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原文传递一种水翼式水上救援设备

专利名称：	一种水翼式水上救援设备
摘要：	本发明提出一种水翼式水上救援设备，包括设置在舱体下部的水翼结构，所述水翼结构包括可独立控制转动角度的左右水翼，还包括设置在舱体后部的距离检测单元，用于检测舱体与水面的距离，所述水翼式水上救援设备在前进时舱体离开水面，减小了摩擦阻力，同时，其不具有传统的方向舵结构，通过改变左右水翼的转动角度实现了对舱体离水面的高度、前进方向、转弯半径的控制，减少了能量的消耗，从而延长了救援设备在水上的续航能力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	宁波靖海智航科技有限公司
发明人：	鍾頴光;黄锐林;谭国榕
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910017566.8
公开号：	CN109795610A
代理机构：	北京华际知识产权代理有限公司
代理人：	李浩
分类号：	B63B1/28(2006.01);B;B63;B63B;B63B1
申请人地址：	315000 浙江省宁波市高新区沧海路189弄2号5号厂房C1-3
主权项：	1.一种水翼式水上救援设备，其特征在于，其包括：舱体，所述舱体位于水面之上；水翼结构所述水翼结构位于水面之下；推进器，用于提供所述水上救援设备的前进动力；控制单元，所述控制单元通过控制所述水翼的转动角度，实现对舱体离水面的高度、前进方向、转弯半径的控制。 2.如权利要求1所述的水翼式水上救援设备，其特征在于，所述水翼结构设置在舱体的下底面，所述水翼结构包括与舱体下底面连接的垂直连接杆，所述垂直连接杆中部还水平设置有所述推进器，所述垂直连接杆的下端还水平设置有水平连接杆，所述水平连接杆的前端设置有控制水翼角度的舵机机构，所述舵机机构的左右两侧分别连接水翼，所述水平连接杆的后端左右两侧设置有尾翼。 3.如权利要求2所述的水上救援设备，其特征在于，所述舵机机构包括两个舵机，所述水翼通过转动轴与舵机连接，所述舵机可带动所述水翼绕所述转动轴转动，所述两个舵机可以分别调整左右水翼的转动角度。 4.如权利要求3所述的水上救援设备，其特征在于，所述舵机具有外壳，外壳内部包括转动轴、主动齿轮，连接轴的一端连接主动齿轮，所述连接轴的另一端连接水翼，从而实现所述舵机通过主动齿轮和连接轴驱动水翼转动。 5.如权利要求3所述的水上救援设备，其特征在于，所述舵机机构还包括水翼角度检测单元，所述水翼角度检测单元用于分别检测左右水翼的转动角度。 6.如权利要求1所述的水上救援设备，其特征在于，所述水上救援设备的舱体脱离水面，水翼位于水面以下，舱体的后部安装有距离检测单元，所述距离检测单元用于检测舱体与水面的距离。 7.如权利要求6所述的水上救援设备，其特征在于，所述距离检测单元包括刚性连接杆，所述刚性连接杆可以绕着与舱体的连接点、在垂直线与刚性连接杆所在的垂直平面内转动，所述连接点设置有角度传感器，所述角度传感器用于测量所述刚性连接杆绕着与舱体连接点转动的角度，所述刚性连接杆的末端设置有浮球，所述浮球可浮在水面，随着舱体与水面高度H的不同，刚性连接杆会因为浮球的浮力而绕连接点转动而自然呈不同的角度θ，此角度θ为垂直线与刚性连接杆的夹角，角度传感器测得该角度值θ并发送给控制单元。 8.如权利要求7所述的水上救援设备，其特征在于，控制单元得到角度θ后可以根据以下公式得出水上救援设备的舱体距离水面的高度H： H＝L*cosθ (1)；其中，L为刚性连接杆的长度。 9.如权利要求8所述的水上救援设备，其特征在于，所述刚性连接杆的长度大于目标高度值h，同时满足：当刚性连接杆垂直时，所述浮球的最低端高于水平连接杆的上表面。 10.如权利要求9所述的水上救援设备，其特征在于，所述控制单元采用PID调节来调控舱体与水面之间的高度H，如下公式(2)，获取当前高度值H后可以与设定的目标高度h作差值，进而得到Δh作为PID调节的反馈量： e(t)＝Δh＝h-H (2)：在上述公式(2)中，e(t)为每次测量的误差值，t为离散变量中的每次采集数据的单位时间间隔，上述公式(2)可代入下面的PID调节公式(3)中，得出的高度值H的调节值u(t)；下面的公式(3)中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数；得到所需要调整的高度值u(t)后，将高度值转换为通过水翼角度调整结构来调整水翼在水中的角度值，从而改变升力，使舱体达到目标的高度值h。
所属类别：	发明专利