技术领域
[0001] 本
发明涉及救捞装备技术领域，尤其是一种无人操作的救捞作业船及其工作流程。
背景技术
[0002] 我国的救捞工作领域起步相对较晚，在诸多救捞工作领域的救捞能
力还十分薄弱。比如大型打捞起重船无法进入浅
水和狭窄水域进行救捞工作，依靠传统的潜水员加浮筒的打捞方式存在潜水员劳动强度大、打捞效率低、可承载救捞物资负重小、安全性差、工期长等问题；采用小型救助艇在海上搜救时存在恶劣海况、夜间
视野模糊、驾驶人员劳动强度大、安全性差等问题。而且在打捞某些海上危险物资、极地低温海洋环境作业，现有的有人驾驶的救捞
船舶均有较大的
风险。因此需要一种高速无人作业船填补领域空白。目前急需解决：1.哪种船体结构适合救捞作业，2.船体如何自主航行并避开障碍物，3.如何捕捉救捞对象
位置并进行救捞作业的问题。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的
现有技术存在的问题，提供一种改进的无人作业船及其工作流程。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人作业船，包括作业船体，所述的船体为双体式，双体结构保证作业过程中船体平稳性，不易倾覆和有利于高速行驶，所述船体中央为下凹结构，船体两侧上表为水平面，所述的船体的两侧底部均设置有浮筒，所述船体的尾部上端还设置有天桥，所述的船体上位于两侧水平面上设置有多
自由度机械手，和与所述多自由度机械手电气连接的电气箱，所述的水平面的两端还设置有
传感器，所述的天桥上安装有通讯设备，所述的浮筒下端还设置有矢量
推进器；
[0005] 矢量推进器前后两头采用圆锥头部，外部导流罩，可以使喷出水流达到超高速状态，动力强劲，内部
转子，流速调节可控，单独控制，360度全方位转向等优点；
[0006] 所述的电气箱内构成智能控制系统，是无人作业船的神经中枢，主要由通讯模
块、
数据处理模块、电力系统监控模块、自动航行模块、矢量推进器控
制模块、沉浮系统
控制模块、多自由度机械手控制模块等组成，根据外部信息完成作业船自动航行模式、作业船打捞
姿态、机械手打捞模式等决策策略，并控制相应的矢量推进器、
泵、
阀、机械手等设备运行；
[0007] 无人作业船采用小型
量子计算机为核心的
人工智能控制系统接收母船发出的救捞对象位置
信号，操控艏部为V形口的双体式作业船自主航行至救捞对象附近，通过
激光雷达、摄像头等装置搜集外部环境信息，经人工智能控制系统处理后，操控矢量推进器(矢量推进器为电磁悬浮转子式结构，能360度旋转)和沉浮系统(调节作业船水线高度)使作业船处于最佳救捞姿态，操控多自由度机械手自动救捞对象并自动返回母船；
[0008] 进一步地，本发明所述的船体前端设置有V字形开口，方便救捞对象进入船体时导向对中；
[0009] 进一步地，本发明所述的浮筒包括浮体，所述的浮体内设置有至少两个
压载水箱，所述的压载水箱底部设置有带有电动蝶阀的进出水口，所述的压载水箱连接有压缩空气泵，通过压缩空气泵注入空气将压载水箱内的水排出实现船体上浮，通过向压载水箱内注水实现船体下沉；
[0010] 进一步地，本发明所述的多自由度机械手由多自由度
机械臂(机械手臂参照
汽车行业工业
