阅读说明：本技术 无人船智能船坞 (Unmanned ship intelligent dock ) 是由 李兵 杨咏林 金立立 蒋云 付帅 向伦凯 叶艳军 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及无人船领域,更具体地说,涉及无人船智能船坞,充电船坞和船坞控制柜；所述船坞控制柜固定设置在岸基上,与远方监控系统相连；所述充电船坞设置在水域上、连接在岸基边,与船坞控制柜相连；所述充电船坞,用于接收无人船发送的进坞信号；检测无人船行驶到位后,为无人船充电,并向无人船发送使无人船进入休眠状态的休眠命令；以及,待无人船充电完成后,向无人船发出出坞信号；所述船坞控制柜,用于控制充电船坞对无人船进行充电；以及,接收远方监控系统发送的休眠命令和出坞信号,并转发至充电船坞。本发明能够使无人船的停泊和充电达到无人化管理状态,无需人工进行充电和搬运。(The invention relates to the field of unmanned ships, in particular to an intelligent unmanned ship dock, a charging dock and a dock control cabinet; the dock control cabinet is fixedly arranged on a shore base and is connected with a remote monitoring system; the charging dock is arranged on a water area, connected to the shore base side and connected with the dock control cabinet; the charging dock is used for receiving a docking signal sent by the unmanned ship; after detecting that the unmanned ship runs in place, charging the unmanned ship, and sending a dormancy command for enabling the unmanned ship to enter a dormancy state to the unmanned ship; after the unmanned ship is charged, sending an undocking signal to the unmanned ship; the dock control cabinet is used for controlling the charging dock to charge the unmanned ship; and receiving the sleep command and the undocking signal transmitted by the remote monitoring system and forwarding the sleep command and the undocking signal to the charging dock. The unmanned ship can be parked and charged in an unmanned management state, and manual charging and carrying are not needed.)

无人船智能船坞

技术领域

本发明涉及无人船领域，更具体地说，涉及无人船智能船坞。

背景技术

传统用于监测的无人船一般需要人工收放和能源补给，需要人工搬运船到固定站充电或者更换电池。因此，对于无人船的管理需要耗费大量的人力和物力，不利于维护和无人船的全天候作业。另一方面，对无人船进行充电时，针对传统的接触式充电，其触点容易沾水，进而，具有造成进水短路的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供无人船智能船坞，其能够使无人船的停泊和充电达到无人化管理状态，无需人工进行充电和搬运。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造无人船智能船坞，包括：充电船坞和船坞控制柜；

