[发明专利]一种具有三级减震自稳系统的无人船

摘要

本发明公开了一种具有三级减震自稳系统的无人船，包括双长浮筒、减震底座、仿猫式连杆型腿部减震结构、六自由度液压自稳装置和船舱，所述双长浮筒上安装四个减震底座，所述仿猫式连杆型腿部减震结构的底端与减震底座连接、顶端与连接桥连接；所述连接桥上安装六自由度液压自稳装置，所述船舱安装在六自由度液压自稳装置上。本发明在无人船应用研究现状的基础上，提出一种具有三级减震系统的无人船设计方案。通过底座减震结构的设计，实现在低振幅浪涌下高速航行；通过仿猫式连杆型腿部减震机构的设计，实现在高振幅浪涌下稳定航行。本发明加入仿生结构设计，通过采用仿猫式连杆型腿部结构作为无人船的四个支架，增加了船体的稳定性和减震效果。

主权项

1.一种具有三级减震自稳系统的无人船，其特征在于：采用双体船结构，包括双长浮筒(6)、减震底座(5)、仿猫式连杆型腿部减震结构(4)、六自由度液压自稳装置(2)和船舱(1)，所述双长浮筒上安装四个减震底座(5)，即每个长浮筒(6)上安装两个减震底座(5)；所述仿猫式连杆型腿部减震结构(4)的底端与减震底座(5)连接、顶端与连接桥(3)连接；所述连接桥(3)上安装六自由度液压自稳装置(2)，所述船舱(1)安装在六自由度液压自稳装置(2)上；所述减震底座(5)包括合金拱形桥A(51)、合金拱形桥B(54)、合金拱形桥C(55)、支撑面(56)和金属橡胶减震器(52)；所述合金拱形桥A(51)和合金拱形桥C(55)分别固定在支撑面(56)上，所述合金拱形桥B(54)的两个底端分别固定在合金拱形桥A(51)和合金拱形桥C(55)上；所述合金拱形桥A(51)与支撑面(56)之间安装金属橡胶减震器(52)，所述合金拱形桥C(55)与支撑面(56)之间安装金属橡胶减震器(52)；所述支撑面(56)安装在舭龙骨上；所述四个减震底座(5)构成第一级减震自稳系统，所述四个减震底座(5)分别两两安装在两个长浮筒(6)的舭龙骨上；所述合金拱形桥B(54)的顶部通过桥连接铰(53)与仿猫式连杆型腿部减震结构(4)的底端连接；所述仿猫式连杆型腿部减震结构(4)包括法兰盘J(43)、法兰盘I(44)、法兰盘G(45)、弹簧减震器A(42)、弹簧减震器B(46)、弹簧减震器C(47)、弹簧减震器D(48)、小腿结构(41)、连杆和连接铰，所述连杆包括连杆AC、连杆AD、连杆AF、连杆CD、连杆CI、连杆DJ、连杆BE和连杆FG，所述小腿结构(41)的上端通过连接铰A分别与连杆AC、连杆AD和连杆AF的一端连接，所述连杆AD的另一端通过连接铰D分别与连杆CD和连杆DJ的一端连接，所述连杆CI的一端通过连接铰C分别与连杆AC和连杆CD的一端连接；所述连杆BE的一端通过连接铰B与连杆AF连接、另一端通过连接铰E与连杆DJ连接，所述连接铰B位于连杆AF的两端之间，所述连接铰E位于连杆DJ的两端之间；所述连杆FG的下端通过连接铰F与连杆AF的另一端连接、上端通过连接铰G与法兰盘G(45)连接；所述连杆CI的另一端通过连接铰I与法兰盘I(44)连接；所述连杆DJ的另一端通过连接铰J与法兰盘J(43)连接；所述连杆AD、连杆FG、连杆BE和连杆AC上分别安装弹簧减震器A(42)、弹簧减震器B(46)、弹簧减震器C(47)和弹簧减震器D(48)；所述仿猫式连杆型腿部减震结构(4)构成第二级减震自稳系统；所述六自由度液压自稳装置(2)包括上安装平台(12)、连接铰(15)、液压缸(14)、万向节(13)和下安装平台(16)，所述上安装平台(12)通过六个液压缸(14)与下安装平台(16)连接；所述液压缸(14)的上端通过万向节(13)与上安装平台(12)连接，液压缸(14)的下端通过连接铰(15)和下安装平台(16)连接；所述下安装平台(16)通过连接铰(15)与连接桥(3)连接，所述上安装平台(12)通过连接铰(15)与船舱(1)连接；所述六自由度液压自稳装置(2)和船舱(1)组成自稳船舱结构，所述自稳船舱结构构成第三级减震自稳系统；所述自稳船舱结构还包括控制系统和数据采集系统；所述数据采集系统安装在无人船上，数据采集系统的输出端通过数据线与控制系统连接；所述控制系统的输出端经六通道D/A卡和换向阀连接到六自由度液压自稳装置(2)上，所述控制系统的输入端经六通道A/D卡和位移传感器连接到六自由度液压自稳装置(2)上；所述数据采集系统包括陀螺仪、加速度计和嵌入式处理器，实现对无人船的实时姿态解算，监测无人船的实时角度变化，利用定时器瞬时角速度值，计算无人船在1ms内的角位移和方向变化；所述控制系统包括嵌入式处理器，根据数据采集系统的角位移和方向预测，控制六自由度液压自稳装置(2)的运动，实现船舱(1)的自稳控制；所述自稳船舱结构的位移传感器、六通道A/D卡、控制系统、六通道D/A卡、换向阀和六自由度液压自稳装置(2)组成闭环控制系统。