一种波浪滑翔器的自动平衡装置的制作方法

本实用新型涉及一种平衡装置，尤其是一种波浪滑翔器的自动平衡装置。

背景技术：

波浪滑翔器主要由水面浮体、水下滑翔体及缆绳组成。三大主要部分均可以安装相应的传感器从而进行各式各样的检测工作。滑翔体内部可以安装相应的传感器来测量海水的含氧量、海水co2量以及ph值等，还可以搭载鱼群跟踪仪、鱼听器等。水面浮体安装声呐可用于对水下鱼群、浮游生物等的跟踪调查和军事水下潜体的监测，也可以搭载相关的传感器来检测海洋空气各参数以及海水盐度、温度和密度的分布规律，浮体上表面还能安装卫星通讯设备用于军事进行信息传递。

波浪滑翔器在前进过程中，应尽量保证水下滑翔体的水下潜体时刻保持水平状态减小水流航行阻力。但由于水下潜体上安装有附加设备，比如带动尾舵转动的电机机组，各类用于检测和信息传感器以及各自电缆等，使得水下滑翔体的水下潜体难以保持平衡。因此，解决波浪滑翔器水下潜体在水平方向上的稳定性的研究十分关键。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种波浪滑翔器的自动平衡装置，它克服了波浪滑翔器水下潜体在水平方向上的不稳定的弊端，其采用的技术方案如下：

一种波浪滑翔器的自动平衡装置，其特征在于：包括水面浮体、柔性缆绳、水下潜体和缆绳连接件，所述水面浮体通过柔性缆绳与水下潜体连接，所述水面浮体与柔性缆绳之间通过螺栓连接，所述水下潜体与缆绳连接件之间通过螺栓连接，所述柔性缆绳与缆绳连接件之间通过螺栓连接，所述水面浮体包括船体、计算机控制系统、无线电天线、蓄电池和太阳能板，所述计算机控制系统、无线电天线、蓄电池和太阳能板分别与船体通过螺栓进行连接，所述太阳能板用于将太阳能转化为电能并存储于蓄电池中，所述水下潜体包括水翼支架，潜体下框、中间轴、水翼、水翼销钉、支架螺栓、舵机盒、舵机盖、舵机、尾舵、连接板、连接螺栓、滑轨、滑块、复位弹簧、马达、绳索、卷筒、电磁铁、夹子、扭转弹簧和潜体前壳，所述水翼支架下端与潜体下框通过螺栓进行连接，所述水翼支架通过中间轴与水翼连接，所述中间轴与水翼通过水翼销钉连接，所述水翼销钉用于将水翼与中间轴固定，所述水翼用于将波浪能转换为波浪滑翔器前进的动力。

在上述技术方案基础上，所述水翼支架两侧设有支架螺栓，所述支架螺栓用于限制水翼偏转角度在45°以内。

在上述技术方案基础上，所述水翼支架尾端与舵机盒固连，所述舵机盒用于存放舵机，所述舵机盒与舵机盖通过螺栓连接，所述舵机通过转轴与尾舵连接，所述舵机盒、舵机盖用于保护舵机，所述尾舵用于控制波浪滑翔器的运动方向，防止波浪滑翔器运动方向偏离预定轨道。

在上述技术方案基础上，所述水翼支架通过连接板与滑轨连接，所述水翼支架与连接板之间和滑轨与连接板之间均通过连接螺栓连接，所述滑块穿装于滑轨上并可沿着滑轨水平滑动，所述滑块通过柔性缆绳、缆绳连接件与水面浮体连接。

在上述技术方案基础上，所述滑轨设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于滑块的位置复原。

在上述技术方案基础上，所述潜体下框为空心的结构，所述马达固连于潜体下框前端内部，所述卷筒通过转轴与潜体下框前端内部连接，所述绳索的一端连于滑块上，另一端先绕着卷筒再缠绕在马达的转轴上，所述马达通过转轴拉动绳索控制滑块的位置，所述卷筒用于存放绳索。

