一種無人船船載機庫系統的制作方法

本發明涉及無人機器技術領域，特指一種無人船船載機庫系統。

背景技術：

無人船作為水域自動化作業高新產品，在內河環保應用中取得較好效果，但在應用于海域工業系統監控時監測高度有限，需要無人機協助作業，而無人機在空域作業時，會出現續航能力有限、圖傳和控制信號遠程傳輸效果不好等問題，尤其是單機系統需要往返充電，形成監控空白，如果投入多艘無人船和無人機則會大增加成本，所以可以采用無人船作為機庫，同時運行多架無人機循環和持續作業來滿足大型海域執勤任務的需求。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供了一種無人船船載機庫系統，以無人船作為無人機群水域集控中心和補給基地，滿足無人機群運輸、通信集成和緊固充電的需求，本系統中各無人機上機載通信設備具備自組網節點功能，不僅強化無人船在水域垂向作業功能，并且能大大拓展監控范圍，為海域集群作業，聯合巡防提供有效手段。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種無人船船載機庫系統，包括無人機群、無人船與通信系統，無人機群由兩架以上無人機組成，無人機由無人機本體與機載控制系統組成，無人船上設有船載平臺、船載控制系統與船載動力系統，無人機群設于船載平臺上，通信系統包括船載通信設備與設于無人機上的機載通信設備，船載控制系統與船載通信設備對應設置，機載控制系統與機載通信設備對應設置。

進一步而言，所述船載控制系統包括船載可編程控制器、船載導航設備、船載避障設備與船載通信設備，船載導航設備包括GNSS導航系統與IMU慣性測量單元，船載避障設備包括數字雷達、激光雷達與前視聲納。

進一步而言，所述船載動力系統包括船載電池組、船載燃料箱、船載柴油發動機、船載螺旋漿、船載舵機與履帶動力電機。

進一步而言，所述船載平臺上設有傳送履帶、陀螺穩定平臺與船載供電接口，傳送履帶包括引導降落區、固定充電區與準備起飛區，引導降落區設有船載引導系統，準備起飛區設有船載起飛平臺，引導降落區與準備起飛區下方分別對應設置有陀螺穩定平臺，固定充電區設有掛鉤。

進一步而言，所述無人機本體上設有機載控制設備、機載通信設備、機載導航設備、機載螺旋漿、機載電池組、航拍相機、機載引腳、機載通電接口。

進一步而言，所述船載通信設備包括北斗天線、電臺天線、船載數傳電臺與船載圖傳電臺，機載通信設備包括機載數傳電臺與機載圖傳電臺。

本發明有益效果：

本發明集成現有無人船和無人機的技術優勢，不僅實現了無人船和無人機群在水域和空域功能有效互補，彌補水域無人船在空域垂向作業劣勢，同時解決了無人機在水域續航難和大范圍通信困難的問題，極大提高了無人機工作效率和執勤能力。

附圖說明

圖1是本發明整體結構圖；

圖2是本發明無人船結構圖；

圖3是本發明無人機結構圖。

1.無人機群；2.無人船；3.無人機一；4.無人機二；5.無人機三；6.無人機四；7.無人機五；8.無人機六；9.無人機七；10.船載平臺；11.船載可編程控制器；12.船載導航設備；13.船載通信設備；14.船載引導系統；15.傳送履帶；16.船載起飛平臺；17.陀螺穩定平臺；18.履帶動力電機；19.船載供電接口；20.船載電池組；21.船載燃料箱；22.船載柴油發動機；23.船載螺旋漿；24.船載舵機；25.北斗天線；26.電臺天線；27.數字雷達；28.激光雷達；29.前視聲納；30.機載控制設備；31.機載通信設備；32.機載導航設備；33.機載螺旋漿；34.機載電池組；35.航拍相機；36.機載引腳；37.機載通電接口；38.掛鉤。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明的技術方案進行說明。

如圖1至圖3所示，本發明所述一種無人船船載機庫系統，包括無人機群1、無人船2與通信系統，無人機群1由兩架以上無人機組成，無人機由無人機本體與機載控制系統組成，無人船2上設有船載平臺10、船載控制系統與船載動力系統，無人機群設于船載平臺10上，通信系統包括船載通信設備與設于無人機上的機載通信設備，船載控制系統與船載通信設備對應設置，機載控制系統與機載通信設備對應設置。以上所述構成本發明基本結構。

