專利名稱：無人駕駛水面清潔電動三體船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三體船，特別涉及一種用于清潔水面的三體工作船。屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三體船是一種新型的優(yōu)良高速船型，與單體船相比，這種船型最突出的優(yōu)點是穩(wěn)定性好、燃料消耗低、高速航行時興波阻力小、操縱性良好，具有優(yōu)越的穩(wěn)性、耐波性、機動性和隱身性，在軍用船舶和民用船舶領(lǐng)域內(nèi)，正在得到廣泛的應(yīng)用。申請日為2009年10月7日，公開號為CN 101550689的中國發(fā)明專利申請公布說明書公開了 “一種垃圾清理船”，提出了利用水的流動自動收集各種水上垃圾的方案，結(jié)構(gòu)簡單，垃圾收集面積和儲存容積大，但由于機械裝置過于簡單，轉(zhuǎn)向不靈活，使其操縱性不 佳并且不利于實現(xiàn)清理目的，同時由于其立方體的非流線型外形使其推進阻力較大。申請日為2008年12月31日，公告號為CN201172477的中國實用新型專利說明書公開了一種“水面雜物清理雙體船”的中國發(fā)明專利，提出了運用雙體船設(shè)計雜物打撈船的方案，提高了船運行時的穩(wěn)定性，并且相比于以往的雜物打撈船擴大了清掃范圍，但其船頭連接的雙體船形式使其阻力大，推進速度小，轉(zhuǎn)向不靈活，機械裝置的復(fù)雜性也使其操縱性不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以小水線面三體船為主體，輔以尾側(cè)推和明輪收集裝置的無人駕駛高性能船，用于水面雜物的收集和航道清理等方面?？善椒€(wěn)、靈活、快速地到達雜物收集區(qū)域，增大雜物收集面積，提高收集效率，降低水面雜物收集的勞動強度。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。—種無人駕駛水面清潔電動三體船，包括主體、對稱設(shè)置在主體兩側(cè)的側(cè)體，所述主體后端裝有主推進器，主體后端兩側(cè)裝有一對側(cè)推進器，所述主體上側(cè)和兩個側(cè)體上側(cè)分別通過前后設(shè)置的兩對拱形支架連接成整體，所述兩個側(cè)體前端超出主體前端；主體上側(cè)設(shè)有機翼狀流線型上層建筑，控制系統(tǒng)設(shè)置在上層建筑內(nèi)，主體和兩個側(cè)體內(nèi)均設(shè)有蓄電池；在主體和兩個側(cè)體之間各裝有一套水面雜物收集裝置，所述水面雜物收集裝置包括明輪、凸輪、搜集簍、明輪傳動電機和凸輪傳動電機，所述明輪傳動電機為雙出軸電機，設(shè)置在主體中部內(nèi)，通過明輪傳動軸與相應(yīng)的明輪固定連接；所述凸輪傳動電機設(shè)置側(cè)體內(nèi)，凸輪傳動電機輸出軸通過凸輪聯(lián)軸器與凸輪傳動軸一端固定連接，凸輪傳動軸另一端向主體方向伸出側(cè)體，與位于明輪內(nèi)的凸輪固定連接，數(shù)個可動蹼板機構(gòu)徑向均布在明輪輪緣外，搜集簍位于明輪后側(cè)，固定在主體和側(cè)體之間。本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。前述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其中所述主體內(nèi)設(shè)有主電機傳動裝置，所述主電機傳動裝置包括主電機、萬向聯(lián)軸節(jié)、主傳動軸、兩根側(cè)傳動軸、數(shù)個支撐軸承、主動圓錐齒輪、一對被動圓錐齒輪和離合器，主電機通過萬向聯(lián)軸節(jié)與主傳動軸一端相連，數(shù)個支撐軸承分別支撐主傳動軸上，主動圓錐齒輪固定在主傳動軸的中部上，主傳動軸另一端伸出主體尾部，與主推進器固定連接；側(cè)傳動軸垂直于主傳動軸，支撐在兩個支撐軸承上，側(cè)傳動軸一端與被動圓錐齒輪固定連接，側(cè)傳動軸另一端穿出主體外側(cè)，與側(cè)推進器固定連接，主動圓錐齒輪與一對被動圓錐齒輪分別嚙合，側(cè)傳動軸上設(shè)有離合器。