一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器的制作方法

文档序号:15524821发布日期:2018-09-25 20:24阅读:171来源:国知局

本实用新型涉及一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,属于航行器技术领域。



背景技术:

水下滑翔器是一种新型水下探测设备,可用作海洋测量传感器的搭载平台,是获取海洋监测数据的重要装备,对海洋环境监测、能源、交通、渔业管理、水产养殖等领域具有重要的作用。水下滑翔器具有作业范围广、连续作业时间长、能耗低、作业费用少等特点,成为当前水下推进器技术领域的一个研究热点。

现有技术中,有涉及到普通利用电池能源驱动的水下滑翔器CN1876485:通过可变浮力系统中的微型电磁阀和微型泵配合工作,实现浮力的变化,完成在海洋中的锯齿形运动;CN101519113涉及一种基于波浪能的滑翔推进器,它采用在滑翔推进器机体内部布置框架、重锤及传动齿轮等部件的方式布置波浪能发电装置,受波浪作用后使重锤与内框架产生相对运动,从而实现波浪能的捕获,其机构比较复杂,占用较多内部空间,且该装置波浪能利用效率低,稳定性差;CN102582812涉及一种充分利用波浪能的水下推进器,它通过连接装置将水面随动装置与水下行进装置相连,水面随动装置随着波浪产生升沉运动,从而带动水下行进装置上固定的成对桨翼绕轴同步转动,形成攻角产生向前推力,从而有效利用了海洋能源。

然而从滑翔器的发展趋势和海洋环境监测作业应用要求来看,仍然无法满足更远水域作业的需求,由于功耗大且受能源的制约,其航程较短,无法满足更远水域作业的需求。能源供应已成为制约水下滑翔器性能和作业能力进一步提高的瓶颈,寻求可供水下滑翔器持续航行的能源补给结构则是解决此问题的关键。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷,提供一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,节能绿色环保,采用水面行进机构和水下行进机构共同作用,无需自带能源,以完全利用海洋能源,提高其续航能力,满足各种水域范围的作业需求,是获取海洋监测数据的重要设备。

本实用新型是通过如下的技术方案予以实现的:

一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,包括水面随动装置和尾部行进装置,所述尾部行进装置包括水面行进机构和水下行进机构,所述水面行进机构包括尾翼框架、及在尾翼框架上转动连接的若干第一柔性尾翼,所述尾翼框架一侧设有水面传动杆,由水面传动杆至尾翼框架尾端方向,若干第一柔性尾翼成排设置、且每排中第一柔性尾翼的数目依次递增,所述水下行进机构包括水下传动杆、及在水下传动杆上转动连接的第二柔性尾翼;

所述水下传动杆与水面传动杆平行设置,且端部之间设有垂直设置的连杆,所述水下传动杆和水面传动杆上均设有垂直设置的套筒,所述套筒内设有与套筒相对旋转的支撑架,所述支撑架与水面随动装置尾部相连。

上述一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,其中,所述尾翼框架包括若干水平杆、及与水平杆两端相连的侧杆,若干水平杆均匀间隔设置,且由侧杆首端至尾端方向、水平杆的长度依次增大,所述水平杆两侧设有若干第一限位挡板,所述水下传动杆上设有第二限位挡板,所述第一限位挡板和第二限位挡板分别位于第一柔性尾翼和第二柔性尾翼一侧,所述第一柔性尾翼与水平杆铰接,所述第二柔性尾翼与水下传动杆铰接。

上述一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,其中,所述水面传动杆两侧设有对称设置的加强筋,所述加强筋两端分别与尾翼框架和套筒倾斜相连。

上述一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,其中,所述水面传动杆和水下传动杆端部均设有传动板,所述连杆端部穿过传动板,且与传动板之间设有第一端螺母。

上述一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,其中,所述支撑架为U形杆。

上述一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,其中,所述套筒两端与支撑架之间设有轴承盘,所述轴承盘与支撑架之间设有挡块,所述套筒两端设有对称设置的限位导向机构,所述限位导向机构包第一导向板和第二导向板,所述第一导向板和第二导向板分别与套筒和挡块相连,所述第一导向板截面呈三角形结构,且顶角处设有滑块、外部与第二导向板之间设有护罩,所述第二导向板一侧呈扇形结构,且设有弧形滑槽,所述弧形滑槽与滑块配合使用。