本發明所述無人機群1如圖1所示，由無人機一3、無人機二4、無人機三5、無人機四6、無人機五7、無人機六8、無人機七9，其數量可根據實際需求而定，無人船2上設有船載平臺10、船載控制系統與船載動力系統，無人機群設于船載平臺10上，通信系統包括船載通信設備與設于無人機上的機載通信設備，船載控制系統通過船載通信設備控制無人機群的監控管理，機載控制系統通過機載通信設備控制無人機群的動作。本系統以船載控制系統為核心，借助通信系統實現對無人機群的監控管理，能同時遠程控制無人機群自組網模式，完成最大范圍的自動作業。其有益效果在于，通過無人船和無人機的技術優勢，實現無人船和無人機在水域和空域功能有效互補，彌補水域無人船在空域垂向作業劣勢，同時解決了無人機在水域續航難和大范圍通信困難的問題，極大提高了無人機工作效率和執勤能力。

更具體而言，所述船載控制系統包括船載可編程控制器11、船載導航設備12、船載避障設備與船載通信設備13，船載導航設備12包括GNSS導航系統與IMU慣性測量單元，船載避障設備包括數字雷達27、激光雷達28與前視聲納29。通過船載避障設備可在無人船行駛時有效避開障礙，保證無人船2安全行駛。

更具體而言，所述船載動力系統包括船載電池組20、船載燃料箱21、船載柴油發動機22、船載螺旋漿23、船載舵機24與履帶動力電機18。船載電池組20的作用在于給船載控制系統提供電源，船載燃料箱21、船載柴油發動機22、船載螺旋漿23、船載舵機24配合作用控制無人船的行駛。

更具體而言，所述船載平臺10上設有傳送履帶15、陀螺穩定平臺17與船載供電接口19，傳送履帶15包括引導降落區、固定充電區與準備起飛區，引導降落區設有船載引導系統14，準備起飛區設有船載起飛平臺16，引導降落區與準備起飛區下方分別對應設置有陀螺穩定平臺17，固定充電區設有掛鉤38。本發明所述陀螺穩定平臺17，其作用在于隔離船體晃動，有效保證無人機能平穩升起和降落，掛鉤38的作用在于能緊固停放在傳送履帶15上的無人機，并通過船載供電接口19進行充電，傳送履帶15在履帶動力電機18的帶動下，將無人機從船載引導系統14的降落點傳送至船載起飛平臺16的起飛點。

更具體而言，所述無人機本體上設有機載控制設備30、機載通信設備31、機載導航設備32、機載螺旋漿33、機載電池組34、航拍相機35、機載引腳36、機載通電接口37。本發明所述航拍相機35實現無人機監視應用，并把視頻數據通過機載通信設備31遠程傳送給船載通信設備13，船載通信設備13可與監控中心完成數據交換，機載電池組34的作用在于給機載控制設備30、機載通信設備31、機載螺旋漿33提供電源。

更具體而言，所述船載通信設備包括北斗天線25、電臺天線26、船載數傳電臺與船載圖傳電臺，機載通信設備包括機載數傳電臺與機載圖傳電臺。如圖1所示，當無人機8遠離無人船2，超出無人船2上的船載通信設備13與無人機8上的機載通信設備的最大通信距離時，無人機8搜索與無人船2通信良好，且與無人機8能保持良好通信的無人機7，然后無人船2與無人機8直接通信模式切換為無人機8與無人機7自組網模式，此后，無人船2和無人機8間的監控信息由無人機7中轉完成，同理，無人機9在遠離無人船2作業過程中，先和無人機8自組網，然后和無人機7自組網，無人機9的監控信息由無人機8和無人機7實現中轉。

本發明采用這樣的結構設置，其具有如下特點:

1.本發明為無人機在海域作業提供庇護，能同時發揮無人船2與無人機的優點；

2.本發明能完成多架無人機的管理，極大提高了無人機在水域同步作業的能力，提供多方位的實時服務；

3.本發明中無人船2的船載平臺10上通過傳送履帶15實現無人機有序排放，能最大化的搭載無人機，并通過充電接口19接收船載供電系統輸送的電能；

4.船載引導系統14采用圖像引導完成無人機的自動著艦，船載引導系統14下方的陀螺穩定平臺17為無人機的安全著艦提供保障；

5.無人機在安裝有陀螺穩定平臺17的船載起飛平臺16上實現起飛，極大提高了起飛的安全性；

6.通過無人機間的自組網通信功能，實現數倍于無人船2單機作業的范圍；

7.可以拓展到一艘無人機登陸不同的無人船2。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。