在上述技术方案基础上，所述电磁铁固连于潜体下框前端内部，所述夹子通过转轴与潜体下框前端连接，所述夹子与潜体下框前端之间设置有扭转弹簧，所述潜体下框与潜体前壳之间通过螺栓连接，所述夹子为铁质的，所述夹子用于夹紧绳索，所述电磁铁通电后吸引夹子松开绳索，在电磁铁不通电时，所述扭转弹簧使夹子压紧绳索并将绳索固定。

在上述技术方案基础上，所述舵机、马达分别通过导线与蓄电池连接，所述无线电天线、蓄电池、舵机和马达分别通过导线与计算机控制系统连接，所述计算机控制系统通过驱动元件与电磁铁连接，所述计算机控制系统用于控制舵机、马达和电磁铁，所述蓄电池用于为其他设备供电。

本实用新型具有如下优点：波浪滑翔器水下潜体在水平方向上运动稳定，计算机控制系统能够根据水下潜体的情况及时控制马达拉动绳索，保证波浪滑翔器水下潜体始终保持水平，提高波浪滑翔器在水平方向上的运动稳定性。

附图说明

图1：本实用新型的立体结构示意图。

图2：本实用新型的水面浮体的立体结构示意图。

图3：本实用新型的水下潜体的立体结构示意图。

图4：本实用新型的水下潜体的局部结构示意图。

图5：本实用新型的水下潜体的爆炸图。

图6：本实用新型的水下潜体前端的局部结构示意图。

图7：本实用新型的运动过程图。

符号说明

1.水面浮体，11.船体，12.计算机控制系统，13.无线电天线，14.蓄电池，15.太阳能板，2.柔性缆绳，3.水下潜体，31.水翼支架，32.潜体下框，33.中间轴，34.水翼，35.水翼销钉，36.支架螺栓，37.舵机盒，38.舵机盖，39.舵机，310.尾舵，311.连接板，312.连接螺栓，313.滑轨，314.滑块，315.复位弹簧，316.马达，317.绳索，318.卷筒，319.电磁铁，320.夹子，321.扭转弹簧，322.潜体前壳，4.缆绳连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型的一种波浪滑翔器的自动平衡装置，包括水面浮体1、柔性缆绳2、水下潜体3和缆绳连接件4，所述水面浮体1通过柔性缆绳2与水下潜体3连接，所述水面浮体1与柔性缆绳2之间通过螺栓连接，所述水下潜体3与缆绳连接件4之间通过螺栓连接，所述柔性缆绳2与缆绳连接件4之间通过螺栓连接。

如图2所示，所述水面浮体1包括船体11、计算机控制系统12、无线电天线13、蓄电池14和太阳能板15，所述计算机控制系统12、无线电天线13、蓄电池14和太阳能板15分别与船体11通过螺栓进行连接，所述太阳能板15用于将太阳能转化为电能并存储于蓄电池14中。

如图3、图4、图5和图6所示，所述水下潜体3包括水翼支架31，潜体下框32、中间轴33、水翼34、水翼销钉35、支架螺栓36、舵机盒37、舵机盖38、舵机39、尾舵310、连接板311、连接螺栓312、滑轨313、滑块314、复位弹簧315、马达316、绳索317、卷筒318、电磁铁319、夹子320、扭转弹簧321和潜体前壳322，所述水翼支架31下端与潜体下框32通过螺栓进行连接，所述水翼支架31通过中间轴33与水翼34连接，所述中间轴33与水翼34通过水翼销钉35连接，所述水翼销钉35用于将水翼34与中间轴33固定，所述水翼34用于将波浪能转换为波浪滑翔器前进的动力。

