一种水下直升机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种水下直升机，主体部分由：上盖、下盖、推进器、钛环、控制筒、固定架、焊接块、连接块、固定块、丝杆组成，控制筒固定在固定架上，固定架的支杆末端与焊接块焊接，通过螺栓螺母使焊接块、连接块、钛环固定，上盖、下盖用螺栓穿过通孔与钛环固定；若需要水下直升机下潜或上浮，只需控制水平向上的推进器旋转；若要实现水下直升机的前进后退，则只需控制水平朝向的推进器正反转即可；若要实现水下直升机的悬停，只要控制水平向上的推进器以一定的转速抵消水下直升机的水中质量即可；该航行器操作简便，极其灵活。
【专利说明】
一种水下直升机
技术领域
[0001]本发明是涉及一种潜水器，具体地说是涉及一种采用碟形设计、水下无线高速光通信技术的3000米级潜水器。
【背景技术】
[0002]在水底环境尤其是深海环境的作业和调查工作一直都是个难题，随着科技的进步，越来越多的水下机器人被创造出来，携带机械手、声纳、摄像头和数据采集传感器深入水底探索水下世界。由于探索的水底区域不同，水下机器人分为有螺旋桨和无螺旋桨、有缆和无缆、水底履带行走和水底定点工作(无行动能力)等等多种。而水下机器人的外形也多为长方形、圆柱形或流线形，凡具有行动能力的机器人，大都采用这些外形设计以方便探测设备的搭载或减少流体阻力。因此，目前大多数的具有行动作业能力的水下机器人都存在以下两个不足:1.灵活度差;2.无法实现任意悬停。
[0003]但在水下机器人的应用领域:海底移动观测网络的实现，海底作业点之间的数据和能量接驳，敏感海底区域的巡航与探测，海底管线监测与维护，海底救援与打捞，海底考古等，对潜水器的机动性能提出更高的要求，需要水下机器人具有良好的定点悬停工作能力和超高的运动灵活度。
[0004]此外，目前国内主要的水下航行器大都采用有缆通讯，因此会带有较长的缆，这会影响水下机器人的运动。
[0005]而本发明则克服了现有技术的不足，提供了一种采用碟形设计，可以实现任意转向、任意着底、任意起降、任意悬停，具有超灵活机动性，填补了潜水器自海面到海底工作方式的空白，使得潜水器无需携带长缆，从而进一步提高了其灵活性。
[0006]本发明的设计工作水深最大可达3000米，属于深水作业级潜水器。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服了现有技术的不足，提供了一种采用碟形主体设计、可以实现水下悬停作业的水下作业级航行器。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现:
[0009]本发明的水下直升机，主体部分由:上盖1、下盖2、推进器3、钛环4、控制筒5、固定架6、焊接块7、连接块8、固定块9、丝杆1组成。
[0010]所述的上盖I为碟形，边缘均匀环布四个上凹槽1.1，凹槽底部开有螺纹通孔；
[0011]所述的下盖2为碟形，边缘均匀环布四个下凹槽2.1，凹槽底部开有螺纹通孔；
[0012]所述的钛环4设于上盖1、下盖2间位置，由四段四分之一圆弧组成，材料为钛合金，圆弧两端有末端配合结构，该末端配合结构由径向梯台4.1、螺纹孔4.2、凸边4.3、轴向梯台4.4组成，且圆弧两端的末端配合结构分别是一个偏圆弧外部，一个偏圆弧内部；
[0013]所述的钛环4的中心通过固定架6固定有控制筒5;该控制筒5内包含驱动电路和光端机及无线通讯等控制模块；
[0014]所述的固定架6由中间环6.2、四根支杆6.1组成，支杆6.1的两端分别均匀焊接在中间环6.2与钛环4内壁上；
[0015]所述的支杆6.1与中间环6.2的焊接处开有若干通孔，该通孔供丝杆10穿过;丝杆10的两端通过固定块9固定在控制筒5上，该固定块9为Z形、下部面开有螺纹孔，该螺纹孔供丝杆10穿过，并用螺母拧紧丝杆10，使得丝杆10的上下固定块9紧紧卡在控制筒5上，形成内部固定结构。
[0016]所述的钛环4与支杆6.1的焊接处设有焊接块7;该焊接块7由凸台7.1、横向螺纹孔
7.2、纵向螺纹孔7.3组成，其中横向螺纹孔7.2和纵向螺纹孔7.3均为通孔，且相互贯通，支杆6.1穿过横向螺纹孔7.2，并焊接固定在凸台7.1;焊接块7上的纵向螺纹孔7.3与上盖I上的上凹槽1.1上的螺纹孔对齐，用螺栓旋入纵向螺纹孔7.3中，固定上盖I;同理，下盖2采用同样的方式固定。
[0017]所述的钛环4外侧壁均匀分设有四个推进器3，其中相对的两个对称推进器水平朝上布置，其余两个水平布置；
