本實(shí)用新型涉及一種避讓障礙且防傾覆的無(wú)人船。

背景技術(shù)：

目前，大部分無(wú)人船未搭載防傾覆裝置或裝置的保護(hù)能力有限，而避讓裝置也未能和防傾覆裝置很好的結(jié)合在一起，而且一般的防傾裝置中，僅兩個(gè)氣囊的設(shè)計(jì)很容易讓船只在氣囊彈出的過(guò)程中前傾或者后傾。而防傾覆裝置和避讓裝置是互補(bǔ)的，船只碰撞后很容易側(cè)翻，而這個(gè)時(shí)候避讓裝置可以讓船只保持水平以減少損失。一般的無(wú)人船由于只采用單一的防傾覆裝置甚至于沒(méi)有相應(yīng)裝置而導(dǎo)致防傾覆的能力很差，而避讓裝置也有避讓措施過(guò)于單一或者未能與防傾覆相互聯(lián)動(dòng)的缺點(diǎn)存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)避讓裝置過(guò)于簡(jiǎn)單準(zhǔn)確度不高的不足，而提供一種高精度避讓障礙且防傾覆的無(wú)人船。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種避讓障礙且防傾覆的無(wú)人船，包括船體，船體上設(shè)有防傾覆裝置和避讓裝置；防傾覆裝置包括被動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)和主動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)，

被動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)包括分別安裝在船體兩側(cè)的船翼和貼設(shè)在船身周圍的緩沖墊；

主動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)包括防傾覆模塊、壓縮氣體罐、管道Ⅰ、管道Ⅱ、電子閥門Ⅰ、電子閥門Ⅱ、主氣囊和輔助氣囊，主氣囊有兩個(gè)，分別設(shè)置在船體的兩側(cè)，輔助氣囊有4個(gè)，分別對(duì)稱設(shè)置在船體的前端和后端，主氣囊通過(guò)管道Ⅰ與壓縮氣體罐連接，管道Ⅰ上設(shè)置電子閥門Ⅰ，管道Ⅱ與管道Ⅰ連接，管道Ⅱ上設(shè)置電子閥門Ⅱ，

防傾覆模塊包括控制器、加速傳感器、電子羅盤、陀螺儀和水銀開關(guān)，加速傳感器、電子羅盤和陀螺儀分別與控制器連接，加速傳感器、電子羅盤、陀螺儀將測(cè)得的船體側(cè)傾加速度、船體側(cè)傾角度的數(shù)據(jù)傳入控制器，控制器經(jīng)過(guò)算法預(yù)測(cè)判斷是否打開電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ，水銀開關(guān)預(yù)設(shè)傾覆角度，達(dá)到傾覆角度時(shí)強(qiáng)制觸發(fā)電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ；

避讓裝置包括攝像頭模塊、激光雷達(dá)和聲納，攝像頭模塊直接與地面接收站連接，激光雷達(dá)和聲納均與防傾覆模塊的控制器連接，激光雷達(dá)和聲納將數(shù)據(jù)傳給控制器，控制器通過(guò)算法判斷前方是否有障礙物以及避讓方式，控制器將激雷達(dá)和聲納的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及避讓方式傳給地面接收站供地面人員參考。

控制器將采用stm32單片機(jī)或者arm單片機(jī)。

水銀開關(guān)的縱軸與船體的縱軸垂直。

加速度傳感器、電子羅盤和陀螺儀安裝在同一水平面上。

船翼位于船體中部吃水線以下處。

攝像頭安裝在船體最前端的底部。

船翼呈扁橢圓柱體形，且表面光滑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：船體上設(shè)有防傾覆裝置和避讓裝置；防傾覆裝置包括被動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)和主動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)，被動(dòng)防傾覆方案是在船體上安裝船翼，被動(dòng)增加將要側(cè)傾時(shí)的阻力，減小側(cè)傾可能性，船身周圍還會(huì)貼上緩沖墊以減小未知沖擊力，該設(shè)計(jì)可以提高船體的穩(wěn)定性，避讓裝置可以防止無(wú)人船碰撞障礙物而造成船體的損失，并幫助無(wú)人船順利避讓障礙。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的避讓障礙且防傾覆的無(wú)人船的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是船翼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是防傾覆模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是主動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)中的充氣結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5是避讓原理流程圖；

圖6是防傾覆原理流程圖。

其中，1-防傾覆模塊；

11-控制器；12-水銀開關(guān)；13-加速傳感器；14-電子羅盤；15-陀螺儀；

2-主氣囊；

21-管道Ⅰ；22-電子閥門Ⅰ；23-壓縮氣體罐；24-電子閥門Ⅱ；25-管道Ⅱ；

3-輔助氣囊；

4-攝像頭模塊；5-激光雷達(dá)；6-聲納；7-船體；8-船翼。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-6所示，一種避讓障礙且防傾覆的無(wú)人船，包括船體，船體上設(shè)有防傾覆裝置和避讓裝置；防傾覆裝置包括被動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)和主動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)，

