运动方式可变的水下潜航器的制作方法

本申请涉及一种潜航器，具体涉及一种运动方式可变的水下潜航器。

背景技术：

对海洋的开发研究需要更多的无人涉水设备。目前主要有三种运动方式：带缆无人潜航器(rov)、无缆无人潜航器(auv)、水下滑翔机(glider)和仿生鱼。其中rov和auv多带螺旋桨推进，水下滑翔机多利用侧翼和浮力调节装置驱动上浮下潜完成移动；仿生鱼多用鱼尾进行驱动。

现有的运动方式单一，单一的运动方式意味使用场合和作用受到限制；采用螺旋桨推进效率高，但能耗大；采用滑翔运动可控性差；采用鱼尾摆动推进效率低。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种适用场合更广，功能多样的运动方式可变的水下潜航器。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种运动方式可变的水下潜航器，包括红外测流件、外壳和设置在外壳两侧的翼；

所述红外测流件设置所述外壳上；

所述外壳两侧还设有推进器；

所述外壳内设有密封舱，所述密封舱内设有浮力调节机构和重心摆动机构，用于调整潜航器重力与浮力的差值，所述重心摆动机构用于调整潜航器在水中的俯仰角姿态。

进一步地，还包括鱼尾推进机构，所述鱼尾推进机构设在所述外壳的后部，所述鱼尾推进机构用于采用摆尾运动的方式实现向前的运动；所述鱼尾推进机构的前端设有载荷舱。

所述鱼尾推进机构包括鱼尾骨架、鱼尾、舵机密封舱、舵机和固定件；

所述固定件为圆弧形状，成对卡扣固定在舵机密封舱上，所述固定件通过螺纹固定在载荷舱的端盖上；所述舵机设在所述舵机密封舱内，所述舵机的轴伸出舵机密封舱的密封盖，连接部分采用机械密封件密封防水；所述舵机连接鱼尾骨架，所述鱼尾骨架成对使用，所述鱼尾骨架的后端连接鱼尾。

所述鱼尾骨架包括方孔、连接孔和卡尾缝；

所述舵机的轴上端为方形，卡入鱼尾骨架上的方孔中，所述鱼尾骨架的上下分体通过连接孔采用螺栓固定连接；所述鱼尾为薄板，插入卡尾缝后通过螺栓固定。

所述浮力调节机构包括油缸、油缸活塞、蠕动泵、距离传感器、活塞碰撞开关、传感器盖、油嘴、油囊、油囊托架、蠕动泵油嘴、蠕动泵支架；

所述油缸位于密封舱的一端，所述油缸固定在支板上，所述支板通过支架固定在密封舱内，所述油缸活塞设在油缸内部；

所述油嘴通过螺纹一端连接油囊，另一端来连接油缸；所述油嘴通过油管连接蠕动泵油嘴，所述油囊通过螺纹连接在密封舱的端盖上；

所述油缸的开口端面通过螺栓固定有传感器盖，所述传感器盖上固定有活塞碰撞开关、距离传感器和蠕动泵支架，所述蠕动泵支架上固定有蠕动泵，所述蠕动泵上设有蠕动泵油嘴。

所述重心摆动机构包括电池舱、步进电机、联轴器、丝杆、法兰螺母、丝杆母座、重块碰撞开关、轴承座、导轨固定板、导轨、导轨卡板；

所述步进电机通过螺栓固定在支板上；所述步进电机的转轴通过所述联轴器和丝杆一端固定连接；所述丝杆通过内螺纹连接丝杆母座，所述法兰螺母通过螺栓固定连接在丝杆母座上，所述丝杆母座通过螺栓固定在电池舱的上盖上；所述丝杆另一端固定在轴承座上；所述轴承座通过螺栓固定在支板上；所述电池舱的下部通过螺栓固定有导轨卡板在；所述导轨卡板卡在导轨上，所述导轨通过螺栓固定在导轨固定板上；所述导轨固定板两端通过螺栓固定在支板上；所述支板上通过螺栓固定有重块碰撞开关。

