專利名稱：巡邏機(jī)器魚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巡邏機(jī)器魚，能夠在水下執(zhí)行巡邏探測(cè)任務(wù)。依靠海流推進(jìn)和電動(dòng)力推進(jìn)，可以在水下連續(xù)航行幾十天，甚至幾個(gè)月，航程幾千公里。由于利用海流作為動(dòng)力的一部分，大大節(jié)約能量，降低了制造和運(yùn)行成本。尤其涉及一種攜帶了聲納、攝象機(jī)、各種傳感器的探測(cè)系統(tǒng)，執(zhí)行水下偵察任務(wù)。還尤其涉及一種攜帶了拋棄型浮子天線的通訊系統(tǒng)，使巡邏機(jī)器魚有良好的隱蔽性和安全性，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在水下與衛(wèi)星通訊聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星定位和無(wú)線電通訊聯(lián)系。巡邏機(jī)器魚是一種特殊用途的水下智能航行體，又可以叫無(wú)人駕駛潛艇、UUV或水下機(jī)器人。
背景技術(shù)：
海洋開發(fā)和保衛(wèi)遼闊海疆，需要各種各樣的船舶，潛艇、水下機(jī)器人和UUV。由于水下是無(wú)線電的盲區(qū)，偵察衛(wèi)星可以對(duì)地球的陸地了如指掌，但是，對(duì)水下卻無(wú)能為力。海洋占據(jù)地球表面積的70％。深海更有巨大空間需要探測(cè)。
潛水艇、UUV、水下機(jī)器人等深水作業(yè)的潛水工具，因其良好的機(jī)動(dòng)性、隱蔽性，保證了巨大的戰(zhàn)斗力和安全性。然而，制造和運(yùn)行成本昂貴。對(duì)大規(guī)模開發(fā)海洋，和保衛(wèi)遼闊海疆，猶如杯水車薪。
潛水艇、UUV等每次執(zhí)行任務(wù)，往往出海航行幾周，甚至幾個(gè)月。水下載體長(zhǎng)年累月在浩瀚的海洋里，需要與陸地指揮中心經(jīng)常保持通訊聯(lián)系。因?yàn)樗聼o(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通訊聯(lián)系。往往需要水下載體浮出水面進(jìn)行通訊聯(lián)系。這樣上浮到淺水區(qū)，一方面，中斷了水下載體深水作業(yè)的連續(xù)性；另一方面，浮出水面往往帶來了，曝露潛水器具目標(biāo)所在位置的危險(xiǎn)，對(duì)潛水器具的安全造成威脅。
一望無(wú)際的海洋，可以分為我控區(qū)，公海，他控區(qū)。當(dāng)水下載體在非我控區(qū)航行時(shí)，隱蔽性十分重要。
有的潛水器具通過增加伸縮天線的長(zhǎng)度，利用長(zhǎng)天線來進(jìn)行無(wú)線電通訊聯(lián)系。然而，伸縮天線的長(zhǎng)度畢竟有限，潛水器具必須利用黑夜，上浮到淺水區(qū)進(jìn)行通訊。由于夜視設(shè)備的進(jìn)步，危險(xiǎn)照樣增加。潛水器具的上浮和下潛都需要花費(fèi)時(shí)間，尤其在非我控制區(qū)，上浮的風(fēng)險(xiǎn)很大，這都是不安全因素。
巡邏機(jī)器魚具有制造和運(yùn)行成本低廉，隱蔽性好，水下實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通訊聯(lián)系等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種巡邏機(jī)器魚，具有利用海流推進(jìn)和電動(dòng)力推進(jìn)兩種推進(jìn)動(dòng)力，噪聲小，隱蔽性好，節(jié)能，航程大，制造、運(yùn)行成本低廉等特點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種巡邏機(jī)器魚，攜帶各種探測(cè)設(shè)備，在水下完成各種偵察任務(wù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用拋棄型浮子天線的巡邏機(jī)器魚，其具有良好的隱蔽性，在連續(xù)進(jìn)行深水作業(yè)的同時(shí)，不需要上浮，實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)線電通訊聯(lián)系。
