[发明专利]一种具有减摇装置的水质巡检无人船

权利要求书

1.一种具有减摇装置的水质巡检无人船，包括船体(1)、舵机(2)、艉鳍(3)、螺旋桨机构(4)，其特征在于：

所述的船体(1)的尾部设有螺旋桨机构(4)作为行船动力；所述的船体(1)的左右侧壁的后部位于水线以上的位置分别设有一组舵机(2)；所述的舵机(2)下方的船体(1)左右侧壁上分别通过沿船体(1)横向方向水平设置的转轴(5)安装有艉鳍(3)；所述的舵机(2)通过摆杆机构与艉鳍(3)连接，驱动艉鳍(3)基于转轴(5)转动。

2.如权利要求1所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于：

所述的转轴(5)与船体(1)侧壁连接处设有盖板(6)，所述的盖板(6)上设有轴向为横向水平方向的转轴孔，所述的转轴(5)插接安装于转轴孔内，所述的转轴(5)能够相对于转轴孔转动；所述的盖板(6)外表面上，沿转轴孔边沿设有卡槽，卡槽内设有阻水垫圈(7)，阻水垫圈(7)套于转轴(5)，实现密封防水。

3.如权利要求1所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于：所述的摆杆机构包括传动连杆a(8)、传动连杆b(9)、连接块(10)、滑轴(11)；所述的舵机(2)的输出轴沿船体(1)纵向水平设置；所述的连接块(10)设有两组，沿船体纵向间隔设于艉鳍(3)的上表面上；所述的滑轴(11)沿船体(1)纵向水平设于两组连接块(10)之间；

所述的传动连杆a(8)的上端套装在舵机(2)的输出轴上，能够相对于输出轴转动，所述的传动连杆a(8)的下端与传动连杆b(9)的上端铰接，所述的传动连杆b(9)的下端套装在滑轴(11)上，能够相对于滑轴(11)滑动和转动。

4.如权利要求1或3所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于：还包括船体姿态传感器检测模块、STM32处理器、电源模块、存储模块；所述的船体姿态传感器检测模块设于船体(1)内，船体姿态传感器检测模块与STM32处理器电连接，所述的STM32处理器分别与船体(1)左侧壁和右侧壁的舵机(2)电连接，根据检测到的船体倾斜情况，控制相应的舵机(2)工作，使得对应的艉鳍(3)转动合适的角度；所述的电源模块用于供电；所述的存储模块与STM32处理器电连接，用于存储数据。

5.如权利要求4所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于：所述船体(1)前端设有光电距离传感器和摄像头，光电距离传感器和摄像头分别与STM32处理器电连接，用于检测水面上的障碍物，由STM32处理器控制螺旋桨机构(4)转向壁障；所述的船体(1)上还设有GPS定位模块，所述的GPS定位模块与STM32处理器电连接，用于设定自动巡航路线。

6.如权利要求4所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于：还包括4G通讯模块，所述的4G通讯模块用于远程数据传输。

7.如权利要求4所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于：所述的船体(1)的底部设有PH检测模块、温度检测模块、浊度检测模块、电导率检测模块。

8.如权利要求4所述的具有减摇装置的水质巡检无人船，其特征在于，所述的控制船身(1)倾角的方法包括以下步骤：

A、设定行船的左倾角和右倾角的上限值，船体姿态传感器检测模块实时检测船体(1)倾斜角度，并将数值传输至STM32处理器，由STM32处理器进行倾角对比，对比公式为：

u(k)＝u(k-1)+k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]；

式中e(k)——函数输入，

u(k)——函数输入，

k_p——比例系数，

k_i——积分系数，

k_d——微分系数；

B、当行船的左倾角或右倾角超出上限值时，STM32处理器接收由姿态传感器MPU6050传回的倾斜角度数据，经过上诉PID算法计算后得到的输出控制参数，由输出控制参数控制倾斜相应侧的舵机(2)转动，带动艉鳍(3)转动到合适的角度，增大阻力，使船体能够在风浪中保持平稳。