主推進器和一對側(cè)推進器均為導(dǎo)管螺旋槳；所述明輪傳動軸和凸輪傳動軸同軸。前述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其中所述可動蹼板機構(gòu)包括蹼板、凸輪頂桿、鉸接短桿和彈簧，所述凸輪頂桿外端與頂桿鉸接座鉸接，所述頂桿鉸接座與蹼板底部外側(cè)滑動連接，凸輪頂桿內(nèi)端穿過明輪外緣抵靠在凸輪的外緣輪廓上，鉸接短桿一端固定在明輪外緣上，鉸接短桿另一端與蹼板底部鉸接，所述彈簧套在凸輪頂桿上，彈簧一端抵靠在明輪內(nèi)邊緣上，彈簧另一端抵靠在凸輪頂桿的凸肩上。前述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其中所述蹼板呈槽形，包括底板，從底板兩端分別向上彎折的短立板和長立板，沿蹼板寬度方向開有多條寬度相等、間隔相等的蹼板 齒槽。所述搜集簍為兩端封口的鏟斗形，所述鏟斗形與蹼板相交的一側(cè)開有多條寬度相等、間隔相等的搜集簍齒槽，所述搜集簍齒槽和蹼板齒槽交錯設(shè)置，蹼板一側(cè)與搜集簍相交時，蹼板齒槽與搜集簍齒槽交錯嵌合。前述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其中所述蹼板的底板外側(cè)設(shè)有沿底板長度方向的T形槽條，所述頂桿鉸接座頂面設(shè)有T形榫，T形榫嵌裝在T形槽條內(nèi)，T形榫和T形槽條滑動連接。本發(fā)明以三體船為載體，擺脫了傳統(tǒng)的以單體船為載體的相關(guān)工程船舶的限制，充分利用三體船的穩(wěn)性好、航行阻力小、適航性佳的優(yōu)點，在主體和其兩側(cè)的側(cè)體之間設(shè)置了兩套水面雜物收集裝置，增大了水面雜物收集面積，提高了收集效率。徑向均布在明輪輪緣外的數(shù)個可動蹼板機構(gòu)用于航行時，增加了航行動力；用于收集水面雜物時，可達到高效搜集水面雜物的目的。本發(fā)明是在無人艇技術(shù)的基礎(chǔ)上進行工作的，從而不需要人去跟船工作，降低了勞動強度和使用成本。本發(fā)明的優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡 圖2是圖I的放大A-A劑視簡 圖3是圖I的縮小左視簡 圖4是圖3的I部放大簡 圖5是圖4的B向放大視 圖6是圖2的II部放大視 圖7是本發(fā)明蹼板將撈出的水面雜物送入搜集簍過程的工步簡圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖I 圖6所示，本實施例包括主體I、對稱設(shè)置在主體I兩側(cè)的側(cè)體2，主體I后端裝有主推進器3，主體I后端兩側(cè)裝有一對側(cè)推進器4，主體I上側(cè)和兩個側(cè)體2上側(cè)分別通過前后設(shè)置的兩對拱形支架5連接成整體，設(shè)置拱形支架5的目的是為了便于在主體I和兩個側(cè)體2之間的各安裝一套水面雜物收集裝置6，拱形支架5彎折處設(shè)有加強筋板51。主推進器3和一對側(cè)推進器4均采用導(dǎo)管螺旋槳；主推進器3的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以實現(xiàn)本發(fā)明的前進或后退，導(dǎo)管31 —方面可以提高推進效率，另一方面可以防止雜物纏繞螺旋槳。兩個側(cè)體2前端超出主體I前端，形成一個“通道”將水面雜物攔截到兩個側(cè)體2之間，提高收集水面雜物的效率。