本發(fā)明涉及無人航行，特別涉及一種萬向行駛的水上無人航行器。

背景技術：

1、近年來，隨著人們物質生活的富足，精神生活需求也在不斷地提高，傳統(tǒng)的燈光表演僅局限在陸地上，場景單一，表現(xiàn)力不足，因此燈光表演也不斷地發(fā)展到空中以及水上，而在水上進行燈光表演時，需要使用到水上無人航行器，水上無人航行器可以搭載表演用的燈具，在水上隨意移動以擺成不同的造型，燈光的絢麗加上水面的倒影為觀眾帶來了獨特的視覺體驗，而目前的水上無人航行器多采用傳統(tǒng)的推進方式，缺乏萬向行駛的能力，在復雜的表演場景中，難以快速、靈活地調(diào)整位置和方向，限制了表演的創(chuàng)意和效果，更為關鍵的是，航行器底部的推進器通常沒有備用方案，一旦推進器在表演過程中出現(xiàn)故障，如電機損壞、螺旋槳斷裂等，航行器將無法正常行駛，可能導致表演中斷，嚴重影響表演的順利進行，而且，由于缺乏備用推進器，航行器底部的多個推進器的使用狀態(tài)不一致，單個推進器過度使用損耗較大時，整個航行器都需要停止進行維修維護，無法保證所有推進器的使用狀態(tài)一致以便于同時進行維修維護。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出一種萬向行駛的水上無人航行器，提供冗余推進器以進行備份使用，同時可以調(diào)度水下推進器的使用，使得使用狀態(tài)保持一致，從而可以統(tǒng)一進行維修維護。

2、本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種萬向行駛的水上無人航行器，包括船體、傳感器組、無線傳輸器、主控單元、水下推進器、第一電動推桿、雙向推進器以及冗余備份機構，所述傳感器組、無線傳輸器以及主控單元設置在船體上表面，所述水下推進器呈中心對稱設置在船體下表面，所述第一電動推桿設置在船體側壁，其輸出軸與雙向推進器頂端連接；所述冗余備份機構包括電動轉臺、第二電動推桿、升降板、第三電動推桿、電磁座、冗余推進器、金屬板以及快拆裝機構，所述船體底面中部設置有容納槽，所述容納槽外圍設置有環(huán)形軌道，所述船體底面還設置有條形軌道，所述條形軌道一端與環(huán)形軌道連接，另一端延伸到容納槽，所述水下推進器通過快拆裝機構設置在環(huán)形軌道上，所述電動轉臺設置在容納槽頂面，所述第二電動推桿設置在電動轉臺的旋轉面上，其輸出軸與升降板頂面連接，所述第三電動推桿設置在升降板頂面，其桿輸出軸與電磁座側壁連接，所述金屬板設置在水下推進器底面以及冗余推進器底面，所述冗余推進器底面的金屬板置于其中一個電磁座上方，所述主控單元分別與傳感器組、無線傳輸器、水下推進器、第一電動推桿、雙向推進器、電動轉臺、第二電動推桿、第三電動推桿、電磁座、冗余推進器以及快拆裝機構電連接。

4、優(yōu)選的，所述傳感器組包括方向傳感器、加速度傳感器以及角速度傳感器，所述主控單元分別與方向傳感器、加速度傳感器以及角速度傳感器電連接。

5、優(yōu)選的，所述快拆裝機構包括安裝板、第四電動推桿、橫桿、電機以及倒t型桿，所述安裝板設置在水下推進器頂面以及冗余推進器頂面，其上設置有第一穿行槽，所述船體底面設置有空腔，所述空腔底面設置有第二穿行槽，所述第四電動推桿設置在空腔內(nèi)頂面，其輸出軸與橫桿頂面中部連接，所述電機設置在橫桿頂面，其輸出軸穿過橫桿與倒t型桿頂端連接，所述倒t型桿位于第二穿行槽上方，所述主控單元分別與第四電動推桿以及電機電連接。

6、優(yōu)選的，所述快拆裝機構還包括插頭，所述水下推進器頂面以及冗余推進器頂面設置有插口，所述空腔底面設置有通孔，所述插頭設置在橫桿底面，并位于通孔上方，所述插頭與船體上的電源電連接。

7、優(yōu)選的，所述冗余備份機構還包括限位滑塊，所述限位滑塊設置在水下推進器頂面以及冗余推進器頂面，所述水下推進器頂面的限位滑塊位于環(huán)形軌道中。

8、優(yōu)選的，還包括rtk定位儀，所述rtk定位儀設置在船體上表面，所述主控單元與rtk定位儀電連接。

9、優(yōu)選的，所述冗余備份機構還包括流速傳感器，所述流速傳感器設置在升降板底面，所述主控單元與流速傳感器電連接。

10、優(yōu)選的，還包括承載板以及連桿，所述承載板設置在船體側壁，所述第一電動推桿設置在承載板上，其輸出軸穿過承載板與連桿頂端連接，所述雙向推進器設置在連桿底端。

11、優(yōu)選的，還包括清理機構，所述清理機構包括觸發(fā)桿、常開按鈕、電池組、水泵、抽水管、噴頭以及輸水管，所述觸發(fā)桿設置在連桿側壁，所述常開按鈕設置在船體側壁，并位于觸發(fā)桿的移動路徑上，所述電池組以及水泵設置在船體上表面，所述水泵通過常開按鈕與電池組電連接，所述抽水管頂端與水泵連接，其底端穿到船體下方，所述噴頭設置在船體側壁，并朝向雙向推進器，所述輸水管連接水泵與噴頭。

