[发明专利]一种小型无人船的自主推进装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种小型无人船的自主推进装置及控制方法，包括船体和舷外机，所述舷外机设在所述船体上，其特征在于：所述舷外机分别连接有电池组和控制器，所述电池组和控制器相互连接，所述舷外机包括步进电机，传动轴，蜗轮，蜗杆，螺旋桨和舷外机发动机，所述船体上设有步进电机，所述步进电机连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相互啮合，所述蜗轮连接有传动轴，所述传动轴的一端连接有螺旋桨，另一端连接有舷外机发动机。本发明利用蜗轮蜗杆传动把步进电动机输出的转矩传递给舷外机，使其转动一定的角度，具体转动的角度大小和方向靠控制器输出电脉冲信号给步进电动机来调节，减小了船只的转弯半径和时间损耗，降低能耗，机动性能更好。

技术领域

本发明涉及无人船的动力推进技术领域，具体涉及一种小型无人船的自主推进装置及控制方法。

背景技术

无人船是具有路径规划、自主导航、躲避障碍等功能的一种智能型水上交通工具。它结合了船体设计、互联网通信、自动化控制等专业技术，可以根据不同的应用，采用不同的功能模块。无人船可以在航道测绘、水上救援、反潜侦察等方面发挥巨大作用。

目前的船舶基本上是使用舵来调节方向，而舵是依靠水的冲击所产生的转矩来更改方向的。这种转向控制方法对船舶的航行速度要求较高，而且转向半径较大，所需的时间较长，大大降低了船舶航行的灵活性。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种小型无人船的自主推进装置及控制方法。

本发明的技术方案如下：一种小型无人船的自主推进装置，包括船体和舷外机，所述舷外机设在所述船体上，所述舷外机分别连接有电池组和控制器，所述电池组和控制器相互连接，所述舷外机包括步进电机，传动轴，蜗轮，蜗杆，螺旋桨和舷外机发动机，所述船体上设有步进电机，所述步进电机连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相互啮合，所述蜗轮连接有传动轴，所述传动轴的一端连接有螺旋桨，另一端连接有舷外机发动机，所述控制器分别与步进电机和舷外机发动机相连接，所述电池组与步进电机相连接。

所述传动轴与舷外机发动机之间通过第一锥齿轮连接。

所述传动轴与螺旋桨之间通过第二锥齿轮连接。

所述舷外机设有外壳，所述外壳与蜗轮相连接。

该装置还包括定位模块和环境测量模块，所述控制器分别与定位模块和环境测量模块相连接。

所述传动轴与船体之间设有固定机构，所述固定机构与船体固定连接，所述固定机构与传动轴通过轴承连接。

所述船体和步进电机之间设有固定支架。

一种小型无人船的控制方法，包括以下步骤：1开始航行任务，控制器根据任务要求预先规划一条航行路径，再启动舷外机，然后根据规划的路径把舷外机转动到一个合适的角度，然后无人船开始航行；2无人船在航行过程中，控制器通过定位模块实时分析偏离的程度，若超过规定值后就会重新调整舷外机的角度；同时控制器通过环境测量模块实时监测前方路径是否有突发状况，若有突发状况，则控制器会重新规划路径；3无人船到达目的地后，控制器会关闭舷外机，结束任务。所述舷外机包括步进电机和蜗轮蜗杆，通过步进电机转动，并带动蜗杆和蜗轮转动来实现舷外机转动。

本发明利用蜗轮蜗杆传动把步进电动机输出的转矩传递给舷外机，使其转动一定的角度，具体转动的角度大小和方向靠控制器输出电脉冲信号给步进电动机来调节。相对于采用舵机系统更改方向，直接利用转动舷外机来更改船舶航行的方向，能减小船只的转弯半径和时间损耗，降低能耗，使其拥有更好的机动性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的自主控制流程图。