一种航行器的配重与抛载一体化装置的制作方法

本实用新型涉及一种便携式自主水下航行器的配重与抛载一体化装置，本实用新型属于海洋环境信息监测技术领域。

背景技术：

无人自主水下航行器作为一个负载平台，当搭载不同的探测设备时，可主要应用在海洋科学考察方面；海洋水下工程施工、海洋救助与打捞方面；甚至在搭载战斗部时可应用在军事方面等。在设计航行器时，从总体角度考虑，航行器的重心和浮心尽可能一致或位置相近，如果重心与浮心位置相差太大，航行器的姿态在重力和浮力作用下会产生偏转，不利于航行器的作业，而且在重量方面应设计成正浮力，即浮力大于重力，可使航行器在无任何驱动力或静止时浮于水面。在理想的设计状态中，无任何负载的情况下，重心应与浮心一致且浮力应略大于重力，但是在实际过程中，航行器在搭载不同的探测设备时，这个航行器的重量是变化的，如果在设计时，浮力的设计余量小，当搭载过大重量的探测设备时，整个航行器的重力大于浮力，航行器便无法使用。在这种情况下，应放大浮力的设计余量，但如果设计余量过大，当搭载小型的探测仪器时，航行器的浮力大于重力，航行器即使在动力的驱使下，无法潜入水中或需更大的动力潜入水中，这样便增加了动力损耗，甚至由于无法潜入而导致作业失败。因此在这种情况需要一种装置来调节航行器的重量和重心位置。现有的装置是根据组装好的航行器的重量，选定配重铅块的重量，然后固定在自主航行器的内部特定位置，这种虽然解决了航行器的配重问题，但是存在以下问题：

（1）由于配重部分在航行器的舱内，调节配重需要拆解航行器，航行器的壳体结构为水密结构，每次拆解完都需更换密封件，而且对航行器配重要进行多次，这就增加了航行器壳体水密方面的风险。

（2）航行器的舱内空间比较狭小，配重铅块的位置受舱内其余部件安装位置的影响，调节的范围有限，因此调节整个航行器的重心的效果也比较有限。

（3）由于配重部分在舱内，无法抛载，航行器的浮力略大于重力，当航行器遇到紧急停车需要上浮时，航行器上浮的速度较慢。

技术实现要素：

为克服现有装置中存在的缺点，本实用新型提供一种便携式自主水下航行器的配重与抛载一体化装置，该装置安装在航行器的外部，具有组装简单，调节配重方便的特点。

为实现所述实用新型目的，本实用新型一种航行器配重与抛载一体化装置，其至少包括：前固定结构1、后固定结构3、抛载中心轴2、配重块4和抛载驱动装置5，其中，前固定结构1设置于航行器的第一端；后固定结构3设置于航行器的第二端；抛载中心轴2的第一端设置于前固定结构1上，抛载中心轴2的第二端设置于后固定结构3上；配重块4设置于抛载中心轴上并设置在前固定结构和后固定结构之间，用于对航行器进行配重；抛载驱动装置5设置在后固定结构3上，用于驱动抛载中心轴2运动。

优选地，前固定结构1包括：前抱箍101、前固定架102和前摇臂103，其中，前固定架102与前抱箍101通过连接件连接，前摇臂103通过销轴安装在前固定架上，前摇臂一端可沿销轴轴向翻转，另一端沿轴向设有方形内腔用于入抛载中心轴的第一端。

优选地，后固定结构包括：后抱箍301、后固定架302和安装底板303，其中，后抱箍301通过连接件连接于安装底板303上面的前部，后固定架302设置于安装底板303下面的前部。

优选地，抛载驱动装置包括电机511、驱动轴509、定位轴513、转轴508和抛载连杆506，其中，抛载连杆506通过后固定架302设置于安装底板303下方；驱动轴509的第一端沿轴向设置有连接孔，电机511的输出轴插入驱动轴509第一端的连接孔内；驱动轴509的第二端沿轴向设置有定位孔；转轴508的第一端沿轴向设置有定位孔，定位轴513的第一端插入驱动轴509的第二端的定位孔内，第二端嵌入转轴508的第一端的定位孔内；转轴508的第二端与抛载连杆506活动连接。

优选地，转轴508的第一端的定位孔内设置有弹簧514，螺钉将弹簧安装在定位轴的第二端上。

优选地，转轴508的第二端设置有翻转块507，转轴508转动可使翻转块单向翻转。

优选地，转轴的第一端面和驱动轴的第二端面通过齿型面对接。

优选地，配重块4包括多个配重铅块，每个配重铅块为圆柱体形状，沿轴芯设置有通孔用于穿插在抛载重心轴上，可在抛载中心轴轴上来回自由移动，配重块4的两端安装喉箍。

与现有技术相比，本实用新型提供的航行器配重与抛载一体化装置安装在航行器的外部，具有组装简单，调节配重方便的特点。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种便携式水下自主航行器的配重与抛载一体化装置示意图；

