水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103612716 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103612716 A (21)申请号 201310657316.3 (22)申请日 2013.12.09 B63B 15/00(2006.01) (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市梦溪路 2 号 (72)发明人 杨松林 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 楼高潮 (54) 发明名称 水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑 (57) 摘要 本发明公开一种水面无人艇的横向双柱支撑 式上层建筑， 两个全封闭的支柱在左右宽度方向 上对称地布置。

2、在主艇体的甲板上， 两个支柱中心 位于船舯部或在船舯偏前 （1/8-1/6） L 位置处， L 是主艇体的设计水线长， 两个支柱的前后最边缘 由下至上的轮廓线为二次抛物线， 且两个支柱的 水平横截面的面积由下至上逐渐减小 ； 每个支柱 的顶部均布置第一层感知平台和位于第一层感知 平台正上方的第二层感知平台， 第一层感知平台 和第二层感知平台之间以连接柱连接， 形成感知 平台的复合框架 ； 可以更好地布置感知设备， 提 高艇体航行的纵向稳定性， 提高水面无人艇在波 浪航行中的航行性能和自扶正性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家。

3、知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103612716 A CN 103612716 A 1/1 页 2 1. 一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑， 包括支柱和感知平台， 其特征是 ： 两 个全封闭的支柱 （2） 在左右宽度方向上对称地布置在主艇体的甲板上， 两个支柱 （2） 中心 位于船舯部或在船舯偏前 （1/8-1/6） L 位置处， L 是主艇体的设计水线长， 两个支柱 （2） 的 前后最边缘由下至上的轮廓线为二次抛物线， 并且两个支柱 （2） 的水平横截面的面积由下 至上逐渐减小 ； 每个支柱 （2） 的顶部均布置第一层。

4、感知平台 （3） 和位于第一层感知平台 （3） 上方的第二层感知平台 （4） ， 第一层感知平台 （3） 和第二层感知平台 （4） 之间以连接柱 （5） 连接， 形成感知平台的复合框架。 2. 根据权利要求 2 所述一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑， 其特征是 ： 每个 支柱 （2） 的高度等于设计水线长 L 的 2/3 11/7, 每个支柱 （2） 的下部长度等于设计水线 长 L 的 1/6 3/5, 两个支柱 （2） 形心之间的距离是设计水线宽 B 的 2/3 3/4。 3. 根据权利要求 2 所述一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑， 其特征是 ： 每 个支柱 （2） 的水平剖面。

5、为左右对称翼型， 对称翼型的左右宽度和前后长度之比为 1/12 1/10。 4. 根据权利要求 2 所述一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑， 其特征是 ： 第一、 第二层感知平台 （3、 4） 的纵截面均是左右对称的等腰梯形。 5. 根据权利要求 2 所述一种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑， 其特征是 ： 两个 支柱 （2） 为垂直布置和倾斜布置， 倾斜布置时的两个支柱 （2） 彼此向对方倾斜或整体向前 倾斜， 倾斜角度 为 10 30。 权 利 要 求 书 CN 103612716 A 2 1/3 页 3 水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑 技术领域 0001 本发明涉及一种水面无人。

6、艇， 用于水面和水下动态监测、 水面巡逻和各种作业， 具 体是这种水面无人艇的横向双柱支撑式上层建筑结构。 背景技术 0002 无人艇的艇型采用单体船型的较多， 由于其排水量及尺度都小， 对于外部的风、 浪 和流等环境特别敏感， 高速航行时难以维持良好的运动稳定性， 特别是摇荡运动性、 动稳性 和抗倾覆性， 航行经济性较差， 在高海况条件下能正常工作的概率较低。此类艇型结构， 特 别是上层建筑结构没有科学兼顾动稳性、 抗倾覆性、 感知设备的感知效率和其他性能等要 求， 只是在需要的时候， 搭建一个简单的上层建筑， 该简单搭建的上层建筑结构不封闭， 一 般只有一层感知平台， 既无法保护好感知设备。

7、， 还使得稳定性变差， 从而使船舶的整体航行 性能降低。 发明内容 0003 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足， 提供一种水面无人艇的横向双柱 支撑式上层建筑， 既能保护好感知设备， 水面感知效果好， 又能提高水面无人艇的稳定性， 具备横向自浮正性能。 0004 本发明通过以下技术方案予以实现 ： 本发明包括支柱和感知平台， 两个全封闭的 支柱在左右宽度方向上对称地布置在主艇体的甲板上， 两个支柱中心位于船舯部或在船舯 偏前 （1/8-1/6） L 位置处， L 是主艇体的设计水线长， 两个支柱的前后最边缘由下至上的轮 廓线为二次抛物线， 且两个支柱的水平横截面的面积由下至上逐渐减小 ；。

8、 每个支柱的顶部 均布置第一层感知平台和位于第一层感知平台正上方的第二层感知平台， 第一层感知平台 和第二层感知平台之间以连接柱连接， 形成感知平台的复合框架。 0005 每个支柱 2 的高度等于设计水线长 L 的 2/3 11/7, 每个支柱的下部长度等于设 计水线长 L 的 1/6 3/5, 两个支柱形心之间的距离是设计水线宽 B 的 2/3 3/4。 0006 本发明具有如下优点 ： 1、 本发明中的全封闭支柱结构有利于提高无人艇的抗倾覆能力和不沉性， 有利于提高 艇体航行的纵向稳定性， 提高水面无人艇在波浪航行中的航行性能、 自扶正性以及设备的 完整性， 根据艇的吨位大小合理设计支柱的。

