1.一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，包括：上艇体(1)、对称地设置在上艇体(1)前后的前后浮体(2)和左右的左右浮体(3)，所述前后浮体(2)和左右浮体(3)通过波浪能发电系统(4)与上艇体(1)连接成一体；所述上艇体(1)后部装有两套对称分布的吊舱推进系统(5)，甲板(6)上方设有上层建筑(7)，上层建筑(7)上设有多块太阳能板(8)，太阳能板(8)通过控制器(12)与蓄电池(13)相连接，上层建筑(7)后方及船舱内部设有环境感知装置(9)和自主或半自主航行系统(10)；

其中，所述波浪能发电系统(4)包括多组垂荡发电装置(41)、纵荡发电装置(42)和摆动发电装置(43)，所述前后浮体(2)和左右浮体(3)在波浪的带动下产生上下振荡运动，使得所述垂荡发电装置(41)发电产生电能；所述前后浮体(2)和左右浮体(3)在波浪的带动下产生前后振荡运动，使得所述纵荡发电装置(42)发电产生电能；所述前后浮体(2)和左右浮体(3)在波浪的带动下产生摆动运动，使得所述摆动发电装置(43)发电产生电能；

所述垂荡发电装置(41)、纵荡发电装置(42)和摆动发电装置(43)同时工作产生电能，且产生的电能经过整流桥(44)储存连接至所述蓄电池(13)中。

2.根据权利要求1所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，每组所述垂荡发电装置(41)均成对的相对对称布置，所述垂荡发电装置(41)包括设置在甲板(6)上的齿条定位装置(411)、齿条(412)，第一从动齿轮(413)和第二从动齿轮(414)，穿过前后浮体(2)或左右浮体(3)上部的光轴(415)和制动装置(416)，其中，所述齿条(412)的下端穿过光轴(415)并通过螺母(417)固定连接在光轴(415)上，所述齿条(412)的上端穿过齿条定位装置(411)上的定位槽，并与安装在所述齿条定位装置(411)上的第一从动齿轮(413)相啮合，所述齿条定位装置(411)固定于甲板(6417)上，第二从动齿轮(414)与所述第一从动齿轮(413)啮合传动，第二从动齿轮(414)连接至垂荡发电机(418)，所述齿条(412)的顶部设置有制动装置(416)，工作状态下，前后浮体(2)和左右浮体(3)在波浪的带动下产生上下振荡运动，带动齿条(412)上下运动，与齿条(412)啮合的第一从动齿轮(413)随之产生绕轴的旋转运动，第一从动齿轮(413)带动第二从动齿轮(414)转动从而带动垂荡发电机(418)发电。

3.根据权利要求1所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，每组所述纵荡发电装置(42)均成对的相对对称布置，所述的纵荡发电装置(42)包括液压装置(421)、液压马达(422)、刚性联轴器(423)和纵荡发电机(424)，所述液压装置(421)的活塞连杆(4211)与前后浮体(2)或左右浮体(3)上部的光轴(415)固定连接，所述液压装置(421)的液压缸(4212)与液压马达(422)通过液压油管(4213)相连，液压马达(422)的输出端与纵荡发电机(424)的输入端通过刚性联轴器(423)连接，工作状态下，前后浮体(2)和左右浮体(3)在波浪的作用下产生前后的振荡运动，带动活塞连杆(4211)运动，使液压缸(4212)内的液压油成为高压油，高压油经过高压油管(4213)进入液压马达(422)，带动液压马达(422)工作，液压马达(422)的输出轴带动纵荡发电机(424)的输入轴旋转发电。

4.根据权利要求1所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，每组所述摆动发电装置(43)包括齿轮一(431)、齿轮二(432)、连接光轴(433)、摆动发电机(434)，其中，齿轮一(431)与连接光轴(433)固定连接，齿轮二(432)与齿轮一(431)相啮合，齿轮二(432)与摆动发电机(434)连接，齿轮二(432)带动摆动发电机(434)发电，工作状态下，前后浮体(2)和左右浮体(3)在波浪作用下产生以连接光轴(433)为中心轴的摆动运动，前后浮体(2)和左右浮体(3)摆动带动齿轮二(432)产生绕齿轮(431)一的转动运动，进而带动摆动发电机(434)主轴产生转动，使得摆动发电机(434)发电。

5.根据权利要求1所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，所述的吊舱推进系统(5)包括无刷直流电机(51)、舵机(52)、传动轴(54)、90°换向器(55)、吊舱装置(56)和转向齿轮组(57)，其中，无刷直流电机(51)与传动轴(54)的一端采用万向节(53)相连，传动轴(54)的另一端与90°换向器(55)的一端采用万向节(53)相连，吊舱装置(56)的输入轴与90°换向器(55)的另一端连接，所述舵机(52)的输出端与所述吊舱装置(56)之间还连接设置有转向齿轮组(57)，工作时，所述无刷直流电机(51)转动，并通过传动轴(54)传递给吊舱装置(56)，当需要改变航向时，舵机(52)带动转向齿轮组(57)旋转，使吊舱装置(56)改变推进方向，无人艇改变航向。