12、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、本發(fā)明的一種萬向行駛的水上無人航行器，在船體的底部中心對稱設置了4個水下推進器，同時在船體的一側設置了雙向推進器，通過雙向推進器可以調(diào)整船體的方向，而后通過至多兩個水下推進器穩(wěn)定船體的前進方向，實現(xiàn)萬向行駛，以便于帶動燈具在水上移動以營造不同的燈光效果，除此以外，在船體的底部還設置了冗余推進器，通過第二電動推桿可以帶動升降板下降，而后第三電動推桿可以通過電磁座帶動冗余推進器向外移動，將冗余推進器與其中一個故障或者使用狀態(tài)較差的水下推進器進行替換，從而可以保證船體的正常行駛，同時可以將水下推進器和冗余推進器的使用狀態(tài)保持基本一致，以便于統(tǒng)一進行維護維修，降低維修成本。

技術特征：

1.一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，包括船體、傳感器組、無線傳輸器、主控單元、水下推進器、第一電動推桿、雙向推進器以及冗余備份機構，所述傳感器組、無線傳輸器以及主控單元設置在船體上表面，所述水下推進器呈中心對稱設置在船體下表面，所述第一電動推桿設置在船體側壁，其輸出軸與雙向推進器頂端連接；所述冗余備份機構包括電動轉臺、第二電動推桿、升降板、第三電動推桿、電磁座、冗余推進器、金屬板以及快拆裝機構，所述船體底面中部設置有容納槽，所述容納槽外圍設置有環(huán)形軌道，所述船體底面還設置有條形軌道，所述條形軌道一端與環(huán)形軌道連接，另一端延伸到容納槽，所述水下推進器通過快拆裝機構設置在環(huán)形軌道上，所述電動轉臺設置在容納槽頂面，所述第二電動推桿設置在電動轉臺的旋轉面上，其輸出軸與升降板頂面連接，所述第三電動推桿設置在升降板頂面，其桿輸出軸與電磁座側壁連接，所述金屬板設置在水下推進器底面以及冗余推進器底面，所述冗余推進器底面的金屬板置于其中一個電磁座上方，所述主控單元分別與傳感器組、無線傳輸器、水下推進器、第一電動推桿、雙向推進器、電動轉臺、第二電動推桿、第三電動推桿、電磁座、冗余推進器以及快拆裝機構電連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，所述傳感器組包括方向傳感器、加速度傳感器以及角速度傳感器，所述主控單元分別與方向傳感器、加速度傳感器以及角速度傳感器電連接。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，所述快拆裝機構包括安裝板、第四電動推桿、橫桿、電機以及倒t型桿，所述安裝板設置在水下推進器頂面以及冗余推進器頂面，其上設置有第一穿行槽，所述船體底面設置有空腔，所述空腔底面設置有第二穿行槽，所述第四電動推桿設置在空腔內(nèi)頂面，其輸出軸與橫桿頂面中部連接，所述電機設置在橫桿頂面，其輸出軸穿過橫桿與倒t型桿頂端連接，所述倒t型桿位于第二穿行槽上方，所述主控單元分別與第四電動推桿以及電機電連接。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，所述快拆裝機構還包括插頭，所述水下推進器頂面以及冗余推進器頂面設置有插口，所述空腔底面設置有通孔，所述插頭設置在橫桿底面，并位于通孔上方，所述插頭與船體上的電源電連接。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，所述冗余備份機構還包括限位滑塊，所述限位滑塊設置在水下推進器頂面以及冗余推進器頂面，所述水下推進器頂面的限位滑塊位于環(huán)形軌道中。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，還包括rtk定位儀，所述rtk定位儀設置在船體上表面，所述主控單元與rtk定位儀電連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，所述冗余備份機構還包括流速傳感器，所述流速傳感器設置在升降板底面，所述主控單元與流速傳感器電連接。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，還包括承載板以及連桿，所述承載板設置在船體側壁，所述第一電動推桿設置在承載板上，其輸出軸穿過承載板與連桿頂端連接，所述雙向推進器設置在連桿底端。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種萬向行駛的水上無人航行器，其特征在于，還包括清理機構，所述清理機構包括觸發(fā)桿、常開按鈕、電池組、水泵、抽水管、噴頭以及輸水管，所述觸發(fā)桿設置在連桿側壁，所述常開按鈕設置在船體側壁，并位于觸發(fā)桿的移動路徑上，所述電池組以及水泵設置在船體上表面，所述水泵通過常開按鈕與電池組電連接，所述抽水管頂端與水泵連接，其底端穿到船體下方，所述噴頭設置在船體側壁，并朝向雙向推進器，所述輸水管連接水泵與噴頭。

技術總結
本發(fā)明提供一種萬向行駛的水上無人航行器，包括船體、傳感器組、無線傳輸器、主控單元、水下推進器、第一電動推桿、雙向推進器以及冗余備份機構，冗余備份機構包括電動轉臺、第二電動推桿、升降板、第三電動推桿、電磁座、冗余推進器、金屬板以及快拆裝機構，雙向推進器和中心對稱的4個水下推進器中可以實現(xiàn)船體的萬向行駛，以便于變換燈光表演圖案，而在船體底部的容納槽中存儲有冗余推進器，升降板下降后，通過第三電動推桿可以分別將冗余推進器推出，并將故障或需要更換的水下推進器回收，使冗余推進器替代水下推進器使用，保證船體可以正常航行，同時通過調(diào)度使用可以保持水下推進器使用狀態(tài)的一致，以便于同時維修維護，降低維修成本。

技術研發(fā)人員：劉志玭,潘豪杰,羅俊超
受保護的技術使用者：廣州問果智能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15