為克服傳統的兩棲車在水下無法與基站及時通訊的弊端,本發明公開的一種能夠實時通信的水陸兩棲無人巡邏車,采用配有通信模塊和導航定位模塊的浮標,通過防水電纜連接水陸兩棲無人巡邏車,使浮標—兩棲車系統與基站之間實現實時通訊,便于根據工作環境靈活下達指令,對無人兩棲巡邏車進行實時控制。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、技術分析
浙江大學聚焦超潔凈流控系統基礎研究、技術攻關和產品研發,攻克了影響光刻分辨率、良品率與產率的1mk級溫度測控、5ppt級金屬離子測控、20μm級氣泡測控、50nm級殘留液膜測控等關鍵核心技術
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、技術分析
為克服傳統的兩棲車在水下無法與基站及時通訊的弊端,本發明公開的一種能夠實時通信的水陸兩棲無人巡邏車,采用配有通信模塊和導航定位模塊的浮標,通過防水電纜連接水陸兩棲無人巡邏車,使浮標—兩棲車系統與基站之間實現實時通訊,便于根據工作環境靈活下達指令,對無人兩棲巡邏車進行實時控制。本發明公開的一種能夠實時通信的水陸兩棲無人巡邏車,采用防水電纜,通過自動收放線裝置使其始終處于張緊狀態,保證兩棲車與浮標的同步運動,便于實時定位兩棲車位置,并能夠避免因纜線松垮而與障礙物纏繞打結導致影響兩棲車工作。本發明公開的一種能夠實時通信的水陸兩棲無人巡邏車,浮標內部空間根據相關零部件功能、體積大小及相互之間的工作關系分層布設,能夠在保證工作可靠性的基礎上進一步實現緊湊布局。本發明能夠應用于水陸兩棲車輛技術領域,拓寬水陸兩棲無人巡邏車的應用場景。
能夠實時通信的水陸兩棲無人巡邏車由于其高機動、適用性好的特點,應用領域也在持續增加。目前,能夠實時通信的水陸兩棲無人巡邏車主要應用于軍事領域和民用領域兩個方面。
在軍事領域中,可用于偵察打擊一體、近海水下反潛、近海排水雷地雷、彈藥醫療補給、水下目標跟蹤等方面。有關科研機構已注意到軍事領域對于水陸無人兩棲日益增長的需求,開始注重軍事領域型號的產品開發,配備不同的部件來完成相應的功能。
在民用領域中,可用于近海風電維修、野外影視拍攝、復雜地形勘探、新型兩棲玩具、水下測繪等方面。珠海云洲智能科技股份有限公司,是中國第一家專注于無人船艇研發、生產、銷售與提供行業解決方案為一體的高科技企業,歷經11年創新發展,業務涉及智慧城市、海洋工程、科技文旅與智能航運等多個領域。他們主要應用于海洋調查、安放救援、環境保護方向。
(1)整體規模不斷擴大
隨著以“人工智能”、“5G”、“量子通信”、“物聯網”等為典型代表的第四次工業革命的到來,世界各軍事科技強國勢必加快創新步伐,未來兩棲作戰的形式也將發生巨大而深刻的變革。未來兩棲作戰功用將由“大規模登陸”向“小規模特戰”轉變;作戰要求由“搶灘建場”向“打點控場”轉變;作戰空間由“陸海空”三維向“陸海空天電心網”全維轉變;作戰重心由“陸上作戰”向“海空優勢”轉變;作戰指揮由“計劃概略指揮”向“動態精準指揮”轉變;作戰編組由“數量規模型”向“精干多能型”轉變;作戰行動由“點線面”線式推進向全縱深“遍地開花”轉變;作戰方式由“有人化、信息化”向“無人化、智能化”轉變;裝備體系由“突破岸灘防御”到“保障艦到目標機動”轉變;部署模式由“臨時應急部署”到“前沿常態部署”轉變;作戰支援保障由建立陸上“灘頭堡”向建立海上“浮動基地”轉變。在軍用市場上,無人兩棲平臺可以完成查打一體,水下反潛、近海排雷和目標跟蹤等任務;在民用市場上,無人兩棲平臺可以協助完成近海風電的裝機與維修;野外復雜地形勘探與無人攝影;也可入駐玩具市場,開發新型高科技玩具。市場規模正在不斷擴大。
根據國內商業機構調研結果可以看出,市場對水下機器人的規模在不斷增加,總體規模持續擴大。根據2017-2019年中國水下機器人進口量顯示,我國對于水下機器人的需求在不斷增加。我國今年不斷增加水下機器人的研發投入,尤其是對水陸兩棲機器人的投入。
圖14-1 2017-2021年中國水下機器人進口量
在發展智慧海洋的戰略助推下,我國水下機器人的需求仍將擴大,預計至2025年還有2-3倍的增長空間,若拓展水陸兩棲無人平臺市場,需求量還會更多!