9、高度， 对于保证艇的感知系统的工作效率非常 有利。 0007 2、 本发明可以更好地布置感知设备， 提高了水面无人艇的功能， 感知平台的复合 框架式及支柱的内部剩余空间全部填充轻质材料， 使得艇具有了优异的抗沉性。 附图说明 0008 图 1 是本发明安装在主艇体的甲板上的主视图 ； 图 2 是图 1 的俯视图 ； 说 明 书 CN 103612716 A 3 2/3 页 4 图 3 是图 1 的右视图， 两个支柱为内倾式 ； 图 4 是图 1 中的 A-A 剖面放大图 ； 图 5 是图 1 中的 B-B 剖面放大图 ； 图 6 是图 1 中的两个支柱为前倾布置图 ； 图中 ： 1主艇体， 2。

10、支柱， 3第一层感知平台， 4第二层感知平台， 5连接柱 ； 11甲板。 具体实施方式 0009 参见图 1、 2、 3 所示， 水面无人艇包括主艇体 1， 主艇体 1 的设计水线长为 L， 设计水 线宽为 B。 0010 在主艇体 1 的甲板 11 上有两个全封闭的支柱 2， 采用玻璃钢等复合轻质材料或铝 合金等材料制成， 在其内部剩余空间全部填充轻质材料。两个支柱 2 竖直布置在甲板 11 的 上面， 相对于主艇体 1， 两个支柱 2 在左右宽度方向上对称， 其中心位于主艇体 1 船舯部或 者在船舯偏前 （1/8-1/6） L 位置处， 两个支柱 2 的底部和舷侧与甲板 11 都平滑无缝相。

11、连， 连接时要避免连接部的应力集中。两个支柱 2 的前后最边缘由下至上的轮廓线为二次抛物 线， 并且两个支柱 2 的水平横截面的面积由下至上逐渐减小， 使支柱 2 重心偏低， 对有利于 稳性。 0011 每个支柱 2 的高度 h 等于设计水线长 L 的 2/3 11/7, 对于重心偏高或视距要求 高的艇， 高度h取上限值， 对于重心偏低或视距要求一般的艇， 高度h取下限值。 每个支柱2 的下部长度 L2 等于设计水线长 L 的 1/6 3/5, 对于重心偏高的艇， 长度 L2 取上限值， 对 于重心偏低的艇， 长度 L2 取下限值。两个支柱 2 形心之间的左右横向距离 L1 是设计水线 宽 B。

12、 的 2/3 3/4。 0012 在每个支柱 2 的顶部均布置第一层感知平台 3 和第二层感知平台 4， 第二层感知 平台 4 位于第一层感知平台 3 正上方， 第二层感知平台 4 用于布置各类天线， 第一层感知平 台 3 用于布置感知设备以及感知系统。在第一层感知平台 3 和第二层感知平台 4 之间以连 接柱 5 连接， 形成感知平台的复合框架式， 内部剩余空间全部填充轻质材料， 与全封闭的支 柱 2 一起最终形成一个完全封闭的整体。 0013 如图 4， 每个支柱 2 的水平剖面为左右对称翼型， 有利于减小阻力， 其中水平剖面 的左右宽度 a 和前后长度 b 的比值为 1/12 1/10。。

13、 0014 如图 5， 第一层感知平台 3 和第二层感知平台 4 的纵截面均是左右对称的等腰梯 形。 0015 两个支柱 2 在布置时， 采用垂直布置和倾斜布置。如图 1 所示是两个支柱 2 垂直 于甲板 11， 如图 3 所示， 两个支柱 2 内倾式， 彼此向对方倾斜， 倾斜角度 为 10 30， 如图 6 所示是两个支柱 2 整体向前倾斜， 倾斜角度为 10 30。考虑到船艇随着航速的 提高从排水航行状态过渡到半滑行或滑行状态， 船艇的抬艏角度逐渐加大， 为了保证感知 平台的有效视角， 对于处于排水航行状态或重心居中或偏前的无人艇， 采用两个支柱 2 居 中并垂直于水线面的布置形式 ； 对。

14、于处于排水航行状态或重心偏后的无人艇， 采用两个支 柱 2 居中或偏前并垂直于水线面的布置形式 ； 对于处于半滑行航行状态或重心居中或偏前 的无人艇， 采用两个支柱 2 居中并较小角度前倾布置形式 ； 对于处于半滑行航行状态或重 说 明 书 CN 103612716 A 4 3/3 页 5 心偏后的无人艇， 采用两个支柱 2 居中并中等角度前倾布置形式 ； 对于处于滑行航行状态 的无人艇， 采用两个支柱 2 居中并较大角度前倾式布置形式。 说 明 书 CN 103612716 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103612716 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103612716 A 7 3/3 页 8 图 6 说 明 书 附 图 CN 103612716 A 8 。