[发明专利]一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇

说明书

一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇，属于无人艇领域。本发明包括双体船片体、波浪摆动水翼、翼舵联动机构、水翼安装板、太阳能板、风力发电机和风机支架。摆动水翼总共4片，船艏船艉各2片，沿船宽方向并列布置，这种布置方式克服了大展翼时的结构增重负担。前后水翼向船艏和船艉伸出，使得水翼利用船体在波浪中的纵摇运动，其升沉幅度大于片体艏部和艉部的升沉幅度，有效提高了水翼产生的推力。翼舵联动机构采用液压传动装置，通过限定船体左右两侧的摆动水翼的转动范围，改变两侧水翼的推力，产生推力差驱动无人艇快速转艏，当同时限定所有水翼转动使其不能产生推力时，无人艇可迅速停止，因此无人艇具有快速转艏和紧急停车的能力。

技术领域

本发明属于无人艇领域，具体涉及一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇。

背景技术

无人艇是一种新型无人海洋探测平台，以小型船舶为主，具有较高的自主控制和导航能力。在军民领域逐渐展现出它的应用前景和价值，具备海洋探测、环境监控、目标侦查、通信中继等功能，因此无人艇技术的发展受到了越来越多人的关注，更多的研究学者投入到了无人艇研制工作中。

然而现阶段现已投入应用的无人艇多为柴油动力的高速艇，由于其携带能源有限，无人艇的续航力和自持力受到了极大限制，难以对大片海域进行长期大范围观测。另外，由于化石能源日渐枯竭、环境污染不断加剧、全球气候变化日趋恶劣，因此寻找可持续利用的环境友好型能源已经迫在眉睫、刻不容缓。再者，在海洋中，海洋波浪、太阳能和风广泛存在，如果无人艇能够实时捕获这三种能源，那么无人艇就能够具备极强的续航力和自持力。

通过分析目前现有的无人艇对海洋环境的综合探测能力以及人类社会对新型清洁能源的迫切需求，表明研发一种能够捕获海洋中可再生能源作为动力的无人艇意义重大。

王冬姣等人提出的公开号为CN201510143408.9的《一种双翼波浪推进远程无人艇》中在利用波浪能方面采用了艇艏和艇艉各安装一展长较大的摆动水翼的方案，虽然能够依靠自身摆动产生推力，但无法改变艇体左右两侧的推力分布，并缺乏摆动水翼的约束装置，无法实现无人艇急停。本发明采用小展长水翼，克服了大展翼时水翼结构增重负担，同时增设了水翼约束装置，能够实现无人艇急停。

金久才等人提出的公开号为CN201310034401.4的《一种海洋可再生能源驱动的无人船》中采用了风帆捕获风能的方案，并设计了一种依靠船体在波浪中做升沉运动从船底吸水再向船艉喷水的装置，依靠该装置作为无人艇推进动力。这与本发明的捕获波浪能和风能的原理不同。本发明采用安装风力发电机将风能转化为电能，并采用安装摆动水翼的方案，结构简单，易于实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇。

本发明的目的是这样实现的：

一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇，包括双体船片体1、波浪摆动水翼2、翼舵联动机构3、水翼安装板4、太阳能板5、风力发电机6和风机支架7，相关电气设备如电池、控制系统、通信系统等置于双体船片体1内部；波浪摆动水翼2安装在水翼安装板4上，翼舵联动机构3安装在双体无人艇宽度方向中部的2块水翼安装板4之间，太阳能板5安装在双体船的连接桥上，风机支架7位于太阳能板5上方，风力发电机6安装在风机支架7上。

所述波浪摆动水翼2总共4片，船艏船艉各2片，沿船宽方向并列布置，前后水翼分别沿船长方向向船艏和船艉伸出。

所述翼舵联动机构3采用液压传动机构，包括储油舱8、油泵9、油缸10、输油管11、水翼限位板12、左侧水翼油缸的两个输油阀、右侧水翼油缸的两个输油阀、油缸内部的活塞17与活塞传递运动的连杆18，储油舱8连接油泵9，油泵9通过输油管11连接油缸10，输油管11上布置有输油阀，油缸内部的活塞17通过连杆18与水翼限位板12相连。