一种可变形的双体无人船

1.本发明涉及无人船技术领域，尤其涉及一种可变形的双体无人船。


背景技术：

2.无人船是一种在地面的基站或母船控制中心的远程监控下以自主或遥控方式航行于水面并完成特定任务的新型水面运动平台，在水文环境监测、水文数据观测、灾害预警领域乃至军事领域，无人船均扮演着重要的角色；长期以来，人工采集一直是水质采样的主要手段。通常意义上的水质人工采集是指采样人员乘坐工作船舶到达指定水域并借助采样设备采集水体样本，在采样过程中，人员需要全程现场参与，采样周期较长，无法快速、准确反映水质污染情况，并且为了保障人员安全，人工采集不可避免地动用吨位较大船舶，造成巨大的人力物力浪费，而且现有的无人船往往功能较为单一，无法实现一景多用，为此我们提出一种可变形的双体无人船。


技术实现要素：

3.本发明提出的一种可变形的双体无人船，解决了现有的水质监测、采集劳动强度大，工作效率低以及无人船功能单一的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可变形的双体无人船，包括两个片体以及固定框架组成的船体，所述固定框架位于两个片体的中间位置，固定框架的一端安装有电动机一，电动机一的输出轴连接有转动连接在固定框架内部的双向丝杆，双向丝杆的两端均螺纹连接有滑动连接在固定框架内部的活动块，活动块的两侧均通过连接杆铰接在对应的片体上，片体的底端两侧分别安装有推进器、水质传感器，片体的顶端均安装有水体取样器，固定框架上还安装有人员救援束缚器。
5.优选的，所述水体取样器包括安装在固定框架顶端的安装盒，安装盒的内部两侧均通过转轴安装有转动辊，两个转动辊之间安装有传动皮带，安装盒的顶端安装有电动机二，电动机二的输出轴连接有一个转动辊，安装盒的两侧壁上均开设有滑动孔，滑动孔的内部滑动连接有滑动块，滑动块的一侧安装在传动皮带上，滑动块的另一侧通过转轴转动连接有取样枪，同一个安装盒上的两个取样枪中心对称设置。
6.进一步的，所述取样枪包括一端密封的取样管，取样管的开口处内部滑动连接有隔离网筒，隔离网筒的一端安装有与取样管开口处活动密封的密封塞，取样管的外壁上安装有伸缩杆二，伸缩杆二的输出轴连接有密封塞，伸缩杆二带动密封塞和隔离网筒伸缩，取样管的开口处打开后自动进行取水。
7.优选的，所述人员救援束缚器包括铰接在固定框架顶端的弧形杆，弧形杆的另一端安装有半圆形的救护杆，固定框架的顶端铰接有伸缩杆一，伸缩杆一的输出轴铰接在弧形杆的外壁上，在船体接近落水人员后，快速的将救护杆放下对落水人员进行限位束缚，防止其被流动的水冲跑，同时便于落水人员抓住救护杆进行漂浮固定。
8.进一步的，所述片体靠近固定框架的一侧开有安装槽，安装槽的内部通过转动杆安装有卷绕辊，且转动杆与安装槽侧壁之间还安装有涡卷弹簧，卷绕辊上卷绕有充气气囊，充气气囊的一侧连接在固定框架的底壁上，在船体展开时，能够自动带动充气气囊克服涡卷弹簧的弹力从卷绕辊上展开。
9.值得说明的是，所述救护杆的直径与两个片体展开后的距离相对应，且救护杆的底端开有弧形凹槽，弧形凹槽内安装有缓冲气囊，缓冲气囊可在对落水人员救援时起到缓冲防护的作用，防止救护杆与落水人员的硬性接触。
10.值得说明的是，所述固定框架上安装有充气泵，充气泵的出气管通过管道连接有两个充气气囊。
11.在进一步的，所述片体的顶端两侧均设有弧形部，弧形部与取样枪的外壁滑动连接。
12.在进一步的，所述充气气囊的外侧壁上缝制有多个均匀分布的横向把手，落水人员通过横向把手进行进行攀爬固定。
13.值得说明的是，所述密封塞的内部嵌入有配重块，在进行水体采样时，通过配重块的重力作用克服水体浮力便于取样枪进行水体采样。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出了一种可变形的双体无人船，通过片体、推进器、水质传感器的设置，能够长时间在河面、湖面、海面等水体进行巡检，实时对水质进行监测，同时在监测到水质出现问题后，能够通过水体取样器的设置，快速进行对应位置的水体取样，且一次性取样四管，便于提高后期检测结果的准确度。
15.且无人船整体采用双体可变形设计，在狭窄水面可以缩小船体体积，提高水面通过性，在风浪较大时，展开船体，提高船体的稳定性。
16.2、本发明提出了一种可变形的双体无人船，通过人员救援束缚器的设置，能够在日常水质巡检过程中遇到人员落水时，通过无人船及时进行救援活动，且通过充气气囊的设置，能够在充气后为船体提供更高的浮力，便于在救援落水人员后，为落水人员提供足够的浮力。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种可变形的双体无人船的立体图；图2为本发明提出的一种可变形的双体无人船的船体展开后局部示意图；图3为本发明提出的一种可变形的双体无人船的固定框架和人员救援束缚器的连接示意图；图4为本发明提出的一种可变形的双体无人船的片体和水体取样器结构示意图；图5为本发明提出的一种可变形的双体无人船的安装盒的剖视图；图6为本发明提出的一种可变形的双体无人船的水体采样时的结构示意图；图7为本发明实施例3的立体图；图8为本发明实施例3的局部结构示意图。