圖14-2 2022-2025年中國水下機器人進出口預測
(2)國內外產業發展概況
國外比國內充分認識兩棲車輛的地位和作用更早,國外在二戰期間就開始發展兩棲車輛,在解決兩棲車水上機動能力較低的弱點后,國外兩棲輪式車輛軍事應用上大幅增加,為無人兩棲車輛的發展積累了豐富的經驗;其次,收放車輪、噴水推進、流線型地盤等關鍵技術制約著無人兩棲車的發展和應用,而目前我國尚未完全掌握這些關鍵技術;無人兩棲車對材料和動力上也有著極高的要求,我國在這方面雖然發展很快,但相對國外還有一些差距;在無人控制方面我國也與國外存在差距,國外發達國家基于其政策推動具有很深的技術積淀,但中國借助科技興國等政策,仍有追趕機會。
目前,我國已有的部分技術已具備了先進水平,其中動力弱、控制難、適用差的問題有了相應的解決。多家公司已經實現了一定程度的產業化,部分公司已經歷經多年創新發展,業務涉及智慧城市、海洋工程、科技文旅與智能航運等多個領域,產品已遠銷全球40多個國家和地區。在2010年后,該行業開始進入發展期,并且行業TOP10大都位于沿海城市。水陸兩棲無人平臺具有很廣的發展前景,但目前還處于研發階段,需要資金支持。我國近年不斷加大水下機器人研發投入,已成為全球水下機器人產量最多的國家;銷量也位列前茅,占據全球25%以上市場份額。下圖為2020年中國水下機器人細分市場,可以看出,未來應用前景廣闊,水陸兩棲無人市場的需求量將進一步增加。
圖14-3 2021年中國水下機器人細分市場
(3)長期市場前景展望
水陸無人兩棲技術目前還在研發階段,技術壁壘尚未完全形成,技術擴展還有很大空間,主流產品主要應用于民事領域,且尚未形成絕對品牌效應。在發展智慧海洋的戰略助推下,我國對水下機器人的需求仍不斷擴大,預計到2025年還有2-3倍的增長空間。國內幾家代表性公司也陸續完成多輪融資,發展勢頭十分迅猛。根據市場調研數據來看,水下機器人或水陸兩棲無人平臺的需求量在逐年上升,軍用市場的需求十分迫切。根據我國國防裝備的發展需求,2030年前,相關軍用市場可達百億級。同時,市場還未形成產業化的競爭對手,發展前景十分廣闊。
從中長期看來水陸兩棲無人平臺產業具有非常廣闊的發展前景,遠景預測更為理想。在目前中短期的發展階段,團隊將加大技術的創新研發,重視自主知識產權的建設和維護,爭取在未來市場占據“獨角獸”的地位。利用多種營銷手段擴大影響力,積累潛在的客戶群體。
(4)水陸兩棲無人技術未來發展的主要趨勢
目前水陸兩棲無人技術之所以還尚未成熟,正是因為水陸交界處的作業環境十分復雜。這里礁石密布、海浪翻涌、暗藏地雷。無人平臺面臨著動力弱、控制難和適用差這三大難題。因為“高適應、高機動、高效率”性能,將在未來全天候、全地域的軍事使命任務中發揮重要作用。為了適應新時期的軍事發展需要,緊密圍繞高速兩棲無人平臺,應著力解決無人平臺的模塊化設計、平臺水動力機理研究、平臺先進控制策略研究、平臺試驗研究、平臺增速減阻優化設計、匹配高功率推進裝置設計等主要問題,最終實現高速兩棲無人平臺在高航速、大作戰半徑和隱蔽性等方面的性能顯著提升。
解決水陸兩棲平臺動力弱的問題,提高矢量噴水推進器性能,發展高功率密度噴水推進理論與高校矢量控制技術;
解決水陸兩棲平臺控制難的問題,實現多源目標探測、識別與跟蹤,多傳感器感知、融合與自主決策,突破適用水陸環境的特種作業控制技術;
解決水陸兩棲平臺實用性差的問題,形成通用化設計與集成基礎,通用的算法、地盤、推進器可拓展多型兩棲平臺。
團隊將立足自身知識產權核心,借助用戶的深度交互和溝通,提高產品精度、降低產品成本,實現自身產品不斷的更新迭代。
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