所述船坞控制柜固定设置在岸基上，与远方监控系统相连；所述充电船坞设置在水域上、连接在岸基边，与船坞控制柜相连；

所述充电船坞，用于接收无人船发送的进坞信号；检测无人船行驶到位后，为无人船充电，并向无人船发送使无人船进入休眠状态的休眠命令；

以及，待无人船充电完成后，向无人船发出出坞信号；

所述船坞控制柜，用于控制充电船坞对无人船进行充电；

以及，接收远方监控系统发送的休眠命令和出坞信号，并转发至充电船坞。

进一步地，还包括：系泊机构；所述充电船坞通过系泊机构与岸基边连接，且始终浮于水域平面上；

所述充电船坞包括：船坞主体、无人船固定机构、无人船提升机构和无人船充电机构；

所述船坞主体漂浮于水域上，与岸基边固定相连；在船坞主体上设置有通信模块，所述通信模块分别与船坞控制柜和无人船相连；

所述无人船固定机构、无人船提升机构和无人船充电机构都安装在船坞主体上；

所述无人船充电机构，用于为无人船充电；

所述无人船固定机构，用于固定驶入船坞主体的无人船；

所述无人船提升机构，用于将固定的无人船送至无人船充电机构处进行充电。

更进一步地，所述船坞主体包括：坞顶、浮筒、船坞平台、坞体和光伏板；

所述浮筒有两个，都漂浮于水域上；所述船坞平台分为两侧，每侧船坞平台对应固定设置在一个浮筒上；

所述坞体分为两侧，每侧坞体对应固定设置在一侧船坞平台上；

两侧船坞平台之间和两侧坞体之间的空间用于容纳无人船；

所述坞顶固定在两侧坞体顶部；

所述光伏板设置在坞顶上，与无人船充电机构相连。

再进一步地，所述无人船提升机构包括：提升机、提升绳、提升机固定架和提升架；

所述提升机固定架为方框架结构，底部分别固定在两侧船坞平台内侧边缘的中部；

所述提升机设置在提升机固定架的顶部，所述提升绳的一端固定在提升机上；

所述提升架为方框架结构，位于两侧船坞平台之间，用于承载无人船；所述提升架的顶部可与提升绳的另一端相连，底部与无人船固定机构相连。

还进一步的，所述无人船固定机构包括：后挡板、前挡板和第一传感器；

所述后挡板设置在提升架底部远离岸基的一侧；当提升架内承载有无人船时，所述后挡板竖向设置，避免无人船从提升架远离岸基的一侧滑出；当提升架内为空时，所述后挡板水平设置，保证无人船沿后挡板驶入提升架内；

所述前挡板竖向设置在提升架底部靠近岸基的一侧，并可沿无人船在两侧船坞平台之间行驶的方向上来回伸缩；所述前挡板避免无人船从提升架靠近岸基的一侧滑出；

所述第一传感器设置在提升架上，用于监测前挡板；所述第一传感器与船坞控制柜相连。

又进一步地，所述无人船充电机构包括：充电模块；

所述充电模块为无人船进行无线线圈方式充电，与光伏板相连；

所述充电模块设置在提升机固定架上，所述充电模块可水平伸缩靠近提升架内的无人船。

在上述技术方案中，所述船坞主体还包括：第一导向板、起吊环；

所述第一导向板分为两块，两块第一导向板相对设置，分别固定在两侧船坞平台的内侧边缘、靠远离岸基的一端；

所述第一导向板，用于使无人船稳定的进入两侧船坞平台之间的空间；

所述起吊环固定设置在每侧船坞平台的外侧，用于船坞的起吊和系泊；

所述船坞主体上设置有第二传感器，与船坞控制柜相连，用于实时监测每个浮筒的状态；

所述船坞主体上设置有用于防止盗窃无人船监测的第三传感器和摄像头；所述第三传感器和摄像头分别与船坞控制柜相连；

所述船坞主体上设置有与船坞控制柜相连的探照灯、状态显示灯和蜂鸣器。

进一步地，所述无人船提升机构还包括：提升导向装置、第二导向板(306)和托板；

所述第二导向板有两块，分别安装在提升架的两侧，用于使无人船稳定在提升架内；

所述托板安装在提升架的底部，用于支撑无人船；

所述提升导向装置有多个，分别固定在提升架两侧的外侧；

每个提升导向装置分别与提升机固定架两侧的内侧对应接触，使提升架可沿提升机固定架上下滑动；

所述提升机固定架上安装有限制提升的上下限位机构。

进一步地，所述无人船固定机构还包括：旋转轴、固定杆、第一驱动器(204)、前限位块和导向轴及弹簧；

所述旋转轴固定连接后挡板的一侧边，并且通过轴承与提升架的底部连接；

所述第一驱动器为可伸缩的连杆，一端固定连接在提升架的一侧，另一端通过固定杆与旋转轴连接；

所述导向轴及弹簧为可伸缩结构，安装在提升架和前挡板之间；

所述前限位块有两个，分别对称设置在提升架两侧靠近岸基的侧边上。

优选地，所述无人船充电机构还包括：底座、驱动器固定板、第二驱动器、导向套、第一导向轴、前固定板、第二导向轴、充电模块保护板；

所述底座与驱动器固定板平行设置、固定相连；所述底座固定安装在提升机固定架上；

所述第二驱动器为可伸缩连杆，一端固定在驱动器固定板的内侧，另一端穿过底座后固定在前固定板上；

所述前固定板与充电模块保护板平行设置，通过多根第二导向轴固定相连；所述充电模块设置在充电模块保护板内；

所述底座上设置有通孔，每个通孔上都安装有导向套；

所述第一导向轴为可伸缩连杆，一端固定在前固定板上，另一端穿过对应导向套后固定在驱动器固定板的内侧；

所述无人船充电机构上设置有用于监测无人船充电状态的第三传感器，所述第三传感器与船坞控制柜相连。

在本发明中，充电船坞既能供无人船停泊，又能为无人船进行充电。通过船坞控制柜，将充电船坞与远方监控系统相连；通过设置在充电船坞上的通信模块，将无人船、通信模块和船坞控制柜相连；无人船可将状态信息发送至船坞控制柜，船坞控制柜根据无人船的状态向充电船坞发送对应指令，使得充电船坞能够配合无人船的各种状态。

