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带有球鼻艏的高速浅吃 水三体船及系统

阅读：986发布：2020-06-22

专利汇可以提供带有球鼻艏的高速浅吃水三体船及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明旨在提供一种具备高速，低功率，兴波阻力小，适航性好，高稳定性且破浪无埋艏的带有球鼻艏的高速浅吃水三体船，以及包含了该三体船的无人船系统。本发明所述三体船包括船体，所述船体由主船体和位于所述主船体两侧并对称的副船体组成，两个所述副船体与所述主船体之间设置有纵向贯通的消波气道，在所述主船体的艏部设置有球鼻艏；在所述滑行艇本体上设置有设备放置室，在所述设备放置室内装置有通信系统、控制系统和采样系统，该系统还包括地面基站，所述控制系统通过所述通信系统与地面基站进行通信，所述控制系统控制所述采样系统进行采样并将采样数据上传地面基站，并对通信系统进行通信控制。本发明可应用于船舶领域。，下面是带有球鼻艏的高速浅吃水三体船及系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带有球鼻艏的高速浅吃水三体船，包括船体（1），其特征在于：所述船体（1）由主船体（11）和位于所述主船体（11）两侧并对称的副船体（12）组成，两个所述副船体（12）与所述主船体（11）之间设置有纵向贯通的消波气道（13），在所述主船体（11）的艏部设置有球鼻艏（2）；所述主船体（11）的艏艉横剖面采用滑行艇折角线型过渡至所述消波气道（13）处，所述主船体（11）的船艉部的底部斜升角度取值为13°，所述船体（1）的设计水线的进水角为
13°，所述船体（1）的艉部纵剖线呈平直状；所述球鼻艏（2）为SV型高速破浪球鼻艏；所述副船体（12）的最低点高于所述主船体向所述消波气道（13）过渡的折角线的高度，所述副船体（12）的最低点位于船舯向所述主船体（11）折角线斜升角延长线上；两个所述副船体（12）的长度为所述主船体（11）长度的60％。
2.根据权利要求1所述的带有球鼻艏的高速浅吃水三体船，其特征在于：所述消波气道（13）的开口宽度从船艏部到船舯部逐渐减小，位于船艉部和船舯部的所述消波气道（13）大小一致，在船艉部，所述消波气道（13）的开口宽度与主船体的宽度比值为1﹕1.2。
3.一种包含如权利要求1所述的带有球鼻艏的高速浅吃水三体船的系统，其特征在于：
在所述船体（1）上设置有设备放置室（4），在所述设备放置室（4）内装置有通信系统、控制系统和采样系统，所述带有球鼻艏的高速浅吃水三体船系统还包括地面基站，所述控制系统通过所述通信系统与地面基站进行通信，所述控制系统控制所述采样系统进行采样并将采样数据上传地面基站，并对通信系统进行通信控制。
4.根据权利要求3所述的带有球鼻艏的高速浅吃水三体船系统，其特征在于：所述控制系统包括动力驱动模块、视频采集模块、导航模块、中央处理单元和通讯模块，所述动力驱动模块、所述视频采集模块、所述导航模块和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，所述通信系统通过所述通讯模块与所述中央处理单元信号连接。
5.根据权利要求4所述的带有球鼻艏的高速浅吃水三体船系统，其特征在于：所述视频采集模块包括设置于所述船体（1）上的云台（5）和设置在所述云台（5）上的摄像头（6），所述摄像头（6）与所述中央处理单元连接，所述导航模块包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块，所述GPS卫星定位传感器、所述电子罗盘和所述惯性测量模块均与所述中央处理单元电连接。
6.根据权利要求4所述的带有球鼻艏的高速浅吃水三体船系统，其特征在于：在所述船体（1）上还设置有避障装置，所述避障装置包括防撞轮、超声波、雷达和/或激光测距传感器，所述超声波、雷达和/或激光测距传感器均与所述中央处理单元连接，所述防撞轮设置在所述船体（1）的船舷边上。

说明书全文

带有球鼻艏的高速浅吃 水三体船及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高速艇，尤其涉及一种带有球鼻艏的高速浅吃水三体船，以及包含了该三体船的无人船系统。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，各行各业都进入智能化时代。船舶技术也发展飞快。无人船作为船舶的一种，主要应用于水质采样、水质监测、水质分布测绘、污染事故查询和追踪、流量流速监测、核辐射监测和水下地貌测绘等水文勘测工作中。现有的无人船体积较小，无法携带水文勘测所需的全部采样和测试设备。另外，现有的无人船航速低，水文勘测效率低，无法快速完成工作。此外，鉴于现有的无人船体积小，航速低下，只能应用于江河湖泊等水面较为平静的水域，其未能满足用于海面上的勘测和搜救工作。在海面上，高速艇能够满足速度方面的要求。但由于其船头一般较薄，船头底部较平，在行驶的过程中船头会离开水面并高高抬起，如摩托艇等，故其稳定性较差，而在这样的无人船上进行水文勘测工作，其质量将会严重降低，甚至无法完成水文勘测工作。。