所述外壳为流线型，所述翼成对通过螺栓固定安装于外壳的中部。

所述推进器成对通过螺栓固定安装在外壳中后部伸出的桨座上，所述推进器位于所述翼的后方。

所述红外测流件镶入外壳的最前部，通过螺栓固定连接所述外壳。

所述还包括载荷舱支架，所述载荷舱支架通过螺栓连接密封舱的端盖和载荷舱的端盖上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将三种运动方式结合，适用场合更广，具有功能多样的优点。

本发明可实现三种运动模式依据不同工况合理切换：如在静水区域可利用翼、浮力及浮心调节滑翔，此状态将极大减小能源消耗；在水流较大区域采用螺旋桨推进增强机动性；近鱼群采用摆尾运动方式。不同运动方式的灵活转换可降低能源消耗，延长续航性能；亦可提高其作为水下滑翔机时的运动可控性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的运动方式可变的水下潜航器的外部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的红外测流件的安装位置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的运动方式可变的水下潜航器的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的鱼尾推进机构的分解结构示意图；

图5为本发明实施例提供的鱼尾骨架的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的浮力调节机构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的浮力调节机构的分解结构示意图；

图8为本发明实施例提供的浮力调节机构的部分组件组装的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的重心摆动机构的分解结构示意图。

图中：

1外壳；

2翼；

3推进器；

4鱼尾推进机构，鱼尾骨架4.1、鱼尾4.2、4.3舵机密封舱、4.4舵机、4.5固定件，4.1.1方孔、4.1.2连接孔、4.1.3卡尾缝；

5红外测流件；

6浮力调节机构，6.1油缸，6.2油缸活塞，6.3蠕动泵，6.4距离传感器，6.5活塞碰撞开关，6.6传感器盖，6.7油嘴，6.8油囊，6.9油囊托架，6.10蠕动泵油嘴，6.11蠕动泵支架；

7重心摆动机构，7.1电池舱，7.2步进电机，7.3联轴器，7.4丝杆，7.5法兰螺母，7.6丝杆母座，7.7重块碰撞开关，7.8轴承座，7.9导轨固定板，7.10导轨，7.11导轨卡板。

8密封舱，8.1支板，8.2支架；

9载荷舱支架；

10载荷舱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1、图2和图3，一种运动方式可变的水下潜航器，包括红外测流件、外壳1和设置在外壳1两侧的翼2；

红外测流件5设置外壳1上；红外测流件用于检测水下障碍物。

外壳1两侧还设有推进器3；

外壳1内设有密封舱8，密封舱8内设有浮力调节机构6和重心摆动机构7，浮力调节机构6用于调整潜航器在水中的净浮力量，即潜航器重力与浮力的差值，重心摆动机构7用于调整潜航器在水中的俯仰角姿态。

本发明可实现两种运动模式依据不同工况合理切换：如在静水区域可利用翼、浮力及浮心调节滑翔，此状态将极大减小能源消耗；在水流较大区域采用螺旋桨推进增强机动性。

参见图1、图3和图4，进一步地，还包括鱼尾推进机构，鱼尾推进机构设在外壳1的后部，鱼尾推进机构用于采用摆尾运动的方式实现向前的运动；鱼尾推进机构的前端设有载荷舱10。

通过增加鱼尾推进机构，使本发明可实现三种运动模式依据不同工况合理切换，近鱼群采用摆尾运动方式。本发明不同运动方式的灵活转换可降低能源消耗，延长续航性能；亦可提高其作为水下滑翔机时的运动可控性。

参见图4和图5，本实施例在上述实施例的基础上，鱼尾推进机构包括鱼尾骨架4.1、鱼尾4.2、舵机密封舱4.3、舵机4.4和固定件4.5；

固定件4.5为圆弧形状，成对卡扣固定在舵机密封舱4.3上，固定件4.5通过螺纹固定在载荷舱9的端盖上；舵机4.4设在舵机密封舱4.3内，舵机4.4的轴伸出舵机密封舱4.4的密封盖，连接部分采用机械密封件密封防水；舵机4.4连接鱼尾骨架，鱼尾骨架4.1成对使用，鱼尾骨架4.1的后端连接鱼尾4.2。