图2是本实用新型提供的前固定结构的示意图；

图3是本实用新型提供的后固定结构的示意图；

图4是本实用新型提供的配重结构的示意图；

图5是本实用新型提供的抛载驱动部分结构图；

图6是本实用新型提供的抛载驱动部分结构剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型提供的一种配重与抛载一体化装置示意图，如图1所示，本实用新型提供的配重与抛载一体化装置主要用于便携式水下自主航行器包括：前固定结构1、后固定结构3、抛载中心轴2、配重块4和抛载驱动装置5，其中，前固定结构1设置于航行器的第一端；后固定结构3设置于航行器的第二端；抛载中心轴2的第一端设置于前固定结构1上，抛载中心轴2的第二端设置于后固定结构3上；配重块4设置于抛载中心轴上并设置在前固定结构和后固定结构之间，用于对航行器进行配重；抛载驱动装置5设置在后固定结构3上，用于驱动抛载中心轴2运动。

图2是本实用新型提供的前固定结构示意图，如图2所示，前固定结构包括：前抱箍101、前固定架102和前摇臂103，其中，前固定架102与前抱箍101通过连接件连接，前摇臂103通过销轴安装在前固定架上，前摇臂可沿销轴轴向翻转。前摇臂103沿轴向设置有肓孔，所述肓孔优选方形肓孔。

图3是本实用新型提供的后固定结构示意图，如图3所示，后固定结构包括：后抱箍301、后固定架302、安装底板303和防水堵头304，其中，后抱箍301通过连接件连接于安装底板303上面的前部，后固定架302设置于安装底板303下面的前部，防水堵头304设置于安装底板303上面的后部。将防水堵头（21）装入自主航行器上，对准防水堵头的密封面。抱箍将安装底板20安装在自主航行器上。

图4是本实用新型提供的配重结构的示意图，如图4所示，配重结构包括抛载中心轴和配重块，抛载中心轴呈圆形的细杆状，其第一端设置有截面为方形的嵌入轴201，可活动地嵌入到前固定结构的前摇臂103的方面肓孔中；抛载中心轴的第二端设置有中心轴支架202，中心轴支架202通过限位轴销203搭载于驱动装置的抛载连杆上。配重块4包括多块小配重块401，多个小配重块401通过喉箍402和403设置于抛载中心轴上。小配重块优选为铅块。

图5是本实用新型提供的抛载驱动装置和后固定结构的示意图，图6是本实用新型提供的抛载驱动装置和后固定结构的截面示意图；如图5-6所示，抛载驱动装置包括驱动电机511、驱动轴509、定位轴513和抛载连杆506等，其中，抛载驱动装置包括电机511、驱动轴509、定位轴513、转轴508和抛载连杆506，其中，抛载连杆506通过后固定架302设置于安装底板303下方；驱动轴509的第一端沿轴向设置有连接孔，电机511的输出轴插入驱动轴509第一端的连接孔内；驱动轴509的第二端沿轴向设置有销孔；转轴508的第一端沿轴向设置有销孔，定位轴513的第一端插入驱动轴509的第二端的销孔内，驱动轴509第二端的销孔和定位轴513的第一端的配合为紧配合，安装后使定位轴和驱动轴之间无松动。定位轴513的第二端设置有螺纹孔，并插入转轴508的第一端的销孔内，在转轴第一端的销孔内装入弹簧514，螺钉将弹簧安装在定位轴的第二端上。转轴508的第一端面和驱动轴509的第二端面通过齿型面对接；转轴508通过齿轮面和驱动轴509在弹簧514的预紧力连接驱动，在外力的情况下，可使转轴508能在定位轴513的轴向上小位移的滑动，使转轴和驱动轴的齿轮面脱离，来调节转轴的角度。转轴508的第二端与抛载连杆506活动连接。本发明中，转轴的第二端设置有翻转块507，转轴508转动时可使翻转块507向下翻转，该方向称为翻转方向。将驱动轴509装入电机舱510，驱动轴509和电机舱510之间采用径向密封。将抛载电机511安装在电机安装板512上，再装入电机舱510固定，安装时电机的输出轴插入驱动轴509第一端的连接孔内。将抛载连杆506通过后固定架302安装在后固定架505上，抛载连杆506可沿后固定架302的轴向翻转，抛载连杆506的第一端的上方设置有向外延伸的凸缘。在配重状态下，调整转轴508的角度，使翻转块507保持一定姿态，使抛载连杆的凸缘搭在翻转块上，抛载中心轴第一端的嵌入轴201嵌入到前固定结构的前摇臂103的方形肓孔中；抛载中心轴的第二端的中心轴支架202搭载在抛载连杆506上，配重结构不会翻转脱落。当航行器接收到抛载命令时，抛载电机带动驱动轴转动，驱动轴带动转轴转动，转轴带动翻转块507旋转，当翻转块507转到翻转方向时，翻转块507朝下翻转，抛载连杆506失去支撑力，也向下翻转，整个配重结构脱落，从而完成抛载动作，此时，自主航行器的浮力大于重力，加速上浮，完成预定动作。

以上结合附图，详细说明了本实用新型的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本实用新型的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。