一种用于海域监测的无人船及其使用方法

本发明涉及无人船，尤其涉及一种用于海域监测的无人船及其使用方法。

背景技术：

1、海域监测需要对应海域的水温环境变化、水位变化、海洋水色变化、洋面变化、风场、浪高等，通常水位变化通过无人船配合超声波检测器检测水面到水底的距离，从而反应水位情况。

2、传统的无人船姿态固定，不能根据使用情况进行调整，并且容易受到水流影响，所以现提出一种用于海域监测的无人船及其使用方法。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于海域监测的无人船及其使用方法。

2、本发明提出的一种用于海域监测的无人船，包括锥形筒体，所述锥形筒体一端设置有球形罩组件，所述锥形筒体靠近球形罩组件的一端直径大于锥形筒体远离球形罩组件一端的直径，所述锥形筒体内侧远离球形罩组件一端设置有推进组件，所述锥形筒体远离一端设置有等距离呈环形分布的三个导向组件，所述锥形筒体内侧靠近推进组件位置处设置有气囊组件；

3、所述气囊组件包括圆形安装板和气囊，所述圆形安装板上设置有与球形罩组件相连通的导气筒，所述圆形安装板上固定有两个气泵，其中一个所述气泵的进气口与另外一个气泵的出气口连接有同一个连接管，所述连接管和导气筒之间连接有第一弯管，两个所述气泵的另外一端均连接有第二弯管，且两个第二弯管远离气泵一端与气囊连接，所述推进组件内设有连通外界的电磁阀。

4、这里设置的气囊组件，可以通过对气囊进行充放气，来调整无人船的重心位置，改变无人船的悬浮姿态，当在水面行进时，对气囊进行充气，并且开启电磁阀，将水体从锥形筒体内部挤出，实现无人船处于横向悬浮的状态，控制推进组件工作，实现其在水面行进，当需要定点监测时，到达目标水域后，通过气泵将气囊中的气体压向球形罩组件内，开启电磁阀，锥形筒体内壁的气压变化，外界的水体穿过电磁阀进入到锥形筒体内，无人船的重心往远离球形罩组件一端移动，从而无人船处于竖直悬浮的状态，然后控制推进组件工作，可以实现无人船在水体中进行下潜或者上浮。

5、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述推进组件包括同轴设置在锥形筒体内侧的导流筒，所述导流筒内设置有叶轮推进组件，所述导流筒一端设置有锥形导流罩，所述锥形筒体远离球形罩组件一端为开口结构，所述锥形导流罩的外边缘与锥形筒体内壁远离球形罩组件一端焊接固定，所述导流筒远离锥形导流罩设置有等距离呈环形分布的三个导流支管，所述电磁阀固定在其中一个导流支管上，所述电磁阀连通导流支管内部，所述锥形筒体的外周面设置有连通导流支管的导流孔，所述叶轮推进组件包括固定在所述导流筒远离锥形导流罩一端的安装筒，所述安装筒与导流筒同轴设置，所述安装筒靠近导流筒内侧一端固定有中空轴防水电机，所述中空轴防水电机的输出轴固定有叶轮，所述中空轴防水电机的输出轴内侧插设有套管，所述安装筒内固定有超声波检测器，所述超声波检测器的检测探头插设在安装筒内。

6、本优选方案中，这里设置的中空轴防水电机带动叶轮旋转，将推动进入到推进组件内的水体流动，产生反推作用力，为无人船提供行进动力，当进行定点监测时，在重力作用下锥形筒体处于竖直状态，设置的超声波检测器可以进行水域超声波探测。

7、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述锥形筒体靠近球形罩组件一端设置有半球罩，所述半球罩中间位置处设置有圆形穿孔，所述锥形筒体外周面远离球形罩组件一端设置有等距离呈环形分布的三个凸楞，所述三个凸楞与三个导流支管位置相对应，三个凸楞的方向与锥形筒体的长度方向一致，所述凸楞远离球形罩组件一端设置有连通其内部的圆形轴孔。