18.图中：1、片体；2、水体取样器；201、电动机二；202、安装盒；2021、滑动孔；203、取样枪；204、转动辊；205、传动皮带；206、滑动块；207、取样管；208、伸缩杆二；209、隔离网筒；
210、密封塞；3、电动机一；4、固定框架；5、连接杆；6、双向丝杆；7、活动块；8、伸缩杆一；9、弧形杆；10、救护杆；11、水质传感器；12、推进器；13、涡卷弹簧；14、充气气囊；15、卷绕辊；16、转动杆；17、气泵；18、缓冲气囊。
实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.参照图1-6，一种可变形的双体无人船，包括两个片体1以及固定框架4组成的船体，片体1内安装有蓄电池、控制器、无线发射接收模块等常用设备，所述固定框架4位于两个片体1的中间位置，固定框架4的一端安装有电动机一3，电动机一3的输出轴连接有转动连接在固定框架4内部的双向丝杆6，双向丝杆6的两端均螺纹连接有滑动连接在固定框架4内部的活动块7，活动块7的两侧均通过连接杆5铰接在对应的片体1上，片体1的底端两侧分别安装有推进器12、水质传感器11，片体1的顶端均安装有水体取样器2；水体取样器2包括安装在固定框架4顶端的安装盒202，安装盒202的内部两侧均通过转轴安装有转动辊204，两个转动辊204之间安装有传动皮带205，安装盒202的顶端安装有电动机二201，电动机二201的输出轴连接有一个转动辊204，安装盒202的两侧壁上均开设有滑动孔2021，滑动孔2021的内部滑动连接有滑动块206，滑动块206的一侧安装在传动皮带205上，滑动块206的另一侧通过转轴转动连接有取样枪203，同一个安装盒202上的两个取样枪203中心对称设置，片体1的顶端两侧均设有弧形部，弧形部与取样枪203的外壁滑动连接；取样枪203包括一端密封的取样管207，取样管207的开口处内部滑动连接有隔离网筒209，隔离网筒209的一端安装有与取样管207开口处活动密封的密封塞210，取样管207的外壁上安装有伸缩杆二208，伸缩杆二208的输出轴连接有密封塞210，伸缩杆二208带动密封塞210和隔离网筒209伸缩，取样管207的开口处打开后自动进行取水；值得说明的是，所述密封塞210的内部嵌入有配重块，在进行水体采样时，通过配重块的重力作用克服水体浮力便于取样枪203进行水体采样。
21.在日常使用时，将船体放入水中，通过无线手柄发送信号给船体，船体上的推进器12带动船体在水面进行行进，并通过水质传感器11进行水质的检测，在检测到水质发生污染时，控制水体取样器2进行动作，水体取样器2上的电动机二201带动转动辊204进行转动，转动辊204通过传动皮带205带动两个滑动块206在滑动孔2021内滑向另一侧，滑动块206带动取样枪203向一侧运动并在重力作用下落入水体内，然后伸缩杆二208带动密封塞210和隔离网筒209伸缩，取样管207的开口处打开后自动进水，然后控制伸缩杆二208带动密封塞210和隔离网筒209伸缩，取样管207的一端关闭，然后电动机二201带动转动辊204进行转动，转动辊204通过传动皮带205带动两个滑动块206在滑动孔2021内滑动从而带动取样枪203回复原位，然后利用无人船回到原处，对取样的水体进行进一步检测；在需要对船体进行展开时，增强船体的水面稳定性时，电动机一3的输出轴带动双向丝杆6进行转动，双向丝杆6与活动块7螺纹连接，带动两个活动块7向相互远离的方向运动，从而通过连接杆5带动两个片体1展开。
22.实施例2，如图1、图3、图6所示，与实施例1不同的是，在固定框架4上还安装有人员
救援束缚器，人员救援束缚器包括铰接在固定框架4顶端的弧形杆9，弧形杆9的另一端安装有半圆形的救护杆10，固定框架4的顶端铰接有伸缩杆一8，伸缩杆一8的输出轴铰接在弧形杆9的外壁上，在船体接近落水人员后，伸缩杆一8的输出轴动作，通过弧形杆9快速的将救护杆10放下对落水人员进行限位束缚，防止其被流动的水冲跑，同时便于落水人员抓住救护杆10进行漂浮固定；值得说明的是，救护杆10的直径与两个片体1展开后的距离相对应，且救护杆10的底端开有弧形凹槽，弧形凹槽内安装有缓冲气囊18，缓冲气囊18可在对落水人员救援时起到缓冲防护的作用，防止救护杆10与落水人员的硬性接触，也可以在直接在救护杆10的外部包裹泡沫块或者缓冲橡胶。
23.实施例3，如图7、图8所示，与实施例2不同的是，片体1靠近固定框架4的一侧开有安装槽，安装槽的内部通过转动杆16安装有卷绕辊15，且转动杆16与安装槽侧壁之间还安装有涡卷弹簧13，卷绕辊15上卷绕有充气气囊14，充气气囊14的一侧连接在固定框架4的底壁上，在船体展开时，能够自动带动充气气囊14克服涡卷弹簧13的弹力从卷绕辊15上展开；所述充气气囊14的外侧壁上缝制有多个均匀分布的横向把手，落水人员通过横向把手进行攀爬固定；所述固定框架4上安装有充气泵17，充气泵17的出气管通过管道连接有两个充气气囊14，在船体需要载人时，通过充气泵17对充气气囊14进行充气，使得船体能够提供更大的浮力，为落水人员提供支撑。