[0018]所述的钛环4与推进器3间通过连接块8连接，该连接块8上开有钢箍孔8.1，用来穿过钢箍以固定推进器3，中间开有螺纹通孔8.2;该连接块8的一侧为内凹弧形面8.3、另一侧设有上下平行的两块卡板8.4;本发明将两段圆弧的末端配合结构叠加后，两者的轴向梯台4.4重合，且两末端配合结构上的螺纹孔4.2也重合;又因为凸边4.3的存在从而形成上下端面上的凹槽，该凹槽的宽度和深度与卡板8.4的宽度和厚度相同；卡板8.4卡入该凹槽，用长螺栓穿过螺纹通孔8.2、螺纹孔4.2、横向螺纹孔7.2，使得连接块8、钛环4、焊接块7固定在一起。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是:该水下航行器的整体结构为碟形，利于在螺旋桨的控制下实现悬停动作，且结构上的独特性使其运动灵活自如，可以比其他水下机器人更容易实现水下作业和数据采集。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的整体结构示意图；
[0021]图2是本发明内部固定示意图；
[0022]图3是本发明控制筒固定示意图；
[0023]图4为焊接块7、连接块8位置示意图；
[0024]图5为钛环4末端配合结构示意图；
[0025]图6为焊接块7、连接块8的结构示意图；
[0026]附图标记:上盖1、上凹槽1.1、下盖2、下凹槽2.1、推进器3、钛环4、径向梯台4.1、螺纹孔4.2、凸边4.3、轴向梯台4.4、控制筒5、固定架6、支杆6.1、中间环6.2、焊接块7、凸台7.1、横向螺纹孔7.2、纵向螺纹孔7.3、连接块8、钢箍孔8.1、螺纹通孔8.2、弧形面8.3、卡板
8.4、固定块9、丝杆10。
【具体实施方式】
[0027]在此之前需要说明以下几点:由于本发明包含了机械结构部分、电子控制部分及无线通讯和水面控制台部分，结构十分复杂，且本说明书着重描述该水下直升机的机械结构部分及其创新，因此除机械结构部分外，其他部分不再详细介绍。
[0028]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0029]如图1-6所示，本发明的水下直升机，主体部分由:上盖1、下盖2、推进器3、钛环4、控制筒5、固定架6、焊接块7、连接块8、固定块9、丝杆1组成。
[0030]其中:
[0031 ]上盖I为碟形，边缘均匀环布四个上凹槽1.1，凹槽底部开有螺纹通孔；
[0032]下盖2为碟形，边缘均匀环布四个下凹槽2.1，凹槽底部开有螺纹通孔；
[0033]推进器3共有四个，均匀分布在整体结构的外围边缘，其中相对的两个推进器水平朝上布置，其余两个水平布置；
[0034]钛环4由四段四分之一圆弧组成，材料为钛合金，圆弧两端有末端配合结构:由径向梯台4.1、螺纹孔4.2、凸边4.3、轴向梯台4.4组成，且圆弧两端的末端配合结构一个偏圆弧外部，一个偏圆弧内部；
[0035]控制筒5内包含驱动电路和光端机及无线通讯等控制模块；
[0036]固定架6由中间环6.2、四根支杆6.1组成，支杆6.1均匀焊接在中间环6.2上，焊接处开有通孔，供丝杆10穿过；
[0037]焊接块7上有凸台7.1、横向螺纹孔7.2、纵向螺纹孔7.3组成，其中横向螺纹孔7.2和纵向螺纹孔7.3均为通孔；
[0038]连接块8上开有钢箍孔，用来穿过钢箍以固定推进器3，中间开有螺纹通孔8.2、一面为弧形面8.3、一面设有上下两块卡板8.4 ；
[0039]固定块9为Z形、下部面开有螺纹孔，供丝杆10穿过。
[0040]下面描述各部件的连接关系:
[0041]内部固定:固定架6上的中间环6.2上有螺纹孔，丝杆10穿过其中；丝杆10上端拧入上部固定块9下部面上的螺纹孔，下端拧入上部固定块9的下部面螺纹孔，上下固定块的上部面分别卡在控制筒的上下盖面，用螺母拧紧丝杆10，则上下固定块9紧紧卡在控制筒上，形成内部固定结构；
[0042]支杆6.1为圆管，套在凸台7.1上，焊接固定；
[0043]钛合金圆环段两两配合:一圆环弧段上的末端配合结构上的凸边4.3抵在另一圆环弧段的径向梯台4.1上，而其本身的径向梯台4.1也被对方的凸边4.3抵住，因此，双方的轴向梯台4.4重合，且两段钛环上的螺纹孔4.2也重合；因凸边4.3的存在而形成上下端面上的凹槽，凹槽的宽度和深度与卡板8.4的宽度和厚度相同；卡板8.4卡入该凹槽，用长螺栓穿过螺纹通孔8.2、螺纹孔4.2、横向螺纹孔7.2，使得连接块8、钛环4、焊接块7被固定在一起；