机器人进行设计、安装板和抓手组成，所述的多自由度机械臂上设置有多
角度活动关节，所述的安装板通过传动
齿轮组与所述多自由度机械臂活动连接，所述的安装板背部设置有伺服
电机，所述的抓手固定在所述安装板上，所述的抓手为圆弧爪盘结构，抓手与所述安装板之间设置有电动
推杆，所述的抓手端部设置有防脱板，抓手部分根据救捞对象进行单独设计，初步设计成可张合附有圆弧板的机构形式，抓手可绕腕部自由旋转，方便快速调整抓取角度；
[0011] 进一步地，本发明所述的通讯设备包括雷达、天线和摄像头，构成通讯
导航系统，主要用于接收母船提供的救捞对象位置信号及母船位置信号、接收母船对无人作业船的
控制信号、实时反馈无人作业船的位置信息至母船、实时反馈无人作业船运行状态至母船等；
[0012] 进一步地，本发明所述的浮体内还设置有
液位传感器和
压力传感器，配合船体四周的
超声波传感器、天桥上的摄像头等构成复合信号采集成像系统，能够时时采集船体姿态、外部环境、救捞对象位置等信息，经相应处理模块处理后传输至智能控制系统，为无人作业船上的相关设备运行提供决策信息；
[0013] 进一步地，本发明所述的驱动装置为采用
蓄电池全电驱动，由新型高效、快速充电式巨能
石墨烯电池来提供电力，以便满足续航久和方便冲能等功能要求。电力系统
蓄电池采用多块新型巨能
石墨烯电池板并联组成，
电压为AC380V，方便充电，
外壳包裹防火板，内部设置防火隔板，每块电池板均设置独立的保险装置，
电池组内部设置冷循坏管道，能够有效防止电池组发生
过热燃烧等隐患。该套电力系统能够保证1天的打捞任务所需用电，并能在一晚上充满电。
[0014] 本发明的工作流程为：
[0015] 1)母船发现救捞目标后，利用船上的设备设施施放无人作业船；
[0016] 2)根据母船给定的救捞对象位置信息，自主航行至救捞对象附近；
[0017] 3)根据传感器探测到的救捞对象与无人作业船相对位置，经智能控制系统控制矢量推进器转动角度，自动调整船体姿态，使作业船船舯线对准救捞对象中心线；
[0018] 4)无人作业船向前缓慢航行，使救捞对象进入作业平台首部导向V形口，继续前行直至救捞对象基本到达V形口端部为止；
[0019] 5)通过智能控制系统控制两部多自由度机械手协同工作，共同将救捞对象调整到水平状态并夹紧固定；
[0020] 6)返回母船时，救捞对象处于海面之上，减小阻力。
[0021] 本发明的有益效果是:本发明的一种无人作业船解决了传统技术中存在的问题，提高了救捞效率，消除安全隐患；无人操作、智能安全，高效环保，适用于恶劣海洋环境下的救捞任务；更改部分设备，可完成极地科考
采样、危险海域采样调查等拓展功能。
附图说明
[0022] 下面结合附图和
实施例对本发明进一步说明。
[0023] 图1是本发明的结构示意图；
[0025] 图3是本发明中船体前端V字形开口结构示意图；
[0026] 图4是本发明中多自由度机械手结构示意图；
[0027] 图5是本发明中浮筒的结构示意图。
[0028] 图中:1.船体，2.浮筒，3.天桥，4.多自由度机械手，5.电气箱，6.传感器，7.矢量推进器，8.浮体，9.压载水箱，10.电动蝶阀，11.进出水口，12.压缩空气泵，13.多自由度机械臂，14.安装板，15.抓手，16.传动齿轮组，17.