实施本发明，具有以下有益效果：

本发明所述的无人船智能船坞能自动对无人船进行收放和能源补给，实时监控船坞状态，视频同步到监控中心，远程控制和操作，实现无人船的全天候作业和无人化管理。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中船坞主体的结构示意图；

图3是本发明中无人船固定机构的结构示意图；

图4是本发明中无人船提升机构的结构示意图；

图5是本发明中无人船充电机构的结构示意图；

图6是图1的细节放大图；

图7是图3中M处的放大图；

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1和6所示，在本发明所述的无人船智能船坞，所述船坞控制柜600固定设置在岸基上，与远方监控系统相连；所述充电船坞设置在水域上、连接在岸基边，与船坞控制柜600相连；

所述充电船坞，用于接收无人船发送的进坞信号；检测无人船行驶到位后，为无人船充电，并向无人船发送使无人船进入休眠状态的休眠命令；

以及，待无人船充电完成后，向无人船发出出坞信号；

所述船坞控制柜600，用于控制充电船坞对无人船进行充电；

以及，接收远方监控系统发送的休眠命令和出坞信号，并转发至充电船坞。

在本实施例中，充电船坞既能供无人船停泊，又能为无人船进行充电。通过船坞控制柜600，将充电船坞与远方监控系统相连；通过设置在充电船坞上的通信模块(图1中省略了通信模块)，将无人船、通信模块和船坞控制柜相连；无人船可将状态信息发送至船坞控制柜，船坞控制柜根据无人船的状态向充电船坞发送对应指令，使得充电船坞能够配合无人船的各种状态。

在本实施例中，船坞控制柜600通过电缆与充电船坞相连并控制(图1中省略了电缆)。

如图1所示，本发明所述的无人船智能船坞，还包括：系泊机构500；所述充电船坞通过系泊机构500与岸基边连接，且始终浮于水域平面上。

系泊机构500包括两根连接杆，每根连接杆的一端固定在岸基边，另一端与充电船坞活动连接。由于充电船坞需要适应水面的变化，所以在系泊机构500连接的充电船坞的另一端是可活动的。因此，充电船坞可以随水面的升降自动上下调节，在其它方向固定不动，针对本发明所述的无人船智能船坞的位置变化，实现无人化管理。

如图1和6所示，所述充电船坞包括：船坞主体100、无人船固定机构200、无人船提升机构300和无人船充电机构400；

所述船坞主体100漂浮于水域上，与岸基边固定相连；在船坞主体100上设置有通信模块，所述通信模块分别与船坞控制柜600和无人船相连；

所述无人船固定机构200、无人船提升机构300和无人船充电机构400都安装在船坞主体100上；

所述无人船充电机构400，用于为无人船充电；

所述无人船固定机构200，用于固定驶入船坞主体100的无人船；

所述无人船提升机构300，用于将固定的无人船送至无人船充电机构400处进行充电。

在本实施例中，船坞主体100可以随水面高低自动调节，适合大部分水域使用，占用空间小，方面维护。无人船固定机构200固定船在船坞中，无人船提升机构300提升无人船脱离水面到充电位置。

如图2所示，所述船坞主体100包括：坞顶101、浮筒102、船坞平台104、坞体106和光伏板107；

所述浮筒102有两个，都漂浮于水域上；所述船坞平台104分为两侧，每侧船坞平台104对应固定设置在一个浮筒102上；

所述坞体106分为两侧，每侧坞体106对应固定设置在一侧船坞平台104上；

两侧船坞平台104之间和两侧坞体106之间的空间用于容纳无人船；

系泊机构500的两连杆分别对应的与两侧船坞平台104靠近岸基的一边相连。

所述坞顶101固定在两侧坞体106顶部；

所述光伏板107设置在坞顶101上，与无人船充电机构400相连。

所述光伏板107为无人船提供电能。本实施例中，采用太阳能为无人船充电，能够达到节约能源、环保的目的。另外，对于充电船坞的电能，可以不仅仅来自于光伏板107，由于充电船坞与船坞控制柜600通过电缆相连，所以充电船坞的电能还能够来自于外部电源。