为了便于连接，鱼尾骨架4.1包括方孔4.1.1、连接孔4.1.2和卡尾缝4.1.3；

舵机4.4的轴上端为方形，卡入鱼尾骨架4.1上的方孔4.1.1中，鱼尾骨架4.1的上下分体通过连接孔4.1.2采用螺栓固定连接；鱼尾4.2为薄板，插入卡尾缝4.1.3后通过螺栓固定。

参见图6、图7和图8，本实施例在上述实施例的基础上，浮力调节机构6包括油缸6.1、油缸活塞6.2、蠕动泵6.3、距离传感器6.4、活塞碰撞开关6.5、传感器盖6.6、油嘴6.7、油囊6.8、油囊托架6.9、蠕动泵油嘴6.10、蠕动泵支架6.11；

油缸6.1位于密封舱8的一端，油缸6.1为单开口状；油缸6.1通过螺栓固定在支板8.1上，支板8.1通过支架8.2固定在密封舱8内，油缸活塞6.2设在油缸6.1内部；

油嘴6.7通过螺纹一端连接油囊6.8，另一端来连接油缸6.1；油囊6.8安装在油囊托架6.9上；油嘴6.7通过油管连接蠕动泵油嘴6.10，油囊6.8通过螺纹连接在密封舱8的端盖上；

油缸6.1的开口端面通过螺栓固定有传感器盖6.6，传感器盖6.6上固定有活塞碰撞开关6.5、距离传感器6.4和蠕动泵支架6.11，蠕动泵支架6.11上固定有蠕动泵6.3，蠕动泵6.3上设有蠕动泵油嘴6.10。

参见图9，本实施例在上述实施例的基础上，重心摆动机构7包括电池舱7.1、步进电机7.2、联轴器7.3、丝杆7.4、法兰螺母7.5、丝杆母座7.6、重块碰撞开关7.7、轴承座7.8、导轨固定板7.9、导轨7.10、导轨卡板7.11；

步进电机7.2通过螺栓固定在支板8.1上；步进电机7.2的转轴通过联轴器7.3和丝杆7.4一端固定连接；丝杆7.4通过内螺纹连接丝杆母座，法兰螺母7.5通过螺栓固定连接在丝杆母座7.6上，丝杆母座7.6通过螺栓固定在电池舱7.1的上盖上；丝杆7.4另一端固定在轴承座7.8上；法兰螺母7.5与丝杆7.4配合使用，将丝杆7.4的转动运动方式转换成螺母的直线运动方式；轴承座7.8通过螺栓固定在支板8.1上；电池舱7.1的下部通过螺栓固定有导轨卡板7.11在；导轨卡板7.11卡在导轨7.10上，导轨7.10通过螺栓固定在导轨固定板7.9上；导轨固定板7.9两端通过螺栓固定在支板8.1上；支板8.1上通过螺栓固定有重块碰撞开关7.7。

优选地，外壳为流线型，翼2成对通过螺栓固定安装于外壳1的中部。

优选地，推进器3成对通过螺栓固定安装在外壳1中后部伸出的桨座上，推进器位于翼的后方。

优选地，红外测流件镶入外壳1的最前部，通过螺栓固定连接外壳1。

优选地，还包括载荷舱支架9，载荷舱支架9通过螺栓连接密封舱8的端盖和载荷舱10的端盖上。载荷舱支架用于固定连接载荷舱10与密封舱8。

本发明的工作过程：

岸基控制中心通过无线信号传输装备发送控制信号被潜航器接收，潜航器通过内部电路板接收外部发送的控制命令后选用相应的运动模式进行运动，控制推进器的螺旋桨转动、鱼尾推进机构的鱼尾摆动或调节浮力和重心。也可以通过观察潜航器周围的水域状态，如在静水区域可利用翼、浮力及浮心调节滑翔；在水流较大区域采用螺旋桨推进增强机动性；近鱼群采用摆尾运动方式。

蠕动泵通过抽吸油来改变油囊体积大小，从而实现调解浮力大小的目的，进而控制潜航器的升沉运动；

通过控制步进电机的转动进而带动电池舱的前后移动，改变重心，控制潜航器俯仰运动；

通过控制舵机转动实现鱼尾摆动。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。