伺服电机，18.电动推杆，19.防脱板，20.雷达，21.天线，22.摄像头。
具体实施方式
[0029] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0030] 如图1、图2、图3、图4、和图5所示的本发明一种无人作业船的实施例，包括作业船体1，所述的船体1为双体式，双体结构保证作业过程中船体平稳性，不易倾覆和有利于高速行驶，所述船体1中央为下凹结构，船体两侧上表为水平面，所述的船体1的两侧底部均设置有浮筒2，所述船体1的尾部上端还设置有天桥3，所述的船体1上位于两侧水平面上设置有多自由度机械手4，和与所述多自由度机械手4电气连接的电气箱5，所述的水平面的两端还设置有传感器6，所述的天桥3上安装有通讯设备，所述的浮筒2下端还设置有矢量推进器7；矢量推进器7前后两头采用圆锥头部，外部导流罩，可以使喷出水流达到超高速状态，动力强劲，内部转子，流速调节可控，单独控制，360度全方位转向等优点；
[0031] 所述的电气箱5内构成智能控制系统，是无人作业船的神经中枢，主要由通讯模块、数据处理模块、电力系统监控模块、自动航行模块、矢量推进器控制模块、沉浮系统控制模块、多自由度机械手控制模块等组成，根据外部信息完成作业船自动航行模式、作业船打捞姿态、机械手打捞模式等决策策略，并控制相应的矢量推进器、泵、阀、机械手等设备运行；
[0032] 所述的船体1前端设置有V字形开口8，方便救捞对象进入船体1时导向对中；
[0033] 所述的浮筒2包括浮体8，所述的浮体8内设置有至少两个压载水箱9，所述的压载水箱9底部设置有带有电动蝶阀10的进出水口11，所述的压载水箱9连接有压缩空气泵12，通过压缩空气泵12注入空气将压载水箱9内的水排出实现船体1上浮，通过向压载水箱9内注水实现船体1下沉；
[0034] 所述的多自由度机械手4由多自由度机械臂13(机械手臂参照汽车行业
工业机器人进行设计)、安装板14和抓手15组成，所述的多自由度机械臂13上设置有多角度活动关节，所述的安装板14通过传动齿轮组16与所述多自由度机械臂13活动连接，所述的安装板14背部设置有伺服电机17，所述的抓手15固定在所述安装板14上，所述的抓手15为圆弧爪盘结构，抓手15与所述安装板14之间设置有电动推杆18，所述的抓手15端部设置有防脱板
19，抓手15部分根据救捞对象结构进行单独设计，设计成可张合附有圆弧板的机构形式，抓手可绕腕部自由旋转，方便快速调整抓取角度；
[0035] 所述的通讯设备包括雷达20、天线21和摄像头22，构成通讯导航系统，主要用于接收母船提供的救捞对象位置信号及母船位置信号、接收母船对无人作业船的控制信号、实时反馈无人作业船的位置信息至母船、实时反馈无人作业船运行状态至母船等；
[0036] 所述的浮体8内还设置有液位传感器和压力传感器，配合船体1四周的
超声波传感器、天桥3上的摄像头22等构成复合信号采集成像系统，能够时时采集船体1姿态、外部环境、救捞对象位置等信息，经相应处理模块处理后传输至智能控制系统，为无人作业船上的相关设备运行提供决策信息；
[0037] 所述的驱动装置为采用蓄电池全电驱动，由新型高效、快速充电式巨能石墨烯电池来提供电力，以便满足续航久和方便冲能等功能要求。电力系统蓄电池采用多块新型巨能石墨烯电池板并联组成，电压为AC380V，方便充电，外壳包裹防火板，内部设置防火隔板，每块电池板均设置独立的保险装置，电池组内部设置冷循坏管道，能够有效防止电池组发生过热燃烧等隐患。该套电力系统能够保证1天的打捞任务所需用电，并能在一晚上充满电。
[0038] 打捞流程：
[0039] 1)母船发现救捞目标后，利用船上的设备设施施放无人作业船；
[0040] 2)根据母船给定的救捞对象位置信息，自主航行至救捞对象附近；
[0041] 3)根据传感器探测到的救捞对象与无人作业船相对位置，经智能控制系统控制矢量推进器转动角度，自动调整船体姿态，使作业船船舯线对准救捞对象中心线；
[0042] 4)无人作业船向前缓慢航行，使救捞对象进入作业平台首部导向V形口，继续前行直至救捞对象基本到达V形口端部为止；
[0043] 5)通过智能控制系统控制两部多自由度机械手协同工作，共同将救捞对象调整到水平状态并夹紧固定；
[0044] 6)返回母船时，救捞对象处于海面之上，减小阻力。
[0045] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及
修改。本项发明的技术性范围并不局限于
说明书上的内容，必须要根据
权利要求范围来确定其技术性范围。