所述船坞主体100还包括：第一导向板103、起吊环105；

所述第一导向板103分为两块，两块第一导向板103相对设置，分别固定在两侧船坞平台104的内侧边缘、靠远离岸基的一端；

所述第一导向板103，用于使无人船稳定的进入两侧船坞平台104之间的空间。

在本实施例中，第一导向板103为楔形板，其尖端指向无人船驶出两侧船坞平台104之间的方向。两块第一导向板103的斜面是相对设置的。第一导向板103的结构和位置使得无人船在驶入两侧船坞平台104之间时，需要经过一个由宽至窄的结构(两块相对设置的第一导向板103)，使得无人船驶入时能更稳定、更快速的进入无人船固定机构200。

所述起吊环105固定设置在每侧船坞平台104的外侧，用于船坞的起吊和系泊；

所述船坞主体100上设置有第二传感器，与船坞控制柜600相连，用于实时监测每个浮筒102的状态。

由于船坞主体100在水上漂浮，浮筒102因受到撞击或者老化，会出现破损漏水，导致船坞倾斜甚至下沉。在船坞主体100中装有第二传感器，实时监测浮筒状态，保障船坞的安全。

所述船坞主体100上设置有用于防止盗窃无人船监测的第三传感器和摄像头；所述第三传感器和摄像头分别与船坞控制柜600相连；

所述船坞主体100上设置有与船坞控制柜600相连的探照灯、状态显示灯和蜂鸣器，方便监控人员监控充电船坞的运行状况。

在本实施例中，坞顶101和坞体106保护无人船停泊后不受水的腐蚀以及风浪对充电的影响，避免无人船在充电或者停泊时，因风浪和船坞的晃动导致脱离船坞造成其它的损伤。

如图4所示，所述无人船提升机构300包括：提升机301、提升绳302、提升机固定架303和提升架304；所述提升绳302为钢丝绳。

所述提升机固定架303为方框架结构，底部分别固定在两侧船坞平台104内侧边缘的中部；

所述提升机301设置在提升机固定架303的顶部，所述提升绳302的一端固定在提升机301上；

所述提升架304为方框架结构，位于两侧船坞平台104之间，用于承载无人船；所述提升架304的顶部可与提升绳302的另一端相连，底部与无人船固定机构200相连。

所述无人船提升机构300还包括：提升导向装置305、第二导向板306和托板307；

所述第二导向板306有两块，分别安装在提升架304的两侧，用于使无人船稳定在提升架304内；

所述托板307安装在提升架304的底部，用于支撑无人船。

由于托班307的质量最好尽可能的轻，所以托板307为塑料板或木板。

所述提升导向装置305有多个，分别固定在提升架304两侧的外侧；提升导向装置305为滚轮导向或者滑轨导向，固定在提升架304的左右两侧或者一侧，数量为左右两侧各两套或者单侧两套。

每个提升导向装置305分别与提升机固定架303两侧的内侧对应接触，使提升架304可沿提升机固定架303上下滑动。

所述提升机固定架303上安装有限制提升的上下限位机构。

在本实施例中，为了避免因人为误操作或者其它原因导致提升机构走过行程出现损坏，提升机固定架303上带有上下限位机构，限制提升的行程。由于提升重复精度需要满足小于等于2mm，提升架固定架303上还设置有第五传感器保证提升机构提升重复位置的精度。

如图3和7所示，所述无人船固定机构200包括：后挡板201、前挡板206和第一传感器。

所述后挡板201设置在提升架304底部远离岸基的一侧；当提升架304内承载有无人船时，所述后挡板201竖向设置，避免无人船从提升架304远离岸基的一侧滑出；当提升架304内为空时，所述后挡板201水平设置，保证无人船沿后挡板201驶入提升架304内；

所述前挡板206竖向设置在提升架304底部靠近岸基的一侧，并可沿无人船在两侧船坞平台104之间行驶的方向上来回伸缩；所述前挡板206避免无人船从提升架304靠近岸基的一侧滑出。

所述第一传感器设置在提升架304上，用于监测前挡板206；所述第一传感器与船坞控制柜600相连。

第一传感器作用是检测前挡板206，当无人船进入船坞后，船会撞击前挡板206，前挡板206通过导向轴及弹簧压缩，与无人车船一起往前移动，第一传感器检测到前挡板206，第一传感器输出信号给船坞控制器，后挡板201开始动作，前后方向夹紧船。