[0003] 在现有技术中，无论单体滑行艇还是双体船，都属于动力支撑型船，在特定航行环境中，它们发挥各自的优势。三体船虽然具备了高速低功率适航性好的特点，然而都无法同时具备高速，低功率，兴波阻力小，适航性好，高稳性以及破浪无埋艏的优点。若能设计一种既具有高航速，低功率，兴波阻力小，适航性好，破浪无埋艏又具有较高稳定性的无人船，则能很好地解决上述问题。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，旨在提供了一种具备高速，低功率，兴波阻力小，适航性好，高稳定性且破浪无埋艏的带有球鼻艏的高速浅吃水斜侧三体船，以及包含了该三体船的无人船系统。

[0005] 本发明所述带有球鼻艏的高速浅吃水三体船所采用的技术方案是：该三体船包括船体，所述船体由主船体和位于所述主船体两侧并对称的副船体组成，两个所述副船体与所述主船体之间设置有纵向贯通的消波气道，在所述主船体的艏部设置有球鼻艏。

[0006] 进一步地，两个所述副船体的长度为所述主船体长度的60％。

[0007] 进一步地，所述消波气道的开口宽度从船艏部到船舯部逐渐减小，位于船艉部和船舯部的所述消波气道大小一致，在船艉部，所述消波气道的开口宽度与主船体的宽度比值为1﹕1.2。

[0008] 进一步地，所述主船体的艏艉横剖面采用滑行艇折角线型过渡至所述消波气道处，所述主船体的船艉部的底部斜升角度取值为13°，所述船体的设计水线的进水角为13°，所述船体的艉部纵剖线呈平直状。

[0009] 进一步地，所述球鼻艏为SV型高速破浪球鼻艏。

[0010] 进一步地，所述副船体的最低点高于所述主船体向所述消波气道过渡的折角线的高度，所述副船体的最低点位于船舯向所述主船体折角线斜升角延长线上。

[0011] 本发明所述包含了上述三体船的系统所采用的技术方案是：在所述船体上设置有设备放置室，在所述设备放置室内装置有通信系统、控制系统和采样系统，该系统还包括地面基站，所述控制系统通过所述通信系统与地面基站进行通信，所述控制系统控制所述采样系统进行采样并将采样数据上传地面基站，并对通信系统进行通信控制。

[0012] 进一步地，所述控制系统包括动力驱动模块、视频采集模块、导航模块、中央处理单元和通讯模块，所述动力驱动模块、所述视频采集模块、所述导航模块和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，所述通信系统通过所述通信模块与所述中央处理单元信号连接。

[0013] 进一步地，所述视频采集模块包括设置于所述船体上的云台和设置在所述云台上的摄像头，所述摄像头与所述中央处理单元连接；所述导航模块包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块，所述GPS卫星定位传感器、所述电子罗盘和所述惯性测量模块均与所述中央处理单元电连接。

[0014] 更进一步地，在所述船体上还设置有避障装置，所述避障装置包括防撞轮、超声波、雷达和/或激光测距传感器，所述超声波、雷达和/或激光测距传感器均与所述中央处理单元连接，所述防撞轮设置在所述船体的船舷边上。

[0015] 本发明的有益效果是：本发明所述三体船包括船体，所述船体由主船体和位于所述主船体两侧并对称的副船体组成，两个所述副船体与所述主船体之间设置有纵向贯通的消波气道，在所述主船体的艏部设置有球鼻艏；本发明应用了空气动力学和流体力学的原理，依靠随着航速增加而升高的水动升力支撑了绝大部分船体的重量，使得被托起后的船体形成很小的排水量吃水也很浅，艏部增加了一个SV型破浪球鼻艏，有利于降低艏波，减缓波浪对船艏的拍击，有明显的消波作用；三体之间有一条纵向贯通的槽道，在航行时高速气流进入槽内形成水和气的混合气垫，产生升力，进一步托举船体减少湿表面积，促进高速滑行；进入气道内被挤压的气水混合产生的动升力可以提供一种横向回复力，可以减小横摇提高横稳性，减少对波浪扰动力的响应。本船型经过实际试验，本船型方案总阻力比相近尺寸同排水量槽道滑行艇降低10%左右，耐波性提高20%左右，高速性能也显著提高，同时避免了高速滑行埋艏等现象。

