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。