被動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)包括分別安裝在船體兩側(cè)的船翼和貼設(shè)在船身周圍的緩沖墊；船翼提供額外的阻力以減緩無(wú)人船側(cè)翻，同時(shí)增加了船體的穩(wěn)定性，讓無(wú)人船可以更穩(wěn)定的行駛，而船體周圍的緩沖墊則可以減小沖擊力；

主動(dòng)式防傾覆結(jié)構(gòu)包括防傾覆模塊、壓縮氣體罐、管道Ⅰ、管道Ⅱ、電子閥門Ⅰ、電子閥門Ⅱ、主氣囊和輔助氣囊，主氣囊有兩個(gè)，分別設(shè)置在船體的兩側(cè)，輔助氣囊有4個(gè)，分別對(duì)稱設(shè)置在船體的前端和后端，主氣囊通過(guò)管道Ⅰ與壓縮氣體罐連接，管道Ⅰ上設(shè)置電子閥門Ⅰ，管道Ⅱ與管道Ⅰ連接，管道Ⅱ上設(shè)置電子閥門Ⅱ，

防傾覆模塊包括控制器、加速傳感器、電子羅盤、陀螺儀和水銀開關(guān)，加速傳感器、電子羅盤和陀螺儀分別與控制器連接，加速傳感器、電子羅盤、陀螺儀將測(cè)得的船體側(cè)傾加速度、船體側(cè)傾角度的數(shù)據(jù)傳入控制器，控制器經(jīng)過(guò)算法預(yù)測(cè)判斷是否打開電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ，水銀開關(guān)預(yù)設(shè)傾覆角度，達(dá)到傾覆角度時(shí)強(qiáng)制觸發(fā)電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ；當(dāng)船體將要側(cè)傾的時(shí)候，控制器打開電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ，氣囊打開的順序?yàn)椋褐鳉饽蚁却蜷_，隨后輔助氣囊打開，修正船體，讓船體更穩(wěn)定，

避讓裝置包括攝像頭模塊、激光雷達(dá)和聲納，攝像頭模塊直接與地面接收站連接，激光雷達(dá)和聲納均與防傾覆模塊的控制器連接，激光雷達(dá)和聲納將數(shù)據(jù)傳給控制器，控制器通過(guò)算法判斷前方是否有障礙物以及避讓方式，控制器將激雷達(dá)和聲納的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及避讓方式傳給地面接收站供地面人員參考。

控制器將采用stm32單片機(jī)或者arm單片機(jī)。

水銀開關(guān)的縱軸與船體的縱軸垂直。

加速度傳感器、電子羅盤和陀螺儀安裝在同一水平面上。

船翼位于船體中部吃水線以下處。

攝像頭安裝在船體最前端的底部。

船翼呈扁橢圓柱體形，且表面光滑，不會(huì)增加縱向的阻力，從而不會(huì)對(duì)船的速度有影響，但會(huì)增加船的橫向阻力，從而防傾覆。

避讓障礙且防傾覆的無(wú)人船的避讓和防傾覆的方法，包括以下步驟：

第一步、啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出給攝像頭模塊、激光雷達(dá)和聲納，攝像頭模塊將視頻流傳輸給地面接收站，激光雷達(dá)和聲納將數(shù)據(jù)傳輸給控制器后通過(guò)避讓算法得出避讓建議并將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸給地面接收站供地面人員參考；

第二步、發(fā)現(xiàn)障礙后，船體停止前進(jìn)，等待地面控制人員未發(fā)出控制指令，控制器的避讓方式預(yù)設(shè)為前方有障礙但不影響航行，則繼續(xù)前行，前方有障礙影響航行，則從側(cè)方通過(guò)，前方有障礙物且側(cè)方無(wú)法通過(guò)，則后退設(shè)定新的路線；

第三步、啟動(dòng)信號(hào)傳輸給加速度傳感器、電子羅盤、陀螺儀和水銀開關(guān)，系統(tǒng)啟動(dòng)，加速度傳感器、電子羅盤和陀螺儀將數(shù)據(jù)傳輸給控制器后通過(guò)防傾覆算法得出是否需要打開電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ；水銀開關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)控船體傾斜程度，當(dāng)超出預(yù)設(shè)角度的時(shí)候也強(qiáng)制打開電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ，電子閥門Ⅰ和電子閥門Ⅱ打開后，主氣囊先充氣，輔助氣囊隨后充氣。

主氣囊打開后0.6秒，輔助氣囊打開。

以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。