水下推进器401的螺旋桨正反转与速度差实现船体1的前进、后退及转向等。
67.在本发明一实施例中，所述控制箱机构5包括控制箱盖501和控制箱底板502，所述控制箱底板502安装在所述连接桥机构3上，所述控制箱盖501盖合在所述控制箱底板502上。
68.本实施例中，控制箱底板502可以通过螺栓组安装在连接桥机构3上，方便安装和拆卸，控制箱盖501卡入控制箱底板502卡槽内，以便于盖合控制箱底板502形成密封环境，保护其内部的电源、控制板、实验设备等器件。
69.在本发明一实施例中，所述配重机构6包括：
70.压载铅块601，由铅材料浇筑而成；
71.铅块固定槽横杆602，用于固定所述压载铅块601；
72.限位支架603，安装在所述铅块固定槽横杆602上，所述限位支架603用于限制所述压载铅块601的位置。
73.本实施例中，压载铅块601的造型贴合浮体舱底部凸起形状；压载铅块601通过螺栓组固定在铅块固定槽横杆602上，可根据需求调整数量与安装位置；压载铅块601与铅块固定槽横杆602安装后放入浮体舱内，再装入限位支架603，用于限制配重机构活动。通过改变压载铅块601的数量与位置可以调节船体1的配重与平衡。
74.在本发明一实施例中，所述浮体框架2和连接桥机构3均采用6061-t6铝合金材料制成，其重量轻且防腐性好。
75.综上所述，本发明的优点在于：
76.1)、一船多用，船体可长可短，灵活组合，适合多种情境的水上作业；
77.2)、船体可拆分，化整为零，提高了生产、组装、运输、吊装、投放各个环节的便利性；
78.3)、防沉效果好，每节浮体都是单独封闭体，不会因为某一处破裂而沉船；
79.4)、船体1采用基于铝合金架构的双体结构，重量轻且平稳性好；
80.5)、配重机构设计巧妙，灵活性好，为无人船搭载各种实验设备后船体平稳性提供保证；
81.6)、浮体组合式设计、模具小，生产成本低。
82.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
83.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种组合式无人船，其特征在于，包括：船体(1)，包括并列设置的两个船体本体，每个所述船体本体由若干段浮体组合拼接而成；连接桥机构(3)，用于连接左右两个船体本体并承载外部设备；推进器机构(4)，所述推进器机构(4)能够为船体(1)提供推进动力；浮体框架(2)，用于连接相邻两个浮体、连接桥机构(3)和推进器机构(4)；配重机构(6)，安装在所述船体(1)的船舱内，所述配重机构(6)能够单独为每个浮体提供配重；控制箱机构(5)，安装在所述船体(1)与连接桥机构(3)末端，所述控制箱机构(5)用于安装置放电源及控制板。2.如权利要求1所述的组合式无人船，其特征在于，所述浮体包括相互连接的船首浮体(101)和船尾浮体(103)，或所述浮体包括依次连接的船首浮体(101)、至少一个增浮加长浮体(102)和船尾浮体(103)，其中，所述船首浮体(101)、增浮加长浮体(102)和船尾浮体(103)均为单独密闭体。3.如权利要求2所述的组合式无人船，其特征在于，所述船体由己稀乙稀共聚物材料滚塑而成。4.如权利要求2或3所述的组合式无人船，其特征在于，所述浮体框架(2)包括：顶部加强连接架(201)，固定在所述浮体的顶部；框架后横梁加强底框(202)，固定在所述船尾浮体(103)的尾部；框架纵析加强底框(203)，固定在所述浮体的外侧底部；底部连接龙骨(204)，固定在所述浮体的底部。5.如权利要求4所述的组合式无人船，其特征在于，所述连接桥机构(3)包括：连接桥框架纵桁(301)，固定在两个所述船体本体的相对内侧；连接桥框架横梁(302)，设置在两个所述船体本体之间，所述连接桥框架横梁(302)与所述连接桥框架纵桁(301)固定连接，且所述连接桥框架横梁(302)上固定有控制箱机构(5)。6.如权利要求5所述的组合式无人船，其特征在于，所述推进器机构(4)包括：水下推进器(401)；推进器基座(402)，安装在底部连接龙骨(204)上，所述推进器基座(402)的上端安装在顶部加强连接架(201)上，其中，所述水下推进器(401)安装在所述推进器基座(402)上。7.如权利要求6所述的组合式无人船，其特征在于，所述控制箱机构(5)包括控制箱盖(501)和控制箱底板(502)，所述控制箱底板(502)安装在所述连接桥机构(3)上，所述控制箱盖(501)盖合在所述控制箱底板(502)上。8.如权利要求7所述的组合式无人船，其特征在于，所述配重机构(6)包括：压载铅块(601)，由铅材料浇筑而成；铅块固定槽横杆(602)，用于固定所述压载铅块(601)；限位支架(603)，安装在所述铅块固定槽横杆(602)上，所述限位支架(603)用于限制所述压载铅块(601)的位置。9.如权利要求8所述的组合式无人船，其特征在于，所述浮体框架(2)和连接桥机构(3)
均采用6061-t6铝合金材料制成。

技术总结
本发明公开了一种组合式无人船，包括：船体，包括并列设置的两个船体本体，每个所述船体本体由若干段浮体组合拼接而成；连接桥机构，用于连接左右两个船体本体并承载外部设备；推进器机构，所述推进器机构能够为船体提供动力；浮体框架，用于连接相邻两个浮体、连接桥机构和推进器机构；配重机构，安装在所述船体的船舱内，所述配重机构能够单独为每个浮体提供配重；控制箱机构，安装在所述船体与连接桥机构末端，所述控制箱机构用于安装置放电源及控制板。本发明整体采用组合式设计，船体可长可短、灵活组合，生产、组装、运输、投放便捷；配重机构设计巧妙，灵活性好，为无人船搭载各种实验设备后船体平稳性提供保证。种实验设备后船体平稳性提供保证。种实验设备后船体平稳性提供保证。


技术研发人员：胡庆松 李怀进 张锦飞 陈雷雷 李俊
受保护的技术使用者：上海海洋大学
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/9/13