一種巡邏機(jī)器魚，包括密封殼體，電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)，探測(cè)系統(tǒng)，電腦管理中心，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，拋棄型浮子天線等組成。巡邏機(jī)器魚的密封殼體由輕金屬材料制造，具有良好的耐壓能力和水密性；密封殼體內(nèi)部的水箱、泵、可移壓鉛等組成重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)；使巡邏機(jī)器魚比重接近海水，水下航行時(shí)，呈零浮力，使巡邏機(jī)器魚具有隨波逐流的能力。電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)由鋰電池、變速器、電機(jī)、螺旋槳等組成；巡邏機(jī)器魚的航程由海流推進(jìn)和電力推進(jìn)兩部分提供。巡邏機(jī)器魚依靠海流和攜帶的電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，有較大的續(xù)航力，一般可以連續(xù)在水下航行幾十天到幾個(gè)月，航程幾千公里?？刂葡到y(tǒng)由邏徑儀、定深器、角度傳感器、舵機(jī)、舵等組成，控制巡邏機(jī)器魚水下航行的方向及其航行的穩(wěn)定性。探測(cè)系統(tǒng)由聲納、攝象機(jī)、各種各樣傳感器組成，使巡邏機(jī)器魚可以在水下執(zhí)行各類偵察任務(wù)。當(dāng)巡邏機(jī)器魚需要與陸地指揮中心通訊聯(lián)系時(shí)，巡邏機(jī)器魚在水下釋放拋棄型浮子天線，浮子天線自動(dòng)浮上海面，實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星通訊聯(lián)系和GPS定位；通訊完畢，巡邏機(jī)器魚割斷與浮子天線連接的光纖或?qū)Ь€，拋棄浮子天線。一般巡邏機(jī)器魚出海執(zhí)行巡邏任務(wù)，天線艙內(nèi)攜帶幾十個(gè)浮子天線。


圖1是本發(fā)明的巡邏機(jī)器魚的簡(jiǎn)單示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，是一條巡邏機(jī)器魚的簡(jiǎn)單示意圖。密封殼體1由輕金屬材料制造，具有良好的耐壓能力和水密性。重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)由水箱16，泵，管道，可移壓鉛3等組成。通過水箱16的加減水量，保證巡邏機(jī)器魚的比重接近海水，在水下呈零浮力；通過可移壓鉛3的前后移位，配合舵機(jī)9和舵11的操縱，使巡邏機(jī)器魚在水下能夠利用海流，沿海流方向，借助海流作為動(dòng)力，穩(wěn)定前進(jìn)。巡邏機(jī)器魚能夠順海流隨波逐流，大部分航程通過海流獲得。電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)由鋰電池7，變速器，電機(jī)10，螺旋槳12等組成，可以低速度推進(jìn)。巡邏機(jī)器魚可以用海流推進(jìn)，也可以用電動(dòng)力推進(jìn)，根據(jù)任務(wù)需要，由電腦管理中心5選擇決定?？刂葡到y(tǒng)由方向儀13，定深器14，角度傳感器，舵機(jī)9，舵12等組成。控制巡邏機(jī)器魚水下航行的方向及其航行的穩(wěn)定性。方向儀13采用普通的邏徑儀，當(dāng)巡邏機(jī)器魚從GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，獲得自己所在位置的精確的經(jīng)緯度時(shí)，通過電腦管理中心中海圖分析，確定目標(biāo)方向，操舵向目標(biāo)方向前進(jìn)。目標(biāo)的選擇必須是順海流方向，巡邏機(jī)器魚不能逆流前進(jìn)，因?yàn)闆]有攜帶足夠的電動(dòng)力能量。順流而進(jìn)，是巡邏機(jī)器魚的缺點(diǎn)，或者說是巡邏機(jī)器魚的特點(diǎn)。探測(cè)系統(tǒng)由聲納4、攝象機(jī)2、各種各樣傳感器(如溫度傳感器，鹽分傳感器，速度傳感器，海流傳感器，磁性傳感器，角度傳感器等等)組成，使巡邏機(jī)器魚可以執(zhí)行各類偵察任務(wù)。電腦管理中心5，首先管理、控制巡邏機(jī)器魚朝目標(biāo)方向正常航行，合理利用鋰電池能量，譬如，45天的航行任務(wù)，如何巧妙地開啟電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，利用最小的電能，獲得最大的航程。在此期間，理所當(dāng)然地讓重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。其次，電腦管理中心要指揮探測(cè)系統(tǒng)積極工作，把周圍環(huán)境和需要偵察的資料記錄下來。再次，當(dāng)巡邏航行一段時(shí)間后，按照與陸地指揮中心的約定，需要與衛(wèi)星進(jìn)行通訊聯(lián)系。這時(shí)，從天線艙里釋放一個(gè)浮子天線，當(dāng)浮子天線上浮到海面，巡邏機(jī)器魚通過衛(wèi)星與陸地指揮中心進(jìn)行無(wú)線電通訊聯(lián)系。