上述一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,其中,所述支撑架端部与水面随动装置之间设有垂直转动机构,所述垂直转动机构包括与支撑架垂直相连的U形板、及与水面随动装置相连的锁环,所述锁环上设有轴销,所述轴销两端穿过U形板,且设有第二端螺母。

上述一种滑翔探测器波浪能水面推进装置,其中,若干第一柔性尾翼呈三排分布,且由水面传动杆至尾翼框架尾端方向,三排第一柔性尾翼中第一柔性尾翼的数目比例为2:4:6。

上述一种滑翔探测器波浪能水面推进装置,其中,若干第一柔性尾翼呈三排分布,且由水面传动杆至尾翼框架尾端方向,三排第一柔性尾翼中第一柔性尾翼的数目比例为1:3:5。

上述一种滑翔探测器波浪能水面推进装置,其中,所述第一柔性尾翼和第二柔性尾翼均呈鱼尾状结构,且表面设有若干弧形导流凸起,所述第二柔性尾翼的形状尺寸是第一柔性尾翼的1.5倍。

本实用新型的有益效果为:

1、本实用新型充分利用波浪能,节能环保,由若干鱼尾状第一柔性尾翼和第二柔性尾翼,形成仿鱼尾结构,充分吸收水面波浪能,通过连杆的杠杆原理随着波浪产生升沉运动,形成了攻角产生了向前滑翔的动力,推进水面随动装置,所需要的能量都来自于波浪,可以说取之不尽,用之不竭,极大程度地提高了滑翔器的续航能力,满足各种水域范围的作业要求,并且绿色环保;2、本实用新型结构新颖紧凑、设计合理、使用装配方便,结构简单,易于加工,成本低廉;3、本实用新型可用作海洋测量传感器的搭载平台,是获取海洋监测数据的重要设备,可用于海洋环境监测、能源、交通、渔业管理、水产养殖等领域,还可以进行海洋科学试验,实时获取监测数据。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的A部结构示意图。

图3为本实用新型水面行进机构结构图。

图4为图3的B部结构放大图。

图5为图3的C部结构放大图。

(图中,水面随动装置26,尾部行进装置27,水面行进机构28和水下行进机构29,尾翼框架1,第一柔性尾翼2,水平杆3,侧杆4,水面传动杆6,水下传动杆30,第二柔性尾翼31,第一限位挡板5,第二限位挡板33,加强筋8,连杆32,传动板9,第一端螺母10,弧形导流凸起25,套筒7,支撑架11,轴承盘12,挡块13,限位导向机构14,第一导向板15和第二导向板16,滑块17、护罩18,弧形滑槽19,垂直转动机构20,U形板21、锁环22,轴销23,第二端螺母24)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

参见图1和图3,一种长续航仿鱼尾波浪滑翔器,包括水面随动装置26和尾部行进装置27,所述尾部行进装置27包括水面行进机构28和水下行进机构29,所述水面行进机构28包括尾翼框架1、及在尾翼框架1上转动连接的若干第一柔性尾翼2,所述尾翼框架1包括若干水平杆3、及与水平杆3两端相连的侧杆4,若干水平杆3均匀间隔设置,且由侧杆4首端至尾端方向、水平杆3的长度依次增大;

所述尾翼框架1一侧设有水面传动杆6,由水面传动杆6至尾翼框架1尾端方向,若干第一柔性尾翼2呈三排分布,且三排第一柔性尾翼2中第一柔性尾翼2的数目比例为2:4:6,所述水下行进机构29包括水下传动杆30、及在水下传动杆30上转动连接的第二柔性尾翼31;

所述水平杆3两侧设有若干第一限位挡板5,所述水下传动杆30上设有第二限位挡板33,所述第一限位挡板5和第二限位挡板33分别位于第一柔性尾翼2和第二柔性尾翼31一侧,所述第一柔性尾翼2与水平杆3铰接,所述第二柔性尾翼31与水下传动杆30铰接;

所述水面传动杆6两侧设有对称设置的加强筋8,所述加强筋8两端分别与尾翼框架1和套筒7倾斜相连,形成爪形连接,所述水下传动杆30与水面传动杆6平行设置,且端部之间设有垂直设置的连杆32,所述水面传动杆6和水下传动杆30端部均设有传动板9,所述连杆32端部穿过传动板9形成销接,且与传动板9之间设有第一端螺母1010;