所述无人船固定机构200还包括：旋转轴202、固定杆203、第一驱动器204、前限位块205和导向轴及弹簧；

所述旋转轴202固定连接后挡板201的一侧边，并且通过轴承与提升架304的底部连接。旋转轴202和轴承配合，使得后挡板201可由水平翻转至垂直。

所述第一驱动器204为可伸缩的连杆，一端固定连接在提升架304的一侧，另一端通过固定杆203与旋转轴202连接；气缸或液压缸使第一驱动器205伸缩，改变长度。第一驱动器205伸缩时，驱动后挡板201翻转。

所述导向轴及弹簧为可伸缩结构，安装在提升架304和前挡板206之间；

所述前限位块205有两个，分别对称设置在提升架304两侧靠近岸基的侧边上。

在本发明中，导向轴及弹簧上都分别设置有弹性件限位。

如图5所示，所述无人船充电机构400包括：充电模块408；

所述充电模块408为无人船进行无线线圈方式充电，与光伏板107相连；

所述充电模块408设置在提升机固定架303上，所述充电模块408可水平伸缩靠近提升架304内的无人船。

所述无人船充电机构400还包括：底座401、驱动器固定板402、第二驱动器403、导向套404、第一导向轴405、前固定板406、第二导向轴407、充电模块保护板409；

所述底座401与驱动器固定板402平行设置、固定相连；所述底座401固定安装在提升机固定架303上；

所述第二驱动器403为可伸缩连杆，一端固定在驱动器固定板402的内侧，另一端穿过底座401后固定在前固定板406上。

充电模块408靠近无人船时，由第二驱动器403来驱动。而驱动第二驱动器403伸缩的是气缸或液压缸。

所述前固定板406与充电模块保护板409平行设置，通过多根第二导向轴407固定相连；所述充电模块408设置在充电模块保护板409内；

所述底座401上设置有通孔，每个通孔上都安装有导向套404；

所述第一导向轴405为可伸缩连杆，一端固定在前固定板406上，另一端穿过对应导向套404后固定在驱动器固定板402的内侧。

第一导向轴405有两根分别设置在第二驱动器403两侧，用于保持充电模块408靠近或远离无人船时更加稳定。

所述无人船充电机构400上设置有用于监测无人船充电状态的第四传感器，所述第四传感器与船坞控制柜600相连。第四传感器对无人船的充电电压，电流，电池电流等实时监控，充电完成后自动断开，避免能源的浪费。

在本实施例中，无人船固定机构200、无人船提升机构300和无人船充电机构400上装有传感器，用于检测各机构的运行状况。

本实施例的工作步骤如下：

步骤一：无人船接到返航进船坞的命令或者电量不足需要返航充电时，无人船向就近的无人船智能船坞发出进坞信号；

步骤二：无人船自动行驶到最近的无人船智能船坞附近区域，充电船坞开始工作；使提升机301下降提升架304，后挡板201水平放下，无人船准备进坞；

步骤三：无人船进坞，充电船坞检测无人船行驶到位后，提升机301带动提升架304提升无人船到达充电位置；充电模块408靠近无人船，开始对无人船进行充电；同时充电船坞发出无人船进入休眠命令，使无人船进入休眠状态；

步骤四：当无人船充电完成后，充电模块408断开；

步骤五：无人船接收到巡航任务，充电船坞发出无人船出坞命令，无人船进入工作状态，自动点火出坞行驶到指定工作区域作业。

本实施例所述的无人船智能船坞能自动对无人船进行收放和能源补给，实时监控船坞状态，视频同步到监控中心，远程控制和操作，实现无人船的全天候作业和无人化管理。而且，无人船充电机构400对无人船充电时，采用无线圈充电方式，这样就避免了线路进水产生短路现象的风险。另外，充电电源有光伏板107提供，可达到环保、节约能源的效果。

在本实施例中的船坞主体100带有浮筒102，浮筒102通过连接件连接，更换方便。船坞主体100通过系泊机构500固定和安装在水面上，可以随水面的升降自动上下调节，其它方向固定不动，实现无人化管理。充电船坞上有无人船固定机构200和无人船提升机构300；无人船固定机构200固定船在船坞中，无人船提升机构300提升无人船脱离水面到充电位置，保护船停泊后不受水的腐蚀以及风浪对充电的影响，避免无人船在充电或者停泊时，因风浪和船坞的晃动导致脱离船坞造成其它的损伤。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。