通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，確定巡邏機(jī)器魚當(dāng)前位置的精確經(jīng)緯度，判斷前次航行的航向偏差，接受陸地指揮中心的指令，發(fā)送報(bào)告?zhèn)刹鞌?shù)據(jù)和結(jié)果。通訊完畢，由切割刀15，隔斷浮子天線與巡邏機(jī)器魚的連接線。為了減少巡邏機(jī)器魚曝露目標(biāo)的危險(xiǎn)，通訊聯(lián)系需要分秒必爭(zhēng)。因?yàn)樵诠：退貐^(qū)，由于無(wú)線電通訊聯(lián)系造成的目標(biāo)曝露，也隱藏著危險(xiǎn)。除了必須的雙向通訊和接受指令外，發(fā)送必要的偵察數(shù)據(jù)，在可以隔斷浮子天線與巡邏機(jī)器魚的連接線，巡邏機(jī)器魚迅速離開通訊區(qū)域以后，由浮子天線單獨(dú)與衛(wèi)星通訊聯(lián)系。當(dāng)然，這就需要在釋放浮子天線以前，電腦管理中心把必須發(fā)送的數(shù)據(jù)事先灌注到浮子天線的芯片中去。如果，在他控區(qū)海域航行時(shí)，巡邏機(jī)器魚對(duì)航行軌跡有比較正確的把握，不需要接受陸地指揮中心新的指令，巡邏機(jī)器魚可以釋放只發(fā)送數(shù)據(jù)的浮子天線，而且把通訊延遲時(shí)間，等巡邏機(jī)器魚離開以后，再執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)任務(wù)。保證巡邏機(jī)器魚的隱蔽性和安全性。浮子天線在完成通訊任務(wù)以后，具有自毀能力，盡量保持神不知，鬼不覺。
如果浮子天線采用的是導(dǎo)線繞組，連接線隔斷后，巡邏機(jī)器魚需要對(duì)導(dǎo)線斷口進(jìn)行絕緣處理，保證通訊系統(tǒng)不受海水影響，保持必要的絕緣電阻。
當(dāng)巡邏機(jī)器魚需要下潛時(shí)，水箱加水，使巡邏機(jī)器魚呈負(fù)浮力，壓鉛前移，水平舵打下舵，實(shí)現(xiàn)下潛；一旦到達(dá)下潛深度，停止下潛。水箱排水，壓鉛后移，恢復(fù)水平航行狀態(tài)。
當(dāng)巡邏機(jī)器魚需要上浮時(shí)，水箱排水，使巡邏機(jī)器魚呈正浮力，壓鉛后移，水平舵打上舵，實(shí)現(xiàn)上浮；一旦到達(dá)預(yù)定深度，停止上浮。水箱加水，壓鉛前移，恢復(fù)水平航行狀態(tài)。
巡邏機(jī)器魚完成巡邏任務(wù)，歸航基地，巡邏機(jī)器魚浮上水面，等待打撈回收。檢修，維護(hù)，充電后執(zhí)行下一輪任務(wù)。
本發(fā)明并不受以上實(shí)施例的限制，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不用創(chuàng)造性思考就可得出的，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種巡邏機(jī)器魚，包括密封殼體，電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)，探測(cè)系統(tǒng)，電腦管理中心，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，拋棄型浮子天線等組成；密封殼體由輕金屬材料制造，具有良好的耐壓能力和水密性；密封殼體內(nèi)部的水箱、泵、可移壓鉛等組成重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)；使巡邏機(jī)器魚比重接近海水，水下航行時(shí)，呈零浮力，使巡邏機(jī)器魚具有隨波逐流的能力；電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)由鋰電池、變速器、電機(jī)、螺旋槳等組成；航程由海流推進(jìn)和電力推進(jìn)兩部分提供；控制系統(tǒng)由邏徑儀、定深器、角度傳感器、舵機(jī)、舵等組成，控制巡邏機(jī)器魚水下航行的方向和航行穩(wěn)定性；探測(cè)系統(tǒng)由聲納、攝象機(jī)、各種各樣傳感器組成，使巡邏機(jī)器魚可以執(zhí)行各類偵察任務(wù)；拋棄型浮子天線由巡邏機(jī)器魚在水下釋放，浮子天線自動(dòng)浮上海面，實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星通訊聯(lián)系和GPS定位；通訊完畢，巡邏機(jī)器魚割斷與浮子天線連接的光纖或?qū)Ь€，拋棄浮子天線；電腦管理中心備有各種系統(tǒng)軟件和專家系統(tǒng)，體現(xiàn)巡邏機(jī)器魚的高智能；巡邏機(jī)器魚是特殊用途的水下智能航行體，又可以叫無(wú)人駕駛潛水艇、UUV或水下機(jī)器人；巡邏機(jī)器魚依靠海流和攜帶的電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，有較大的續(xù)航力，一般可以連續(xù)在水下航行幾十天到幾個(gè)月，航程幾千公里。
