智能无人帆船及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种智能无人帆船及其控制方法。智能无人帆船，包括船体、桅杆和帆，还包括主动动力系统，所述主动动力系统包括光伏发电板、电动发电机和蓄电池，所述光伏发电板和所述电动发电机分别与所述蓄电池连接，所述光伏发电板设置在所述船体上，所述蓄电池密封安装在所述船体内部，所述电动发电机设置在所述船体的底部，所述电动发电机的转轴上设置有叶轮；所述智能无人帆船还设置有风速传感器。实现提高智能无人帆船的储能性能，并提高其使用安全性。

Intelligent unmanned sailboat and control method thereof

The invention provides an intelligent unmanned sail boat and a control method thereof. Intelligent unmanned sailing, including hull, masts and sails, including active power system, active power system comprises photovoltaic panels, electric generators and batteries, the photovoltaic panels and the electric generator is respectively connected with the battery, the photovoltaic plate is arranged on the hull, installed inside the hull sealing the battery, the electric generator is arranged on the bottom of the hull, the rotating shaft of the electric generator is arranged on the impeller; the intelligent unmanned boat is also provided with a wind speed sensor. The invention can improve the energy storage performance of the intelligent unmanned sailing ship and improve the safety of the use thereof.

【技术实现步骤摘要】
智能无人帆船及其控制方法
本专利技术涉及帆船，尤其涉及一种智能无人帆船及其控制方法。
技术介绍
随着社会和经济的不断发展，为了更好地利用海洋资源，人们加快了对海洋的探测，出现了各种各样能够搭载海上检测仪器的海上无人航行器。传统的海上无人航行器可以采用蓄电池作为动力，受蓄电池的容量所限，无人航行器的续航时间较短。为了增加无人航行器的续航时间，采用风力驱动的无人帆船被广泛的使用，无人帆船是以风力作为驱动力进行自动行驶的。中国专利号201511008940.6公开了一种新型风光互补供能无人帆船及其控制方法，采用风力驱动和太阳能驱动切换提供动力，主要控制方法是在风速较大时带浆电机停止工作，当风力较小时，太阳能储存的电能驱动带浆电机工作。但是，在实际使用过程中发现，当风力过大时，通过风力由翼帆产生前进动力会产生过大的航速影响安全性，同时，受光伏发电板的面积影响，其储电能力较低。如何设计一种储能性能强且使用安全性高的无人帆船是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种智能无人帆船及其控制方法，实现提高智能无人帆船的储能性能，并提高其使用安全性。本专利技术提供的技术方案是，一种智能无人帆船，包括船体、桅杆和帆，还包括主动动力系统，所述主动动力系统包括光伏发电板、电动发电机和蓄电池，所述光伏发电板和所述电动发电机分别与所述蓄电池连接，所述光伏发电板设置在所述船体上，所述蓄电池密封安装在所述船体内部，所述电动发电机设置在所述船体的底部，所述电动发电机的转轴上设置有叶轮；所述智能无人帆船还设置有风速传感器。进一步的，所述船体上还设置有横板，所述横板的两端部分别朝向所述船体的对应侧边外侧延伸，所述横板的端部还设置有辅助浮体。进一步的，所述横板上也设置有所述光伏发电板。进一步的，所述船体的底部还设置有稳向板。进一步的，所述电动发电机通过升降机构安装在所述船体上。进一步的，所述叶轮的叶片为对称翼型结构。本专利技术还提供一种智能无人帆船的控制方法，所述智能无人帆船采用上述智能无人帆船，具体控制方法包括：当所述风速传感器检测到外界风速在设定范围内时，帆升起，电动发电机进行发电并将电能存储在蓄电池中；当所述风速传感器检测到外界风速在设定范围外时，帆收卷，蓄电池向电动发电机供电驱动叶轮转动。进一步的，当所述风速传感器检测到外界风速在设定范围内时，如果外界风速小于设定发电风速值，则升降机构带动电动发电机离开水面，如果外界风速大于设定发电风速值，则升降机构带动电动发电机浸没入水面。