如图3所示，所述水翼支架31通过连接板311与滑轨313连接，所述水翼支架31与连接板311之间和滑轨313与连接板311之间均通过连接螺栓312连接，所述滑块314穿装于滑轨313上并可沿着滑轨313水平滑动，所述滑块314通过柔性缆绳2、缆绳连接件4与水面浮体1连接。

如图4所示，所述水翼支架31两侧设有支架螺栓36，所述支架螺栓36用于限制水翼34偏转角度在45°以内。

如图3和图4所示，所述滑轨313设置有复位弹簧315，所述复位弹簧315用于滑块314的位置复原。

如图5所示，所述水翼支架31尾端与舵机盒37固连，所述舵机盒37用于存放舵机39，所述舵机盒37与舵机盖38通过螺栓连接，所述舵机39通过转轴与尾舵310连接，所述舵机盒37、舵机盖38用于保护舵机39，所述尾舵310用于控制波浪滑翔器的运动方向，防止波浪滑翔器运动方向偏离预定轨道。

如图6所示，所述潜体下框32为空心的结构，所述马达316固连于潜体下框32前端内部，所述卷筒318通过转轴与潜体下框32前端内部连接，所述绳索317的一端连于滑块314上，另一端先绕着卷筒318再缠绕在马达316的转轴上，所述马达316通过转轴拉动绳索317控制滑块314的位置，所述卷筒318用于存放绳索317。

所述电磁铁319固连于潜体下框32前端内部，所述夹子320通过转轴与潜体下框32前端连接，所述夹子320与潜体下框32前端之间设置有扭转弹簧321，所述潜体下框32与潜体前壳322之间通过螺栓连接，所述夹子320为铁质的，所述夹子320用于夹紧绳索317，所述电磁铁319通电后吸引夹子320松开绳索317，在电磁铁319不通电时，所述扭转弹簧321使夹子320压紧绳索317并将绳索317固定。

所述舵机39、马达316分别通过导线与蓄电池14连接，所述无线电天线13、蓄电池14、舵机39和马达316分别通过导线与计算机控制系统12连接，所述计算机控制系统12通过驱动元件与电磁铁319连接，所述计算机控制系统12用于控制舵机39、马达316和电磁铁319，所述蓄电池14用于为其他设备供电。

在航行时，当波浪滑翔器遇到一个波峰时，所述水面浮体1上升并通过柔性缆绳2拉动水下潜体3向上运动，此时水流作用于水翼34上方，产生一个斜向下的作用力，作用力分解为一个水平分力和一个竖直分力，水平分力推动波浪滑翔器向前航行。当波浪滑翔器遇到一个波谷时，所述水面浮体1和水下潜体3在重力的作用下向下运动，此时水流作用于水翼34下方，产生一个斜向上的作用力，作用力分解为一个水平分力和竖直分力，水平分力推动波浪滑翔器向前航行。在支架螺栓36的作用下，所述水翼34偏转角角度不超过45°。

在航行过程中，当水翼34所受作用力过大时，会使波浪滑翔器水下潜体水平方向运动不平稳，此时计算机控制系统12通过水下潜体3上安装的倾角传感器判断水下潜体3是否处于水平位置并控制控制马达316及电磁铁319，当波浪滑翔器水下潜体3不处于水平位置时，即运动不平稳时，所述计算机控制系统12为电磁铁319通电，吸附夹子320，松开绳索317，与此同时，所述计算机控制系统12控制马达316转动，通过绳索317拉动滑块314，压缩复位弹簧315，调整水下潜体3使其重新处于水平位置。所述水下潜体3处于水平位置时，所述计算机控制系统12控制马达316停止转动并同时控制电磁铁319断电，此时夹子320重新夹住绳索317使其固定，维持水下潜体3处于水平位置。

当需要复位时，所述电磁铁319通电，松开绳索317，所述复位弹簧315推动滑块314并使滑块314复位，当滑块314返回原先位置且水下潜体3位于水平位置时，所述计算机控制系统12控制电磁铁319断电，所述夹子320重新夹住绳索317。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。