主體I上側(cè)設(shè)有機翼狀流線型上層建筑8，以盡量減少空氣阻力，控制系統(tǒng)7設(shè)置在上層建筑8內(nèi)。主體I和兩個側(cè)體2內(nèi)均設(shè)有蓄電池66，對主推進器3、一對側(cè)推進器4和水面雜物收集裝置6提供動力源。水面雜物收集裝置6包括明輪61、凸輪62、搜集簍63、明輪傳動電機64和凸輪傳動電機65,明輪傳動電機61為雙出軸電機,設(shè)置在主體I中部內(nèi)。通過明輪聯(lián)軸器68、明輪傳動軸69與相應(yīng)的明輪61固定連接，明輪傳動軸69通過支撐軸承610支撐在主體I的船體側(cè)壁上。凸輪傳動電機65設(shè)置側(cè)體2內(nèi)，凸輪傳動電機65輸出軸通 過凸輪聯(lián)軸器66與凸輪傳動軸67 —端固定連接，凸輪傳動軸67另一端向主體I方向伸出側(cè)體2，與位于明輪61內(nèi)的凸輪62固定連接，凸輪傳動軸67通過支撐軸承610支撐在的側(cè)體2的船體側(cè)壁上。6個可動蹼板機構(gòu)68徑向均布在明輪61輪緣外，搜集簍63位于明輪61后側(cè)，固定在主體I和側(cè)體2之間。明輪傳動軸69和凸輪傳動軸67同軸轉(zhuǎn)動，避免使本發(fā)明航行時產(chǎn)生振動。主體I內(nèi)設(shè)有主電機傳動裝置11，所述主電機傳動裝置包括主電機111、萬向聯(lián)軸節(jié)112、主傳動軸113、兩根側(cè)傳動軸114、數(shù)個支撐軸承115、主動圓錐齒輪116、一對被動圓錐齒輪117和離合器118，主電機111通過萬向聯(lián)軸節(jié)112與主傳動軸113 —端相連，兩個支撐軸承115分別支撐在主傳動軸113兩端上，主動圓錐齒輪116固定在主傳動軸113的中部上，主傳動軸113另一端伸出主體I尾部，與主推進器3固定連接。側(cè)傳動軸114垂直于主傳動軸113，支撐在兩個支撐軸承115上，側(cè)傳動軸114 一端與被動圓錐齒輪117固定連接，兩根側(cè)傳動軸114另一端分別穿出主體I的左右側(cè)，與側(cè)推進器4固定連接，主動圓錐齒輪116與一對被動圓錐齒輪117分別嚙合。側(cè)傳動軸114上設(shè)有離合器118，當(dāng)本發(fā)明直行時，離合器118脫開，側(cè)推進器4不轉(zhuǎn)動。6個可動蹼板機構(gòu)69徑向均布在明輪61的輪緣外，可動蹼板機構(gòu)69包括蹼板691、凸輪頂桿692、鉸接短桿693和彈簧694，凸輪頂桿692外端與頂桿鉸接座695鉸接，頂桿鉸接座695與踐板691底部外側(cè)滑動連接。凸輪頂桿692內(nèi)端穿過明輪61外緣抵靠在凸輪62的外緣輪廓上，鉸接短桿693 —端焊接固定在明輪61外緣上，另一端與蹼板691底部鉸接，彈簧694套在凸輪頂桿692上，彈簧694 —端抵靠在明輪61內(nèi)邊緣上，另一端抵靠在凸輪頂桿692的凸肩上。彈簧694的彈性力使凸輪頂桿692內(nèi)端始終抵靠在凸輪62輪廓上，防止明輪61轉(zhuǎn)動時的離心力甩出凸輪頂桿692。蹼板691呈槽形，包括底板691-1，從底板691_1兩端分別向上彎折的短立板691-2和長立板691-3，沿蹼板691寬度方向開有多條寬度相等、間隔相等的蹼板齒槽691-4。搜集簍63為兩端封口的鏟斗形，所述鏟斗形與蹼板691相交的一側(cè)開有多條寬度相等、間隔相等的搜集簍齒槽631，搜集簍齒槽631和蹼板齒槽691-4交錯設(shè)置，蹼板691—側(cè)與搜集簍63相交時，蹼板齒槽691-4與搜集簍齒槽631交錯嵌合。蹼板691的底板691-1外側(cè)設(shè)有沿底板691-1長度方向的T形槽條691-5，頂桿鉸接座695頂面設(shè)有T形榫695-1，T形榫695-1嵌裝在T形槽條691-5內(nèi)，兩者可滑動地連接，便于蹼板691改變其與水平面的夾角。