本专利技术提供的智能无人帆船及其控制方法，采用风速传感器能够实时监测外界风速是否满足风力推行前进的要求，在满足条件的情况下，风力推行前进并同时利用电动发电机进行水流发电，这样，即便在光线条件不好的环境中，依然能够确保蓄电池能够存储充足的电能，在结合光伏发电板利用太阳能，大大增强了智能无人帆船的储能性能，另外，利用风速传感器能够在风速过高的情况下，也切换为蓄电池供电由电动发电机驱动前进，这样能够大大提高使用安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术智能无人帆船实施例的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本实施例智能无人帆船，包括船体1、桅杆2和帆3，还包括主动动力系统，所述主动动力系统包括光伏发电板4、电动发电机5和蓄电池（未图示），所述光伏发电板4和所述电动发电机5分别与所述蓄电池连接，所述光伏发电板4设置在所述船体1上，所述蓄电池密封安装在所述船体1内部，所述电动发电机5设置在所述船体1的底部，所述电动发电机5的转轴上设置有叶轮6；所述智能无人帆船还设置有风速传感器7。具体而言，本实施例智能无人帆船采用电动发电机5，电动发电机5具有发电机与电动机两种，根据不同情况，控制电动发电机5在发电机与电动机两种模式之间切换，采用风速传感器7能够实时监测外界环境的风速大小，当外界风速满足智能无人帆船被动式前行时，帆3升起，电动发电机5作为发电机通过叶轮6驱动其进行发电；反之，若外界风速不满足智能无人帆船被动式前行时，帆3收卷，电动发电机5作为电动机驱动叶轮6转动，以实现智能无人帆船主动式前行。在实际使用时，风速范围的设定根据船体1的大小而定，再次不做具体的限制，对于风速过大超过设定风速范围的情况下，智能无人帆船中的帆3收卷，也由电动发电机5驱动叶轮6转动，以实现智能无人帆船主动式前行，这样可以确保行驶的安全性，避免风速过大而发生翻船的情况。另外，对于长时间光线条件不好的情况下，蓄电池依然可以通过电动发电机5进行蓄能，这样可以有效的提高其储能能力，满足不同环境的使用要求。而叶轮6为了满足的叶片正反高效转动的要求，所述叶轮6的叶片为对称翼型结构。优选的，电动发电机5通过升降机构（未标记）安装在所述船体1上，通过升降机构能够根据需要控制电动发电机5进入到水面下或从水中脱离出。进一步的，所述船体1上还设置有横板11，所述横板11的两端部分别朝向所述船体1的对应侧边外侧延伸，所述横板11的端部还设置有辅助浮体12，利用两侧的辅助浮体12能够更有效的提高船体1的运行可靠性，避免侧翻。其中，所述横板11上也设置有所述光伏发电板4，以提高光伏发电板4的整体面积，从而提高发电效率。另外，船体1的底部还设置有稳向板13。本专利技术还提供一种智能无人帆船的控制方法，所述智能无人帆船采用上述智能无人帆船，具体控制方法包括：当所述风速传感器检测到外界风速在设定范围内时，帆升起，电动发电机进行发电并将电能存储在蓄电池中；当所述风速传感器检测到外界风速在设定范围外时，帆收卷，蓄电池向电动发电机供电驱动叶轮转动。进一步的，在智能无人帆船由风力驱动其运行过程中，如果风速较低，则可以通过升降机构带动电动发电机离开水面，以减少阻力，当风速较高，则可以通过升降机构带动电动发电机浸没入水面，以提高阻力并进行发电。本专利技术提供的智能无人帆船及其控制方法，采用风速传感器能够实时监测外界风速是否满足风力推行前进的要求，在满足条件的情况下，风力推行前进并同时利用电动发电机进行水流发电，这样，即便在光线条件不好的环境中，依然能够确保蓄电池能够存储充足的电能，在结合光伏发电板利用太阳能，大大增强了智能无人帆船的储能性能，另外，利用风速传感器能够在风速过高的情况下，也切换为蓄电池供电由电动发电机驱动前进，这样能够大大提高使用安全性。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能无人帆船，包括船体、桅杆和帆，其特征在于，还包括主动动力系统，所述主动动力系统包括光伏发电板、电动发电机和蓄电池，所述光伏发电板和所述电动发电机分别与所述蓄电池连接，所述光伏发电板设置在所述船体上，所述蓄电池密封安装在所述船体内部，所述电动发电机设置在所述船体的底部，所述电动发电机的转轴上设置有叶轮；所述智能无人帆船还设置有风速传感器。

【技术特征摘要】
1.一种智能无人帆船，包括船体、桅杆和帆，其特征在于，还包括主动动力系统，所述主动动力系统包括光伏发电板、电动发电机和蓄电池，所述光伏发电板和所述电动发电机分别与所述蓄电池连接，所述光伏发电板设置在所述船体上，所述蓄电池密封安装在所述船体内部，所述电动发电机设置在所述船体的底部，所述电动发电机的转轴上设置有叶轮；所述智能无人帆船还设置有风速传感器。2.根据权利要求1所述的智能无人帆船，其特征在于，所述船体上还设置有横板，所述横板的两端部分别朝向所述船体的对应侧边外侧延伸，所述横板的端部还设置有辅助浮体。3.根据权利要求2所述的智能无人帆船，其特征在于，所述横板上也设置有所述光伏发电板。4.根据权利要求1所述的智能无人帆船，其特征在于，所述船体的底部还设置有稳向板。5.根据权利要求1所述的智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树杰，谭俊哲，陈震，袁鹏，马靖丰，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37