2.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的密封殼體由輕金屬材料制造，具有良好的耐壓能力和水密性；密封殼體內(nèi)部的水箱、泵、可移壓鉛等組成重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)；使巡邏機(jī)器魚比重接近海水，水下航行時(shí)，呈零浮力，具有隨波逐流的能力。
3.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)由鋰電池、變速器、電機(jī)、螺旋槳等組成；巡邏機(jī)器魚的航程由海流和電力推進(jìn)兩部分提供。
4.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的拋棄型浮子天線由巡邏機(jī)器魚在水下釋放，浮子天線自動(dòng)浮上海面，實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星通訊聯(lián)系和GPS定位；通訊完畢，巡邏機(jī)器魚割斷與浮子天線連接的光纖或?qū)Ь€，拋棄浮子天線；
5.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的控制系統(tǒng)由邏徑儀、定深器、角度傳感器、舵機(jī)、舵等組成，控制巡邏機(jī)器魚水下航行的方向和航行穩(wěn)定性；
6.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的探測(cè)系統(tǒng)由聲納、攝象機(jī)、各種各樣傳感器組成，使巡邏機(jī)器魚可以執(zhí)行各類偵察任務(wù)；
7.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的電腦管理中心備有各種系統(tǒng)軟件和專家系統(tǒng)，體現(xiàn)巡邏機(jī)器魚的高智能。
8.如權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器魚，其特征在于，其中所述的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，當(dāng)巡邏機(jī)器魚在海面上時(shí)，用普通天線通訊聯(lián)系；當(dāng)巡邏機(jī)器魚在水下作業(yè)時(shí)，用浮子天線進(jìn)行通訊聯(lián)系。
全文摘要
一種巡邏機(jī)器魚，包括密封殼體，電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)，探測(cè)系統(tǒng)，電腦管理中心，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，拋棄型浮子天線等組成。巡邏機(jī)器魚的密封殼體由輕金屬材料制造，具有良好的耐壓能力和水密性；密封殼體內(nèi)部的水箱、泵、可移壓鉛等組成重量重心調(diào)節(jié)系統(tǒng)；使巡邏機(jī)器魚比重接近海水，水下航行時(shí)，呈零浮力，使巡邏機(jī)器魚具有隨波逐流的能力。電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)由鋰電池、變速器、電機(jī)、螺旋槳等組成；巡邏機(jī)器魚的航程由海流推進(jìn)和電力推進(jìn)兩部分提供。巡邏機(jī)器魚依靠海流和攜帶的電動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，有較大的續(xù)航力，一般可以連續(xù)在水下航行幾十天到幾個(gè)月，航程幾千公里?？刂葡到y(tǒng)由邏經(jīng)儀、定深器、角度傳感器、舵機(jī)、舵等組成，控制巡邏機(jī)器魚水下航行的方向及其航行的穩(wěn)定性。探測(cè)系統(tǒng)由聲納、攝象機(jī)、各種各樣傳感器組成，使巡邏機(jī)器魚可以執(zhí)行各類偵察任務(wù)。當(dāng)巡邏機(jī)器魚需要與陸地指揮中心通訊聯(lián)系時(shí)，巡邏機(jī)器魚在水下釋放拋棄型浮子天線，浮子天線自動(dòng)浮上海面，實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星通訊聯(lián)系和GPS定位；通訊完畢，巡邏機(jī)器魚割斷與浮子天線連接的光纖或?qū)Ь€，拋棄浮子天線。一般巡邏機(jī)器魚出海執(zhí)行巡邏任務(wù)，天線艙內(nèi)攜帶幾十個(gè)浮子天線。
文檔編號(hào)B25J9/06GK1631620SQ20051002317
公開日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月10日
發(fā)明者華鐘祥, 華虓, 陳宜艇 申請(qǐng)人:上海勁鉆實(shí)業(yè)公司