圖7所示的① ④蹼板工步圖，表達了蹼板691將撈出的水面雜物送入搜集簍63的全過程。圖中明輪61和凸輪62同向逆時針轉(zhuǎn)動，蹼板691將載著的水面雜物拋入搜集簍63后脫離搜集簍63，繼續(xù)撈取水面雜物。凸輪62轉(zhuǎn)動時，由于凸輪62升程的變化將使得凸輪頂桿692相對于明輪61中心上下移動，從而使得蹼板691除了繞凸輪62中心轉(zhuǎn)動夕卜，還繞鉸接短桿693的鉸接中心上下擺動，以達到減小蹼板691在水中運動的阻力，增大蹼板691出水時與水接觸的面積，可撈取更多的水面雜物并且在運送水面雜物的過程中不會撒落。6個蹼板691對應(yīng)凸輪62的6個不同的升程位置，使得明輪61徑向的每個蹼板691轉(zhuǎn)動時其與水平面的夾角不斷變化，從而實現(xiàn)了蹼板691既能撈取水面雜物又能將水面雜物運送到搜集簍63中。凸輪62的轉(zhuǎn)向與明輪61—致，但角速度要大于明輪的角速度，以達到凸輪62與明輪61間產(chǎn)生相對運動，使得連接桿12相對于明輪上下運動，并改變蹼板691底面與水平面的夾角。 本發(fā)明實現(xiàn)無人巡航收集和指定地點收集兩種模式。當(dāng)設(shè)定本發(fā)明為指定地點收集模式時，上層建筑8內(nèi)的控制系統(tǒng)7接收無線電發(fā)送來的收集地點GPS坐標(biāo)，同時實時將現(xiàn)處的GPS坐標(biāo)與預(yù)先設(shè)定的GPS坐標(biāo)進行比對，智能規(guī)劃航跡，明輪61順時針轉(zhuǎn)動提供部分動力，本發(fā)明向指定地點快速航行，其航行路線受激光測距避碰裝置影響，監(jiān)測到前方有障礙物時運行避碰程序并修改航跡；到達指定地點后，控制系統(tǒng)7輸出控制信號，航速降低到工作速度，通過設(shè)定的控制算法使船按內(nèi)螺旋線軌跡繞工作點航行，明輪61逆時針轉(zhuǎn)動，同時凸輪62以大于明輪61的角速度轉(zhuǎn)動。如圖7所示，蹼板691以近乎垂直的最佳工作狀態(tài)入水，最大限度的減少了入水阻力；蹼板691又以和水平面較小的夾角出水，并將盡可能水面雜物帶離水面，在蹼板691繞明輪61中心轉(zhuǎn)動到搜集簍齒槽631和蹼板齒槽691-4交錯嚙合時，搜集簍63的齒槽631之間的矩形齒將蹼板內(nèi)的水面雜物刮走，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的清潔水面功能。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無人駕駛水面清潔電動三體船，包括主體、對稱設(shè)置在主體兩側(cè)的側(cè)體，所述主體后端裝有主推進器，主體后端兩側(cè)裝有一對側(cè)推進器，其特征是，所述主體上側(cè)和兩個側(cè)體上側(cè)分別通過前后設(shè)置的兩對拱形支架連接成整體，所述兩個側(cè)體前端超出主體前端；主體上側(cè)設(shè)有機翼狀流線型上層建筑，控制系統(tǒng)設(shè)置在上層建筑內(nèi)，主體和兩個側(cè)體內(nèi)均設(shè)有蓄電池；在主體和兩個側(cè)體之間各裝有一套水面雜物收集裝置，所述水面雜物收集裝置包括明輪、凸輪、搜集簍、明輪傳動電機和凸輪傳動電機，所述明輪傳動電機為雙出軸電機，設(shè)置在主體中部內(nèi)，通過明輪傳動軸與相應(yīng)的明輪固定連接；所述凸輪傳動電機設(shè)置側(cè)體內(nèi)，凸輪傳動電機輸出軸通過凸輪聯(lián)軸器與凸輪傳動軸一端固定連接，凸輪傳動軸另一端向主體方向伸出側(cè)體，與位于明輪內(nèi)的凸輪固定連接，數(shù)個可動蹼板機構(gòu)徑向均布在明輪輪緣外，搜集簍位于明輪后側(cè)，固定在主體和側(cè)體之