一種海上觀測機器人的制作方法

本發明屬于海洋環境檢測設備技術領域，涉及海洋機動觀測裝置，具體說是一種海上觀測機器人。

背景技術：

海洋觀測機器人是一種海洋機動觀測裝置，在海洋科學研究、海洋資源開發、海洋權益維護和海洋環境保護等方面發揮著重要的作用，它可以根據指令和環境情況進行自主定位和運動，是構建長時間、連續、大范圍的海洋立體觀測系統的關鍵組成裝備。對實現“透明海洋”具有重要意義。然而，目前海洋機動觀測裝置大多是利用電動機或發動機驅動推進裝置產生機動運動的，需要自身攜帶能源，這樣就限制了它們長時間、大范圍的觀測能力以及攜帶負載的能力。所以，尋找一種利用可再生能源驅動的海上觀測機器人，可以減小能源供給的限制，實現長時間、大范圍的觀測能力。

技術實現要素：

本發明為解決現有技術存在的上述問題，提供一種海上觀測機器人，不需要自身攜帶能源進行驅動，具有較好的機動性和續航能力。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種海上觀測機器人，包括船體組件、驅動裝置、通訊系統和檢測傳感器組件，其特征在于，所述的船體組件包括：主船體、太陽能發電系統和船體平穩組件；所述的驅動裝置包括：主船體獲取動力的風帆組件、控制主船體迎風角的風舵組件和控制主船體航向的水舵組件；所述的通訊系統包括：通訊天線、gps及控制器；所述太陽能發電系統用于為主船體上的用電部件供電，所述主船體以風能作為直接驅動力，風舵組件用于調整風帆處于有利航行的迎風角，水舵組件控制所述主船體轉向，控制器用于利用通訊系統的定位信息實現海上觀測機器人自主巡航控制，并且沿預定軌跡航行，由控制器通過通訊系統將檢測傳感器組件獲得的各種水文信息傳輸到地面站。

對上述技術方案的改進：在所述主船體的前后兩端分別設置有前船艙和后船艙，配置的前艙蓋和后艙蓋分別用來密封前船艙和后船艙；所述的太陽能發電系統中的太陽能電池板設置在前艙蓋和后艙蓋的頂面上，太陽能發電系統中的儲電器為鋰電池，所述鋰電池安裝在前船艙或后船艙內；所述的船體平穩組件包括減搖體、龍骨和鉛錘，所述減搖體包括設置在所述主船體的左右兩側的左減搖體和右減搖體，所述龍骨鑲嵌在所述主船體的底部，所述鉛錘設置在所述龍骨的最下端。

對上述技術方案的進一步改進：所述的風帆組件包括主帆和尾帆，所述主帆用旋轉軸與所述主船體連接，所述尾帆用支撐桿與主帆連接成一體；所述風舵組件包括尾翼和尾翼舵機，所述尾翼安裝在尾帆上，所述尾翼舵機用連接桿與尾翼連接；所述水舵組件包括水舵和水舵舵機，所述水舵安裝在所述主船體的尾端部底，所述水舵舵機用連接桿與水舵連接。

對上述技術方案的進一步改進：所述的通訊系統中的通訊天線安裝在所述主帆的頂部，所述gps固定在所述主船體的前端，所述控制器固定在前船艙或后船艙內。

對上述技術方案的進一步改進：所述的檢測傳感器組件中的各種水文信息傳感器搭載在所述主船體、龍骨或鉛錘上，所述各種水文信息傳感器的信號輸出端連接到所述控制器。

本發明的優點和積極效果是：

本發明利用太陽能發電系統給用電部件供電，利用綠色能源風能作為直接驅動力。尾翼舵機控制尾翼轉動使得主帆一直具有最利于航行的迎風角，水舵舵機控制水舵轉動實現轉向功能。并通過控制器的自主巡航控制，并實現海上觀測機器人沿預定軌跡航行的目的。由控制器通過通訊系統將檢測傳感器組件獲得的各種水文信息傳輸到地面站。不需要自身攜帶能源，具有較好的機動性和續航能力。