8、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述导向组件包括转动设置在圆形轴孔内的转轴，所述锥形筒体内壁靠近转轴位置处固定有舵机，所述舵机的输出轴与转轴固定连接，且舵机的输出轴与转轴同轴设置，所述转轴远离舵机一端固定设置有导流板。

9、本优选方案中，在无人船通过推进组件进行推进的过程中，通过控制处于水体中导向组件中的舵机工作，调节导流板，即可实现对于无人船行进方向的调整。

10、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述球形罩组件包括上半球外罩，所述上半球外罩下部设置有下半球外罩，所述下半球外罩上部设置有环形连接部，所述环形连接部与上半球外罩内壁固定连接，所述下半球外罩远离上半球外罩一端中间位置处设置有法兰管，所述法兰管固定设置在圆形穿孔内，所述圆形安装板固定在法兰管远离上半球外罩一端，且导气筒连通法兰管，所述法兰管连通下半球外罩。

11、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述上半球外罩的外壁设置有等距离呈环形分布的三个导流凸楞，所述导流凸楞与导向组件位置相对应。

12、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述上半球外罩的内侧远离下半球外罩一端固定设置有球形内罩，所述球形内罩内侧设置有半球支架，所述半球支架上部固定有电动云台，且电动云台上固定有摄像头，所述球形内罩、上半球外罩和下半球外罩均为透明材质。

13、本优选方案中，设置的三个导流凸楞起到导向作用，船体在重力作用下，会有一个导流凸楞处于水体中。

14、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述上半球外罩的内侧远离下半球外罩一端固定设置有球形内罩，所述球形内罩内侧设置有半球支架，所述半球支架上部固定有电动云台，且电动云台上固定有摄像头，所述球形内罩、上半球外罩和下半球外罩均为透明材质，所述半球支架的外球面设置有等距离分布的半球槽，且半球槽内转动设置的滚珠。

15、作为本技术方案的进一步优化，本发明一种用于海域监测的无人船及其方法，所述圆形安装板上固定设置有陀螺仪传感器，且陀螺仪传感器连接有单片机，所述单片机连接有无刷电机驱动电调和舵机驱动板，且无刷电机驱动电调和舵机驱动板分别与中空轴防水电机和舵机连接，所述单片机连接有4g信号收发模块和gps定位模块，所述电动云台、摄像头、电磁阀以及超声波检测器均与单片机连接。

16、一种用于海域监测的无人船的使用方法，包括如下步骤：

17、s1：水面行进，控制气囊组件中的气泵工作，配合电磁阀和气囊，使得锥形筒体处于横向状态，控制推进组件中的叶轮推进组件工作，使无人船在水面进行推进，控制其中落入水中的导向组件中的舵机工作，可以调整无人船在水面行进的方向；

18、s2：定点监测，到达目标水域后，通过控制气囊组件中的气泵工作，配合电磁阀和气囊，使得锥形筒体处于竖直状态，控制超声波检测器工作，可以检测到水底的距离，来反馈水位情况。

19、综上可知，本发明中的有益效果为：

20、通过设置的气囊组件，可以改变无人船的重心位置，从而改变船体的悬浮状态，整个无人船呈锥体结构，在处于竖直状态下稳定性更好，有利于提升超声波检测器的检测稳定性，适合进行定点检测，配合设置的推进组件，还可以进行下潜或者上浮，以及水面航行，配合设置的导向组件可以调节行进方向，结合设置的陀螺仪传感器，可以反馈无人船的姿态，以准确控制对应的导向组件中的舵机工作，来调整行进方向，配合设置的半球支架和球形内罩，随着无人船的形态改变，始终保持电动云台和摄像头处于一个稳定的状态，减少无人船晃动导致摄像头晃动，可以更好的进行拍摄。