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述主體內(nèi)設(shè)有主電機傳動裝置，所述主電機傳動裝置包括主電機、萬向聯(lián)軸節(jié)、主傳動軸、兩根側(cè)傳動軸、數(shù)個支撐軸承、主動圓錐齒輪、一對被動圓錐齒輪和離合器，主電機通過萬向聯(lián)軸節(jié)與主傳動軸一端相連，數(shù)個支撐軸承分別支撐主傳動軸上，主動圓錐齒輪固定在主傳動軸的中部上，主傳動軸另一端伸出主體尾部，與主推進器固定連接；側(cè)傳動軸垂直于主傳動軸，支撐在兩個支撐軸承上，側(cè)傳動軸一端與被動圓錐齒輪固定連接，側(cè)傳動軸另一端穿出主體外偵牝與側(cè)推進器固定連接，主動圓錐齒輪與一對被動圓錐齒輪分別嚙合，側(cè)傳動軸上設(shè)有離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述主推進器和一對側(cè)推進器均為導(dǎo)管螺旋槳。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述明輪傳動軸和凸輪傳動軸同軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述可動蹼板機構(gòu)包括蹼板、凸輪頂桿、鉸接短桿和彈簧，所述凸輪頂桿外端與頂桿鉸接座鉸接，頂桿鉸接座與蹼板底部外側(cè)滑動連接，凸輪頂桿內(nèi)端穿過明輪外緣抵靠在凸輪的外緣輪廓上，鉸接短桿一端固定在明輪外緣上，鉸接短桿另一端與蹼板底部鉸接，所述彈簧套在凸輪頂桿上，彈簧一端抵靠在明輪內(nèi)邊緣上，彈簧另一端抵靠在凸輪頂桿的凸肩上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述蹼板呈槽形，包括底板，從底板兩端彎折后分別向上延伸的短立板和長立板，沿蹼板寬度方向開有多條寬度相等、間隔相等的蹼板齒槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述搜集簍為兩端封口的鏟斗形，所述鏟斗形與蹼板相交的一側(cè)開有多條寬度相等、間隔相等的搜集簍齒槽，所述搜集簍齒槽和蹼板齒槽交錯設(shè)置，蹼板一側(cè)與搜集簍相交時，蹼板齒槽與搜集簍齒槽交錯嵌合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人駕駛水面清潔電動三體船，其特征是，所述蹼板的底板外側(cè)設(shè)有沿底板長度方向的T形槽條，所述頂桿鉸接座頂面設(shè)有T形榫，T形榫嵌裝在T形槽條內(nèi)，T形榫和T形槽條滑動連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無人駕駛水面清潔電動三體船，包括主體、主體兩側(cè)的側(cè)體，主體上側(cè)和兩個側(cè)體上側(cè)分別通過兩對拱形支架連接成整體，主體上側(cè)設(shè)有機翼狀流線型上層建筑，在主體和兩個側(cè)體之間各裝有一套水面雜物收集裝置，所述水面雜物收集裝置包括明輪、凸輪、搜集簍、明輪傳動電機和凸輪傳動電機，明輪傳動電機與相應(yīng)的明輪固定連接；凸輪傳動電機通過凸輪傳動軸與明輪內(nèi)的凸輪固定連接，數(shù)個可動蹼板機構(gòu)徑向均布在明輪輪緣外，搜集簍位于明輪后側(cè)。本發(fā)明充分利用三體船的穩(wěn)性好、航行阻力小的優(yōu)點，提高了收集效率?？蓜吁氚鍣C構(gòu)清理水面時，蹼板的擺動達到高效搜集水面漂浮物的目的，降低了勞動強度和使用成本。
文檔編號B63H1/04GK102923265SQ20121049108
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者夏志平, 楊松林, 方靈燕, 文逸彥, 翁維豪, 夏炎 申請人:江蘇科技大學(xué)