[0016] 由于包含了上述滑行艇的系统还包括设备放置室，在所述设备放置室内装置有通信系统、控制系统和采样系统，该系统还包括地面基站，所述控制系统通过所述通信系统与地面基站进行通信，所述控制系统控制所述采样系统进行采样并将采样数据上传地面基站，并对通信系统进行通信控制；所以，本发明系统在船体上设置各种设备，利用利用采用系统对勘测区域内的水质进行采样、分析，控制系统对整台滑行艇进行航行控制、滑行艇上的各种设备进行控制，并通过通信系统向地面基站发送信息，或者接收来自地面基站的信息，实现水文勘测；本发明系统可应用于湖泊、江河或者海面上进行作业，其稳定性和高航速能够满足勘测效率和勘测准确性方面的要求，是一种全新的水文勘测系统，其可应用于各种境况下的水文勘测。附图说明

[0017] 图1是本发明的第一视角结构示意图；

[0018] 图2是本发明的第二视角结构示意图；

[0019] 图3是本发明的第三视角结构示意图。

具体实施方式

[0020] 如图1至3所示，本发明包括船体1，所述船体1由主船体11和位于所述主船体11两侧并对称的副船体12组成，两个所述副船体12与所述主船体11之间设置有纵向贯通的消波气道13，在所述主船体11的艏部设置有球鼻艏2。两个所述副船体12的长度为所述主船体11长度的60％。所述消波气道13的开口宽度从船艏部到船舯部逐渐减小，位于船艉部和船舯部的所述消波气道13大小一致，在船艉部，所述消波气道13的开口宽度与主船体的宽度比值为1﹕1.2。所述主船体11的艏艉横剖面采用滑行艇折角线型过渡至所述消波气道13处，所述主船体11的船艉部的底部斜升角度取值为13°，所述船体1的设计水线的进水角为13°，所述船体1的艉部纵剖线呈平直状。所述球鼻艏2为SV型高速破浪球鼻艏。所述副船体12的最低点高于所述主船体向所述消波气道13过渡的折角线的高度，所述副船体12的最低点位于船舯向所述主船体11折角线斜升角延长线上。

[0021] 本发明应用了空气动力学和流体力学的原理，依靠随着航速增加而升高的水动升力支撑了绝大部分船体的重量，使得被托起后的船体形成很小的排水量吃水也很浅，艏部增加了一个SV型破浪球鼻艏，有利于降低艏波，减缓波浪对船艏的拍击，有明显的消波作用。三体之间有一条纵向贯通的槽道，在航行时高速气流进入槽内形成水和气的混合气垫，产生升力，进一步托举船体减少湿表面积，促进高速滑行。进入气道内被挤压的气水混合产生的动升力可以提供一种横向回复力，可以减小横摇提高横稳性，减少对波浪扰动力的响应。本船型经过实际试验，本船型方案总阻力比相近尺寸同排水量槽道滑行艇降低10%左右，耐波性提高20%左右，高速性能也显著提高，同时避免了高速滑行埋艏等现象。

[0022] 在所述船体1上设置有设备放置室4，在所述设备放置室4内装置有通信系统、控制系统和采样系统，该系统还包括地面基站，所述控制系统通过所述通信系统与地面基站进行通信，所述控制系统控制所述采样系统进行采样并将采样数据上传地面基站，并对通信系统进行通信控制。所述控制系统包括动力驱动模块、视频采集模块、导航模块、中央处理单元和通讯模块，所述动力驱动模块、所述视频采集模块、所述导航模块和所述通讯模块均与所述中央处理单元连接，所述通信系统通过所述通信模块与所述中央处理单元信号连接。所述视频采集模块包括设置于所述船体1上的云台5和设置在所述云台5上的摄像头6，所述摄像头6与所述中央处理单元连接。所述导航模块包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块，所述GPS卫星定位传感器、所述电子罗盘和所述惯性测量模块均与所述中央处理单元电连接。在所述船体1上还设置有避障装置，所述避障装置包括防撞轮、超声波、雷达和/或激光测距传感器，所述超声波、雷达和/或激光测距传感器均与所述中央处理单元连接，所述防撞轮设置在所述船体1的船舷边上。通讯模块通过无线信号与地面基站或手持基站信号连接。

[0023] 所述采样系统包括保温箱和水下传感器，保温箱内设有采样瓶，所述水下传感器包括水温传感器、流速传感器、pH 传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器。采样瓶用于盛装采集到的水质样本，各种水下传感器分别检测被测水质的水温、流速、PH值、溶解氧、电导率和浊度等数据。对于不同的水质，可以根据需要开启相应的传感器工作，以测得相应的数据。本发明可应用于不同水质勘测，如堰塞湖、核污染水域等无人区。

[0024] 本发明可应用于船舶领域。

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