24.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可变形的双体无人船，包括两个片体（1）以及固定框架（4）组成的船体，其特征在于，所述固定框架（4）位于两个片体（1）的中间位置，固定框架（4）的一端安装有电动机一（3），电动机一（3）的输出轴连接有转动连接在固定框架（4）内部的双向丝杆（6），双向丝杆（6）的两端均螺纹连接有滑动连接在固定框架（4）内部的活动块（7），活动块（7）的两侧均通过连接杆（5）铰接在对应的片体（1）上，片体（1）的底端两侧分别安装有推进器（12）、水质传感器（11），片体（1）的顶端均安装有水体取样器（2），固定框架（4）上还安装有人员救援束缚器。2.根据权利要求1所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述水体取样器（2）包括安装在固定框架（4）顶端的安装盒（202），安装盒（202）的内部两侧均通过转轴安装有转动辊（204），两个转动辊（204）之间安装有传动皮带（205），安装盒（202）的顶端安装有电动机二（201），电动机二（201）的输出轴连接有一个转动辊（204），安装盒（202）的两侧壁上均开设有滑动孔（2021），滑动孔（2021）的内部滑动连接有滑动块（206），滑动块（206）的一侧安装在传动皮带（205）上，滑动块（206）的另一侧通过转轴转动连接有取样枪（203），同一个安装盒（202）上的两个取样枪（203）中心对称设置。3.根据权利要求2所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述取样枪（203）包括一端密封的取样管（207），取样管（207）的开口处内部滑动连接有隔离网筒（209），隔离网筒（209）的一端安装有与取样管（207）开口处活动密封的密封塞（210），取样管（207）的外壁上安装有伸缩杆二（208），伸缩杆二（208）的输出轴连接有密封塞（210）。4.根据权利要求1所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述人员救援束缚器包括铰接在固定框架（4）顶端的弧形杆（9），弧形杆（9）的另一端安装有半圆形的救护杆（10），固定框架（4）的顶端铰接有伸缩杆一（8），伸缩杆一（8）的输出轴铰接在弧形杆（9）的外壁上。5.根据权利要求4所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述片体（1）靠近固定框架（4）的一侧开有安装槽，安装槽的内部通过转动杆（16）安装有卷绕辊（15），且转动杆（16）与安装槽侧壁之间还安装有涡卷弹簧（13），卷绕辊（15）上卷绕有充气气囊（14），充气气囊（14）的一侧连接在固定框架（4）的底壁上。6.根据权利要求4所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述救护杆（10）的直径与两个片体（1）展开后的距离相对应，且救护杆（10）的底端开有弧形凹槽，弧形凹槽内安装有缓冲气囊（18）。7.根据权利要求5所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述固定框架（4）上安装有充气泵（17），充气泵（17）的出气管通过管道连接有两个充气气囊（14）。8.根据权利要求3所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述片体（1）的顶端两侧均设有弧形部，弧形部与取样枪（203）的外壁滑动连接。9.根据权利要求7所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述充气气囊（14）的外侧壁上缝制有多个均匀分布的横向把手。10.根据权利要求3所述的一种可变形的双体无人船，其特征在于，所述密封塞（210）的内部嵌入有配重块。

技术总结
本发明属于无人船领域，尤其是一种可变形的双体无人船，针对现有的水质监测、采集劳动强度大，工作效率低以及无人船功能单一的问题，现提出如下方案，其包括两个片体以及固定框架组成的船体，所述固定框架位于两个片体的中间位置，固定框架的一端安装有电动机一，电动机一的输出轴连接有转动连接在固定框架内部的双向丝杆，双向丝杆的两端均螺纹连接有滑动连接在固定框架内部的活动块。本装置采用双体可变形设计，船体通过性和稳定性能够根据需求进行调整，在监测到水质出现问题后，通过水体取样器的设置，快速进行对应位置的水体取样，便于后期对水体进行进一步检测，同时能够在日常水质巡检过程中为落水人员进行救护，功能多样化。能多样化。能多样化。


技术研发人员：巩庆涛 滕瑶 胡鑫 韩彦青 李康强 孙忠玉 韩国杰 刘志鹏
受保护的技术使用者：鲁东大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/4/20