一种AUV的螺旋桨和舵的保护装置的制作方法

文档序号:14677794发布日期:2018-06-12 21:44
一种AUV的螺旋桨和舵的保护装置的制作方法

本实用新型涉及AUV领域,尤其涉及一种AUV的螺旋桨和舵的保护装置。



背景技术:

自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)是一种无人、无缆式水下机器人。它通过预设航行任务,利用自主导航、智能控制技术,并依靠螺旋桨、舵实现水下自主航行。它可以应用于水下目标探测、水底成像、水下摄像、水文数据采集等。AUV前行的动力来自螺旋桨转动产生的推力,并依靠舵的转动实现下潜、上浮、转弯等航行动作。

随着微电子、导航、人工智能、电池等技术的发展,AUV得到迅速发展,它在水中作业时间越来越长、作业半径越来越大,同时随着应用范围的扩大,其作业环境也更加复杂。AUV在前行时螺旋桨的转速高,桨尖速度快,若在这时候碰上水中的异物,暴露在外的螺旋桨必然会受到损伤,轻则表面划伤,重则导致AUV失去动力,无法继续航行;裸露的舵虽然转速较低,但它的面积较大,相对于螺旋桨也更加脆弱。对于舵不在螺旋桨之后的AUV,舵的位置比较突出,因此比较容易受到障碍物的撞击。为了减少这种损坏,现有的AUV一般设有相应的保护装置保护螺旋桨,比如用桨罩将螺旋桨包围起来,这种方式的不足之处:一方面它只对螺旋桨起到保护作用,在AUV航行或者布放的过程中,舵仍有可能碰到障碍物遭受损坏,降低了AUV的自我保护能力;另一方面,部分保护罩是由两个半圆用若干个螺栓连接成一个整圆,再通过端面的孔位与AUV连接起来,拆装不方便。因此,如何能够有效地保护AUV的螺旋桨和舵等脆弱部位是本领域技术人员亟待解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足,提供一种AUV的螺旋桨和舵的保护装置,该装置具有高强度、质量轻、拆装方便等特点,可防止AUV在航行、布放以及回收过程中碰到障碍物时螺旋桨和舵面遭受损坏。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种AUV的螺旋桨和舵的保护装置,其特征在于,包括两个平行布置的环形框、格栅和安装端面;所述格栅为空心圆杆结构,包括偶数个横格栅和四个斜格栅;所述安装端面由四个耳片组成;所述横格栅位于两个环形框中间,所有横格栅平行布置,且关于AUV对称面对称;所有斜格栅的一端分别连接一耳片,另一端等间距固定在一个环形框上,其中两个斜格栅与AUV对称面共面;所述耳片的上开有AUV连接孔;环形框、格栅和安装端面形成一个能够容纳舵和螺旋桨的空间。

进一步地,所述环形框由金属材质的圆杆经过弯圆机加工形成。

进一步地,环形框、安装端面以及格栅之间的连接方式采用焊接、螺栓连接或粘接;环形框、安装端面以及格栅的材料为金属材质、塑料或者碳纤维材质,所述金属材质选自不锈钢316、铝合金6061-T6。

本实用新型的有益效果是:该保护装置的结构为空间桁架结构,其中杆为空心杆,节省了材料,减轻了重量,保证了刚度。格栅的布局方式使得该装置对AUV性能的影响减到最低;该保护装置使用焊接的方式连接,没有多余的零件,稳定性好,强度高;与AUV连接端面的设计使得安装更方便,安装时无需拆装任何零件。该保护装置能够同时保护螺旋桨和裸露的舵。

附图说明

图1带保护装置的AUV示意图;

图2保护装置示意图;

图3耳片示意图;

图4斜格栅与舵的相对位置示意图;

图5横格栅位置示意图;

图6为安装示意图;

图中,环形框1、横格栅2、斜格栅3、耳片4、AUV对称面5、保护装置6、AUV主体7、舵8、螺旋桨9、斜格栅焊接点10、AUV连接孔11、保护装置安装端面12、AUV安装端面13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-5所示,本实用新型提供的一种AUV的螺旋桨和舵的保护装置,包括两个平行布置的环形框1、格栅和安装端面;为了尽可能减小保护装置的重量,所述格栅为空心圆杆结构,格栅包括偶数个横格栅2和四个斜格栅3;所述安装端面2由四个耳片4组成;所述横格栅2位于两个环形框1中间,为了不给AUV带来额外的滚转力矩,所有横格栅2平行布置,且关于AUV对称面5对称;所有斜格栅3的一端分别连接一耳片4,另一端等间距固定在一个环形框1上,其中两个斜格栅3与AUV对称面共面;对于前行中的AUV,斜格栅的存在会影响舵附近的流场,若斜格栅的位置不合理或者外形过大,一方面可能会使AUV产生额外的滚转或偏航力矩,影响其正常航行,另一方面会影响舵的效率,因此斜格栅的位置十分重要;所述耳片的上部开有AUV连接孔11;环形框1、格栅和安装端面形成一个能够容纳舵和螺旋桨的空间,从而能够一定程度上隔绝外界的障碍物,或者在发生撞击时能够吸收能量,保护螺旋桨和舵,减小损失;并且通过格栅的灵活布置,可以最大程度地降低保护装置对舵和螺旋桨执行效率的影响。

所述环形框1由金属材质的圆杆经过弯圆机加工形成,其作用是给格栅提供焊接点,与格栅形成可容纳舵和螺旋桨的保护空间。

考虑到方便拆装并且尽可能地减少零件的数量,环形框1、安装端面以及格栅之间的连接方式采用焊接;考虑到AUV的工作环境,需要选用耐海水腐蚀的材质,不锈钢316或者铝合金6061-T6具有较好的耐腐蚀性,良好的焊接性能,足够的结构强度,价格相对低廉,制造工艺成熟,因此制作该保护装置的材料可以从这两种金属中选取,但不限于金属材质,可用高强度塑料或者碳纤维材质代替,零件的连接方式由焊接改为粘接,或者通过螺栓连接。

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