所述第一柔性尾翼2和第二柔性尾翼31均呈鱼尾状结构,且表面设有若干弧形导流凸起25,所述第二柔性尾翼31的形状尺寸是第一柔性尾翼2的1.5倍,所述第一柔性尾翼2和第二柔性尾翼31均为耐腐蚀的柔性材料或合成有机材料制成;

参见图2和图4,所述水下传动杆30和水面传动杆6上均设有垂直设置的套筒7,所述套筒7内设有与套筒7相对旋转的支撑架11,所述支撑架11为U形杆,所述支撑架11与水面随动装置26尾部相连,所述套筒7两端与支撑架11之间设有轴承盘12,所述轴承盘12与支撑架11之间设有挡块13,所述套筒7两端设有对称设置的限位导向机构14,所述限位导向机构14包第一导向板15和第二导向板16,所述第一导向板15和第二导向板16分别与套筒7和挡块13相连,所述第一导向板15截面呈三角形结构,且顶角处设有滑块17、外部与第二导向板16之间设有护罩18,所述第二导向板16一侧呈扇形结构,且设有弧形滑槽19,所述弧形滑槽19与滑块17配合使用;

参见图5,所述支撑架11端部与水面随动装置26之间设有垂直转动机构20,所述垂直转动机构20包括与支撑架11垂直相连的U形板21、及与水面随动装置26相连的锁环22,所述锁环22上设有轴销23,所述轴销23两端穿过U形板21,且设有第二端螺母24。

本实用新型的工作方式为:

水面随动装置26可以设计为一只微型的水密小船,以搭载不同的业务处理平台或设备,通过成排设置且数目依次递增的若干鱼尾状第一柔性尾翼2和第二柔性尾翼31,形成仿鱼尾结构,采用耐腐蚀的柔性材料或合成有机材料制成且表面设有若干弧形导流凸起25,防止激流,以保证其在实际应用环境中具有抗腐蚀的性能和导流作用,拉伸强度高、延伸率大质量轻,使耐久性更高,进而产生更大的推力;

当水面产生波浪能时,第一柔性尾翼2随着波浪产生升沉运动,与铰接尾翼框架1的水平杆3相对旋转,并在第一限位挡板5限位下运动,通过这一升沉运动带动水面传动杆6一端升沉,相当于一根杠杆,在支撑架11与套筒7的相对旋转支撑下通过杠杆原理驱动另一端升沉,以垂直设置的连杆32带动水下传动杆30运动,接收水面行进机构28传递下来的力,受海水阻力影响,有损耗,第二柔性尾翼31只有一个,但是尺寸相对较大,为1.5倍,也可以取其他尺寸,数量也可以变动,同理水下传动杆30也相当于一根杠杆,从而带动第二柔性尾翼31在第二限位挡板33限位下产生升沉运动;

此时在套筒7与支撑架11在轴承盘12的承压和调心作用下相对旋转,支撑架11也可为弓形杆结构,挡块13起限位安装作用,并在弧形滑槽19与滑块17配合作用下导向,至弧形滑槽19行程终点时限位,限位导向机构14形状设置不影响流体运动,垂直转动机构20的U形板21在销轴上垂直转向;

由杠杆原理通过连杆32带动,在波浪能推动尾部行进装置27的升沉作用下,使第一柔性尾翼2和第二柔性尾翼31摆动形成了攻角产生了向前滑翔的动力,根据流体力学原理,可知第一柔性尾翼2和第二柔性尾翼31厚度在长度方向成一定角度变化,可在相同的波浪下能产生更大的攻角,可以做成其他成一定角度的变化,进而产生更大的推力,更加充分的利用了波浪能,推动水面随动装置26前进,从而有效地利用了海洋能源,提高其续航能力,满足各种水域范围的作业需求,可用作海洋测量传感器的搭载平台,是获取海洋监测数据的重要设备,可用于海洋环境监测、能源、交通、渔业管理、水产养殖等领域。还可以进行海洋科学试验,实时获取监测数据。

以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,并不限定上述通过支撑架为U形杆实现的连接,还可以采用其它方式实现的连接装置,具体可以根据波浪滑翔器所应用的具体环境来确定,本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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