三体式海洋牧场无人作业水面载具

　　这款三体构型的水面无人载具，最初的设计切入点是近岸海洋牧场的常态化运维需求，区别于常规单体无人艇，两侧的片体设计从根源上降低了横摇幅度，在近岸浪高0.8米的海况下依然能保持甲板设备的稳定运行，不会因为船体过度颠簸导致搭载的水质传感器、投喂装置出现数据漂移或者结构卡滞。主船体中部预留的封闭舱室，最初规划是放置控制主板、动力电池组以及通信模块，舱盖做了内嵌式的止口设计，配合密封胶条可以实现IP67级的防水能力，哪怕短时浪涌打上甲板，也不会出现舱内进水短路的问题。两侧片体和主船体之间的连接臂，建模时特意做了流线型的导角处理，一方面是降低航行时的兴波阻力，另一方面也避免海水中的缠绕物比如养殖缆绳、漂浮海藻挂在连接结构上，增加航行负载。

　　主船体前部的驾驶舱造型并非装饰性设计，透明舱盖对应的内部空间可以根据作业需求更换载荷，比如需要目视巡检时可以加装高清云台相机，需要进行水质采样时可以更换为采水器的升降机构，舱体的倾斜角度经过反复调整，既可以减少正面迎风阻力，也能避免阳光直射导致舱内温度快速升高，影响电子元器件的工作稳定性。从安装边界来看，主船体的最大宽度控制在1.8米以内，长度为3.2米，吃水深度0.35米，这个尺寸刚好可以适配多数近岸养殖区的狭窄水道，不会因为船体过宽刮到养殖网箱的框架，同时也能通过普通的小型拖车进行公路转运，不需要额外办理超宽运输的手续。尾部的两个片体末端预留了推进器的安装位，支持搭载外挂式电动推进器或者喷水推进单元，

　　安装孔位做了标准化的法兰接口，后期维护更换推进部件时不需要重新对船体结构进行打孔修改，减少了改装的工作量。甲板表面的几个方形预留区域，是专门为挂载不同作业模块设计的安装基准面，每个基准面下方都预设了走线槽和固定螺纹孔，不管是加装自动投喂设备、水质监测吊舱还是小型的水下机器人收放机构，都可以直接通过螺栓固定，不需要在甲板上额外焊接或者打孔破坏船体的防腐层。设计过程中特意将整船的重心控制在主船体中前部，配合两侧片体的浮力储备，即使单侧挂载重量达到20公斤，船体的横倾角也不会超过5度，完全满足单侧搭载采样设备时的稳性要求。船体的外壳曲面建模时，所有的折角处都做了圆弧过渡，没有尖锐的凸起结构，一方面是减少航行时的水流冲击噪音，

　　避免惊扰养殖区的鱼群，另一方面也防止作业人员在岸边停靠维护时被尖锐结构划伤。片体的底部做了轻微的V型斜面，在近岸浅水区航行时可以有效减少浅水效应带来的阻力激增，同时也能在不小心触碰到水下暗礁或者养殖桩的时候，通过斜面滑开，避免船体直接卡滞或者外壳破损。整船的结构设计没有采用复杂的曲面拼接，多数外板都是可展开的规则曲面，后期如果需要进行实体制造，不管是采用玻璃钢手糊工艺还是铝合金焊接工艺，都能降低加工难度，减少模具的制作成本。连接臂和主船体、片体的连接位置，建模时特意做了加厚的加强筋结构，因为这个位置是航行时受波浪冲击力最大的区域，加强筋的走向顺着水流的方向布置，既提升了结构强度，也不会额外增加太多的航行阻力。舱室内部的电池安装位预留了绑带固定点和散热间隙，保证动力电池在大电流放电时的热量可以及时散出，同时也避免航行颠簸导致电池移位碰撞舱壁。通信天线的安装位设置在主船体后部的最高处，避开了前部舱盖的信号遮挡区域，保证远程控制时的信号传输稳定，不会因为船体结构遮挡导致通信中断。