附圖說明

圖1是本發明一種海上觀測機器人的整體結構示意圖；

圖2是本發明一種海上觀測機器人的風帆組件結構示意圖；

圖3是本發明一種海上觀測機器人的水舵組件結構示意圖。

圖中的序號為：1-船體組件、1.1-主船體、1.2-后船艙、1.3-后艙蓋、1.4-前艙蓋、1.5-前船艙、1.6-右減搖體、1.7-左減搖體、1.8-鋰電池、1.9-龍骨、1.10-鉛錘、2-驅動裝置、2.1-主帆、2.2-尾帆、2.3-尾翼、2.4-連接桿、2.5-尾翼舵機、2.6-支撐桿、2.7-旋轉軸、2.8-水舵、2.9-連接桿、2.10-水舵舵機、3-通訊系統、3.1-通訊天線、3.2-gps、3.3-控制器。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細描述：

參見圖1，本發明一種新型風力推動的海上觀測機器人的實施例，包括船體組件1、驅動裝置2、通訊系統3和檢測傳感器組件4。上述的船體組件1包括：主船體1.1、太陽能發電系統和船體平穩組件。驅動裝置2包括：主船體獲取動力的風帆組件、控制主船體迎風角的風舵組件和控制主船體航向的水舵組件。通訊系統3包括通訊天線3.1、gps3.2及控制器3.3。上述太陽能發電系統用于為主船體1.1上的用電部件供電，主船體1.1以風能作為直接驅動力，風舵組件用于調整風帆處于有利航行的迎風角，水舵組件控制主船體1.1的轉向，控制器3.3用于利用通訊系統3的定位信息實現海上觀測機器人自主巡航控制，并且沿預定軌跡航行，由控制器3.3通過通訊系統3將檢測傳感器組件4獲得的各種水文信息傳輸到地面站。

具體而言：在上述主船體1.1的前后兩端分別設置有前船艙1.5和后船艙1.2，配置的前艙蓋1.4和后艙蓋1.3分別用來密封前船艙1.5和后船艙1.2。上述太陽能發電系統中的太陽能電池板設置在前艙蓋1.4和后艙蓋1.3的頂面上，太陽能發電系統中的儲電器為鋰電池1.8，鋰電池1.8安裝在前船艙1.5或后船艙1.2內，在圖1所示的實施例中，鋰電池1.8安裝在后船艙1.2內，太陽能電池板與鋰電池1.8連接，將轉化的電能儲存到鋰電池當中，為用電部件供電。

上述船體平穩組件包括減搖體、龍骨1.9和鉛錘1.10，上述減搖體包括設置在主船體1.1的左右兩側的左減搖體1.7和右減搖體1.6，龍骨1.9鑲嵌在主船體1.1的底部，所述鉛錘1.10設置在龍骨1.9的最下端，協助主船體保持穩定平衡。

上述的風帆組件包括主帆2.1和尾帆2.2，將主帆2.1用旋轉軸2.7與主船體1.1連接，實現旋轉運動；將尾帆2.2用支撐桿2.6與主帆2.1連接成一體。上述風舵組件包括尾翼2.3和尾翼舵機2.5，將尾翼2.3安裝在尾帆2.2上，將尾翼舵機2.5用連接桿2.4與尾翼2.3連接，實現控制尾帆2.2與主帆2.1的迎風角。上述水舵組件包括水舵2.8和水舵舵機2.10，將水舵2.8安裝在主船體1.1的尾端部底，將水舵舵機2.10用連接桿2.9與水舵2.8連接，實現控制航向的目的。

上述的通訊系統3中的通訊天線3.1安裝在主帆2.1的頂部，便于使控制器3.3與地面站進行實時數據傳輸。將gps3.2固定在主船體1.1的前端，便于測得實時位置，實現準確定位。將控制器3.3固定在前船艙1.5或后船艙1.2內，在圖1所示的實施例中，控制器3.3固定在前艙蓋1.4內。

上述檢測傳感器組件4中的各種水文信息傳感器搭載在所述主船體1.1、龍骨1.9或鉛錘1.10上，各種水文信息傳感器的信號輸出端連接到所述控制器3.3。控制器3.3中集成了stm32開發板，可以控制舵機以及傳感器的信息采集。

當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發明的實質范圍內，所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。