[0044]用钢箍穿过钢箍孔8.1将推进器3固定在连接块8上；
[0045]使上盖I上的上凹槽1.1上的螺纹孔与焊接块7上的纵向螺纹孔7.3对齐，用螺栓旋入纵向螺纹孔7.3中，固定上盖I;同理，下盖2采用同样的方式固定。
[0046]工作过程:
[0047]装配完毕并调试完好后将水下直升机放入水中，水面控制台用操作柄进行控制命令的输入，若需要水下直升机下潜或上浮，只需控制水平向上的推进器3旋转;若要实现水下直升机的前进后退，则只需控制水平朝向的推进器3正反转即可;若要实现水下直升机的悬停，只要控制水平向上的推进器3以一定的转速抵消水下直升机的水中质量即可。该航行器操作简便，极其灵活。
[0048]以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同，或采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种水下直升机，由:上盖(I)、下盖(2)、推进器(3)、钛环(4)、控制筒(5)、固定架(6)、焊接块(7)、连接块(8)、固定块(9)、丝杆(10)组成，其特征在于: 所述的上盖(I)和下盖(2)为碟形，边缘均匀环布四个凹槽，凹槽底部开有螺纹通孔；所述的钛环(4)设于上盖(I)、下盖(2)间位置，由四段四分之一圆弧组成；圆弧两端分别设有末端配合结构，该末端配合结构由径向梯台(4.1)、螺纹孔(4.2)、凸边(4.3)、轴向梯台(4.4)组成，且圆弧两端的末端配合结构分别是一个偏圆弧外部，一个偏圆弧内部； 所述的钛环(4)的中心通过固定架(6)固定有控制筒(5);该控制筒(5)内设有驱动电路和光端机及无线通讯等控制模块； 所述的固定架(6)由中间环(6.2)、四根支杆(6.1)组成，支杆(6.1)的两端分别均匀焊接在中间环(6.2)与钛环(4)内壁上； 所述的支杆(6.1)与中间环(6.2)的焊接处开有若干通孔，该通孔供丝杆(10)穿过;丝杆(10)的两端通过固定块(9)固定在控制筒(5)上，该固定块(9)为Z形、下部面开有螺纹孔，该螺纹孔供丝杆(10)穿过，并用螺母拧紧丝杆(10)，使得丝杆(10)的上下固定块(9)紧紧卡在控制筒(5)上，形成内部固定结构； 所述的钛环(4)与支杆(6.1)的焊接处设有焊接块(7);该焊接块(7)主要由凸台(7.1)、横向螺纹孔(7.2)、纵向螺纹孔(7.3)组成，其中横向螺纹孔(7.2)和纵向螺纹孔(7.3)均为通孔，且相互贯通，支杆(6.1)穿过横向螺纹孔(7.2)，并焊接固定在凸台(7.1);焊接块(7)上的纵向螺纹孔(7.3)与上盖(I)凹槽的螺纹孔对齐，用螺栓旋入纵向螺纹孔(7.3)中，固定上盖(I);焊接块(7)上的纵向螺纹孔(7.3)与下盖(2)凹槽的螺纹孔对齐，用螺栓旋入纵向螺纹孔(7.3)中，固定下盖(2); 所述的钛环(4)外侧壁均匀分设有四个推进器(3)，其中相对的两个对称推进器水平朝上布置，其余两个水平布置； 所述的钛环(4)与推进器(3)间通过连接块(8)连接，该连接块(8)上开有钢箍孔(8.1)，用来穿过钢箍以固定推进器(3)，中间开有螺纹通孔(8.2);该连接块(8)的一侧为内凹弧形面(8.3)、另一侧设有上下平行的两块卡板(8.4);将两段圆弧的末端配合结构叠加后，两者的轴向梯台(4.4)重合，且两末端配合结构上的螺纹孔(4.2)也重合;又因为凸边(4.3)的存在从而形成上下端面上的凹槽，该凹槽的宽度和深度与卡板(8.4)的宽度和厚度相同；卡板(8.4)卡入该凹槽，用长螺栓穿过螺纹通孔(8.2)、螺纹孔(4.2)、横向螺纹孔(7.2)，使得连接块(8)、钛环(4)、焊接块(7)固定在一起。2.如权利要求1所述的一种水下直升机，其特征在于所述的钛环(4)的材料为钛合金。3.如权利要求1所述的一种水下直升机，其特征在于若需要水下直升机下潜或上浮，只需控制水平向上的推进器(3)旋转;若要实现水下直升机的前进后退，则只需控制水平朝向的推进器(3)正反转即可；若要实现水下直升机的悬停，只要控制水平向上的推进器(3)以一定的转速抵消水下直升机的水中质量即可。
【文档编号】B63C11/52GK105947150SQ201610304107
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】陈鹰, 韩军, 黄豪彩, 陈振纬, 陈家旺, 俞宙, 孙贵青, 冀大雄, 徐敬, 宋宏
【申请人】浙江大学