一种海空两栖潜水器的制作方法

本发明涉及潜水装置技术领域，是一种海空两栖潜水器。

背景技术：

潜艇能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击；有较大的自给力、续航力和作战半径，可远离基地，在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战，有较强的突击威力；能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷，攻击海上和陆上目标。

但是其只能在水中航行的特点使它在复杂的水陆地形和有较短陆地隔绝的两片海域中无法自由穿行，不方便进行跨洋作战和复杂地形的勘测与侦查。传统潜艇利用压载水仓进行上浮和下潜，在速度上较为缓慢。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种海空两栖潜水器，是一种以四旋翼飞行器原理离开水面及飞行的航行器。

本发明海空两栖潜水器，在潜水器躯体前后两侧加装螺旋桨组件，螺旋桨驱动组件由驱动舵机驱动展开以及收回至驱动前后两侧设计的螺旋桨组件容舱内。

同时在潜水器驱体底部前后两侧位置安装有上浮下潜装置，上浮下潜装置由直线电机驱动伸出或缩回至潜水器躯体上的上浮下潜装置容舱。

本发明海空两栖潜水器，具有潜行状态，起飞状态及飞行状态；

a、潜行状态时，螺旋桨组件处于收回状态，同时上浮下潜装置缩回空仓内，此时由水下推进器提供动力，使潜水器在水下进行快速机动，并通过升降舵控制潜水器运动过程中的上浮和下潜，通过方向舵控制潜水器运动过程中的方向。

b、起飞状态时，水下推进器停止工作，潜水器减速，此时通过直线电机控制上浮下潜装置伸出上浮下潜装置容舱，同时通过支撑杆驱动舵机控制螺旋桨组件展开；随后通过启动上浮下潜装置，使潜水器上浮至水面之上，使螺旋桨组件露出水面，此时螺旋桨组件启动，控制螺旋桨组件工作，带动潜水器飞离水面进入飞行状态。

c、飞行状态时，控制上浮下潜装置停止运行，通过直线电机控制上浮下潜装置缩回上浮下潜装置容舱内，此时由潜水器内搭载的飞行控制器，根据四旋翼飞行器原理控制潜水器可进行自由飞行。

本发明海空两栖潜水器，主体采用潜艇结构，除了具有潜艇所具有的优点之外，还具有：

1、本发明海空两栖潜水器，采用四轴螺旋桨进行水下的上浮和下潜以及姿态控制，相比于传统潜艇来说效率更高，能够实现较短时间的启动，而且水下姿态更加灵活；

2、本发明海空两栖潜水器，采用四旋翼布局的可折叠的空气螺旋桨，当潜艇浮在水面上时，可以展开螺旋桨进行短距离飞行，有利于跨过复杂地形和陆地。

附图说明

图1为本发明海空两栖潜水器潜行状态示意图；

图2为本发明海空两栖潜水器起飞状态示意图；

图3为本发明海空两栖潜水器飞行状态示意图。

图中：

1-螺旋桨组件2-加装上浮下潜装置3-推进装置

4-潜水器躯体5-升降舵6-方向舵

101-可折叠螺旋桨102-可展收支撑杆103-支撑杆驱动舵机

104-与螺旋桨驱动电机201-连杆401-螺旋桨组件容舱

402-上浮下潜装置容舱

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明海空两栖潜水器，在潜水器上加装螺旋桨组件1、加装上浮下潜装置2与推进装置3，如图1所示。

所述螺旋桨组件1共四套，潜水器躯体4前部与后部两侧各两套，分别安装于潜水器躯体4前后位置上方设计的螺旋桨组件容舱401内，该螺旋桨组件容舱401沿潜水器躯体4前后方向设计。每套螺旋桨组件1包括可折叠螺旋桨101、可展收支撑杆102以及螺旋桨驱动电机、支撑杆驱动舵机，且与螺旋桨组件容舱401间的安装方式相同。其中，支撑杆驱动舵机安装于舵机仓内，舵机仓设计于潜水器躯体4上，位于螺旋桨组件容舱401端部。支撑杆驱动舵机输出轴竖直设置，输出轴上固定可展收支杆内端102，通过支撑杆驱动舵机驱动可展收支杆102的水平摆动及定位。

