一种海上观测机器人的制作方法

  本发明属于海洋环境检验测试设备技术领域，涉及海洋机动观测装置，具体说是一种海上观测机器人。

  海洋观测机器人是一种海洋机动观测装置，在海洋科学研究、海洋资源开发、海洋权益维护和海洋环境保护等方面发挥着重要的作用，它能够准确的通过指令和环境情况做自主定位和运动，是构建长时间、连续、大范围的海洋立体观测系统的关键组成装备。对实现“透明海洋”具备极其重大意义。然而，目前海洋机动观测装置大多是利用电动机或发动机驱动推进装置产生机动运动的，需要自身携带能源，这样就限制了它们长时间、大范围的观测能力及携带负载的能力。所以，寻找一种利用可再次生产的能源驱动的海上观测机器人，能减小能源供给的限制，实现长时间、大范围的观测能力。

  本发明为解决现存技术存在的以上问题，提供一种海上观测机器人，不需要自身携带能源进行驱动，具备比较好的机动性和续航能力。

  一种海上观测机器人，包括船体组件、驱动装置、通讯系统和检测传感器组件，其特征是，所述的船体组件包括：主船体、太阳能发电系统和船体平稳组件；所述的驱动装置包含：主船体获取动力的风帆组件、控制主船体迎风角的风舵组件和控制主船体航向的水舵组件；所述的通讯系统包括：通讯天线、gps及控制器；所述太阳能发电系统用于为主船体上的用电部件供电，所述主船体以风能作为直接驱动力，风舵组件用于调整风帆处于有利航行的迎风角，水舵组件控制所述主船体转向，控制器用于利用通讯系统的定位信息实现海上观测机器人自主巡航控制，并且沿预定轨迹航行，由控制器通过通讯系统将检测传感器组件获得的各种水文信息传输到地面站。

  对上述技术方案的改进：在所述主船体的前后两端分别设置有前船舱和后船舱，配置的前舱盖和后舱盖分别用来密封前船舱和后船舱；所述的太阳能发电系统中的太阳能电池板设置在前舱盖和后舱盖的顶面上，太阳能发电系统中的储电器为锂电池，所述锂电池安装在前船舱或后船舱内；所述的船体平稳组件包括减摇体、龙骨和铅锤，所述减摇体包括设置在所述主船体的左右两侧的左减摇体和右减摇体，所述龙骨镶嵌在所述主船体的底部，所述铅锤设置在所述龙骨的最下端。

  对上述技术方案的进一步改善：所述的风帆组件包括主帆和尾帆，所述主帆用旋转轴与所述主船体连接，所述尾帆用支撑杆与主帆连接成一体；所述风舵组件包括尾翼和尾翼舵机，所述尾翼安装在尾帆上，所述尾翼舵机用连接杆与尾翼连接；所述水舵组件包括水舵和水舵舵机，所述水舵安装在所述主船体的尾端部底，所述水舵舵机用连接杆与水舵连接。

  对上述技术方案的进一步改善：所述的通讯系统中的通讯天线安装在所述主帆的顶部，所述gps固定在所述主船体的前端，所述控制器固定在前船舱或后船舱内。

  对上述技术方案的进一步改善：所述的检测传感器组件中的各种水文信息传感器搭载在所述主船体、龙骨或铅锤上，所述各种水文信息传感器的信号输出端连接到所述控制器。

  本发明利用太阳能发电系统给用电部件供电，利用绿色能源风能作为直接驱动力。尾翼舵机控制尾翼转动使得主帆一直具有最利于航行的迎风角，水舵舵机控制水舵转动实现转向功能。并通过控制器的自主巡航控制，并实现海上观测机器人沿预定轨迹航行的目的。由控制器通过通讯系统将检测传感器组件获得的各种水文信息传输到地面站。不需要自身携带能源，具备比较好的机动性和续航能力。

  图中的序号为：1-船体组件、1.1-主船体、1.2-后船舱、1.3-后舱盖、1.4-前舱盖、1.5-前船舱、1.6-右减摇体、1.7-左减摇体、1.8-锂电池、1.9-龙骨、1.10-铅锤、2-驱动装置、2.1-主帆、2.2-尾帆、2.3-尾翼、2.4-连接杆、2.5-尾翼舵机、2.6-支撑杆、2.7-旋转轴、2.8-水舵、2.9-连接杆、2.10-水舵舵机、3-通讯系统、3.1-通讯天线-控制器。

  参见图1，本发明一种新型风力推动的海上观测机器人的实施例，包括船体组件1、驱动装置2、通讯系统3和检测传感器组件4。上述的船体组件1包括：主船体1.1、太阳能发电系统和船体平稳组件。驱动装置2包括：主船体获取动力的风帆组件、控制主船体迎风角的风舵组件和控制主船体航向的水舵组件。通讯系统3包括通讯天线。上述太阳能发电系统用于为主船体1.1上的用电部件供电，主船体1.1以风能作为直接驱动力，风舵组件用于调整风帆处于有利航行的迎风角，水舵组件控制主船体1.1的转向，控制器3.3用于利用通讯系统3的定位信息实现海上观测机器人自主巡航控制，并且沿预定轨迹航行，由控制器3.3通过通讯系统3将检测传感器组件4获得的各种水文信息传输到地面站。

  具体而言：在上述主船体1.1的前后两端分别设置有前船舱1.5和后船舱1.2，配置的前舱盖1.4和后舱盖1.3分别用来密封前船舱1.5和后船舱1.2。上述太阳能发电系统中的太阳能电池板设置在前舱盖1.4和后舱盖1.3的顶面上，太阳能发电系统中的储电器为锂电池1.8，锂电池1.8安装在前船舱1.5或后船舱1.2内，在图1所示的实施例中，锂电池1.8安装在后船舱1.2内，太阳能电池板与锂电池1.8连接，将转化的电能储存到锂电池当中，为用电部件供电。

  上述船体平稳组件包括减摇体、龙骨1.9和铅锤1.10，上述减摇体包括设置在主船体1.1的左右两侧的左减摇体1.7和右减摇体1.6，龙骨1.9镶嵌在主船体1.1的底部，所述铅锤1.10设置在龙骨1.9的最下端，协助主船体保持稳定平衡。

  上述的风帆组件包括主帆2.1和尾帆2.2，将主帆2.1用旋转轴2.7与主船体1.1连接，实现旋转运动；将尾帆2.2用支撑杆2.6与主帆2.1连接成一体。上述风舵组件包括尾翼2.3和尾翼舵机2.5，将尾翼2.3安装在尾帆2.2上，将尾翼舵机2.5用连接杆2.4与尾翼2.3连接，实现控制尾帆2.2与主帆2.1的迎风角。上述水舵组件包括水舵2.8和水舵舵机2.10，将水舵2.8安装在主船体1.1的尾端部底，将水舵舵机2.10用连接杆2.9与水舵2.8连接，实现控制航向的目的。

  上述的通讯系统3中的通讯天线与地面站进行实时数据传输。将gps3.2固定在主船体1.1的前端，便于测得实时位置，实现准确定位。将控制器3.3固定在前船舱1.5或后船舱1.2内，在图1所示的实施例中，控制器3.3固定在前舱盖1.4内。

  上述检测传感器组件4中的各种水文信息传感器搭载在所述主船体1.1、龙骨1.9或铅锤1.10上，各种水文信息传感器的信号输出端连接到所述控制器3.3。控制器3.3中集成了stm32开发板，可以控制舵机以及传感器的信息采集。

  当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。