6.根据权利要求5所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，所述的吊舱推进系统(5)还包括可编程自动控制器(11)，可编程自动控制器(11)给无刷直流电机(51)和舵机(52)发送控制信号。

7.根据权利要求5所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，所述吊舱装置(56)包括竖直轴和螺旋桨(561)，所述竖直轴与所述螺旋桨(561)的旋转轴相垂直布置。

8.根据权利要求1所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，还包括设置在上层建筑(7)后方及船舱内部的环境感知装置(9)、自主或半自主航行系统(10)，其中，所述环境感知装置(9)包括风速传感器(91)、风向传感器(92)、微型惯性测量仪(93)；

自主或半自主航行系统(10)包括微型惯性测量仪(93)、DGPS(101)、高精度三维电子罗盘(102)、高精度激光测距仪(103)、数传电台(104)，所述风速传感器(91)和风向传感器(92)负责测量艇周围环境的风速和风向信息，及时传入可编程自动控制器(11)中；

微型惯性测量仪(93)用于将艇本身的姿态信息传入可编程自动控制器(11)中，自动控制器(11)将传进的信息进行整合，得到当前位置的波浪信息；

DGPS(101)、三维电子罗盘(102)将艇的实时位置和艏向角传入可编程自动控制器(11)中，利用模糊控制，得到无人艇下一步前进的航速和航向；

当无人艇前方有障碍物时，布置在船艏的激光测距仪(103)会将障碍物与无人艇的距离信息传入可编程控制器(11)中，由可编程自动控制器(11)根据模糊控制规则得到无人艇所需的航行和航速信号，并分别发送给无刷直流电机(51)和舵机(52)，使无人艇改变航向和航速；

数传电台(104)用于实时将无人艇的位置，航速，艏向角等信息发送回岸机。

9.根据权利要求1所述的一种波浪能和太阳能综合发电四体无人艇，其特征在于，所述四体无人艇各尺度比及各部分几何形状均是基于无人艇航行性能综合优化计算得到，具体的，上艇体L长2～4米，长宽比1.5～1.8，长高比3～5，浮体下部成鱼雷状，浮体上部成机翼型，浮体长度为0.35L～0.4L，前后两个浮体沿艇体的中横剖面对称分布，前后两个浮体的中横剖面之间的距离为0.6L～0.65L，左右两个浮体沿上艇体的中纵剖面对称分布，左右两个浮体的中横剖面与艇体中横剖面的距离为0.05L～0.15L，左右浮体中纵剖面的距离为

0.7B～0.8B，浮体可相对主艇体可上下振荡、左右摆动、前后移动，其中，左右摆动角度范围为±20°，前后移动距离范围为0.02L～0.04L，上下振荡距离范围为0.04L～0.06L。

10.一种基于性能综合优化计算波浪能和太阳能综合发电四体无人艇的各尺度比及各部分几何形状的方法，其特征在于，其用于权利要求1-9任意一项所述的波浪能和太阳能综合发电四体无人艇的计算优化，其包括以下步骤：(1)设计变量

优化设计变量包括：潜体长度Lh，潜体直径D1，船长L，船宽B，吃水T，浮心纵向位置Lcp，螺旋桨直径DP，盘面比Aeo，螺距比PDP，螺旋桨转速N，设计航速VS，方形系数Cb，水线长Lw，水线面系数Cw，四体船片体间距C0，重心高度Zg；

(2)优化数学模型

将无人艇的快速性、操纵性、耐波性、绿色能源系统四个子系统的目标函数综合起来，具体采用幂指数乘积的形式构成性能综合优化总目标函数f(x)如下：其中：f1(x)为快速性目标函数中阻力方面的子目标函数，其表达式为，

f2(x)为快速性目标函数中推力方面的子目标函数，其表达式为，

f2(x)＝P.C＝ηHηRηSη0；

f3(x)为操纵性目标函数，其表达式为，

f3(x)＝C

f4(x)为耐波性目标函数f4(x)，其表达式如下，

f5(x)为绿色能源系统目标函数，其表达式如下，

式中：α1,α2,α3,α4,α5分别为无人艇快速性、操纵性、耐波性和绿色能源系统的权重，且满足α1×α2×α3×α4×α5＝1；

(3)约束条件

约束条件包括：静水浮性约束、推力阻力平衡约束、转矩平衡约束、翼航时升力约束、螺旋桨需满足空泡约束、初稳性高约束、横摇周期约束、太阳能布置面积与风帆之间的约束；

将上述的设计变量、约束条件和目标函数构成综合优化数学模型，结合现代智能优化算法遗传、混沌、粒子群相结合的混合算法进行优化计算，最终得出其尺度及各部分几何形状。