所述可展收支杆102外端安装螺旋桨驱动电机104，螺旋桨驱动电机104输出轴竖直设置，输出轴上固定安装可折叠螺旋桨101。进而在可展收支撑杆102展开过程中，支撑杆驱动舵机旋转，产生离心力，使可折叠螺旋桨101的两片桨叶，自动由收起状态转变为打开状态。而在可展收支撑杆102收回至螺旋桨组件容舱401的过程中，打开状态下的可折叠螺旋桨101桨叶外端接触螺旋桨组件容舱401底面，受到螺旋桨组件容舱401限位，自然收起为折叠状态。最终，可展收支撑杆103与折叠状态的可折叠螺旋桨101均处于螺旋桨组件容舱401内，完成螺旋桨组件1的收回。

上述潜水器躯体4前部两套螺旋桨组件1中，支撑杆驱动舵机安装于潜水艇躯体4前部螺旋桨组件容舱401前端位置。潜水器躯体4后部两套螺旋桨组件1中，支撑杆驱动舵机安装于潜水艇躯体4后部螺旋桨组件容舱401后端位置。

所述上浮下潜装置2为四个，如图2所示，分别安装于潜水器躯体4前后位置上方设计的上浮下潜装置容舱402内，且安装方式相同。上浮下潜装置2采用小型水下推进器，其桨叶轴向为竖直方向，侧面设计有连杆201，该连杆201固定与上浮下潜装置容舱402内安装的直线电机上，通过直线电机可控制其沿垂直于潜水器躯体4前后的方向运动，实现上浮下潜装置2伸出或缩回至上浮下潜装置容舱402。通过上浮下潜装置2为潜水器提供竖直方向的推力，采用水下推进器作为上浮下潜装置，且水下推进器采用四轴螺旋桨进行水下的上浮和下潜以及姿态控制，可实现潜水器的快速上浮与下潜。

上述使四套螺旋桨组件1展开后以及四个上浮下潜装置2伸出后，相对潜水器躯体4中心对称，使潜水器整体气动中心与潜水器重心重合。

所述推进装置3安装于潜水器尾部，通过推进装置中桨叶的正转或反转，实现为潜水器提供推力或反推力。潜水器尾部还具有升降舵5与方向舵6用于潜水器在水下运动时控制潜水器的俯仰及方向

本发明海空两栖潜水器共有三种运动状态，即潜行状态，起飞状态及飞行状态。

a、潜行状态时，如图1所示，螺旋桨组件1处于收回状态，同时上浮下潜装置2缩回空仓内，此时由水下推进器提供动力，使潜水器在水下进行快速机动，并通过升降舵5控制潜水器运动过程中的上浮和下潜，通过方向舵6控制潜水器运动过程中的方向。

b、起飞状态时，如图2所示，水下推进器停止工作，潜水器减速，此时通过直线电机控制上浮下潜装置2伸出上浮下潜装置容舱402，同时通过支撑杆驱动舵机控制螺旋桨组件1展开。随后通过启动上浮下潜装置2，使潜水器上浮至水面之上，使可折叠螺旋桨101露出水面，此时启动螺旋桨驱动电机104，控制可折叠螺旋桨101旋转，带动潜水器飞离水面进入飞行状态。

c、飞行状态时，如图3所示，控制上浮下潜装置2停止运行，通过直线电机控制上浮下潜装置2缩回上浮下潜装置容舱402内，此时由潜水器内搭载的飞行控制器，根据四旋翼飞行器原理控制潜水器可进行自由飞行。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种海空两栖潜水器，在潜水器躯体前后两侧加装螺旋桨组件，以及上浮下潜装置。螺旋桨组件中的可展收支撑杆由舵机驱动，带动螺旋桨组件整体收纳于潜水器躯体前后两侧开设的槽内。上浮下潜装置为水下推进器，由直线电机控制可收入潜水器躯体前后两侧的浮浅仓内；由上浮下潜装置为潜水器提供竖直方向的推力，可实现潜水器的快速上浮与下潜。潜水器通过推进装置中桨叶的正转或反转，提供推力或反推力。潜水器还具有升降舵与方向舵用于潜水器在水下运动时控制潜水器的俯仰及方向。本发明能够实现较短时间的启动，而且水下姿态更加灵活；当潜艇浮在水面上时，可以展开螺旋桨进行短距离飞行，有利于跨过复杂地形和陆地。

技术研发人员：姜佩奇
受保护的技术使用者：姜佩奇
技术研发日：2019.03.12
技术公布日：2019.05.17