双推杆式全向矢量推进装置及潜航器的制作方法

本技术涉及水下设备领域，具体地，涉及一种双推杆式全向矢量推进装置及潜航器，尤其地，涉及一种双推杆解耦式全向单矢量推进装置及潜航器。

背景技术：

1、随着海洋技术的发展，水下设备相关技术得到迅猛发展，水下无人潜航器(uuv)作为水下军用和民用探测设备的重要组成部分，被广泛应用与海洋环境监测、海洋资源勘探、军事侦察与对抗等众多领域。面对复杂的海洋环境，高操控性和高稳定性逐步成为未来潜航器的发展方向。而推进装置对潜航器的机动性和稳定性起着至关重要的作用。

2、现有无人潜航器的推进系统多为舵控螺旋桨推进，依靠舵来改变推力方向，难以有效运用在航速较低或者空间狭小的领域。单矢量推进航行器的推进装置具有结构紧凑、运动阻力小、转弯半径小、低速时稳定性好、操控性能好等一系列优点，是一种具有广阔运用前景的推进装置。目前单矢量推进装置普遍存在结构复杂、占用空间大、运动副之间存在耦合等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种双推杆式全向矢量推进装置及潜航器。

2、根据本实用新型提供的一种双推杆式全向矢量推进装置，包括矢量推进机构、螺旋桨推进系统、外壳以及附属零件；

3、矢量推进机构包括俯仰传动链与偏航传动链；外壳包括罩壳；附属零件包括安装板、框架、外球台以及内球台；

4、所述框架固连在安装板上，外球台固定在框架上；

5、所述罩壳的一端固定在安装板上，另一端与外球台连接；

6、内球台安装在外球台内部，形成球面运动副。

7、俯仰传动链的一端安装在安装板上，另一端与内球台连接；

8、偏航传动链的一端安装在安装板上，另一端与内球台连接。

9、优选的，罩壳为水动力的流线线型罩壳。

10、优选的，俯仰传动链包括依次连接的俯仰推进电机、万向节、俯仰推杆、第一球关节；

11、所述俯仰推进电机安装在安装板上，第一球关节与所述内球台相连。

12、优选的，偏航传动链包括依次连接的偏航推进电机、铰链、偏航推杆以及第二球关节；

13、所述偏航推进电机安装在安装板上；第二球关节与所述内球台相连。

14、优选的，矢量推进机构还包括辅助传动链；

15、辅助传动链包含两对运动原理相同的曲柄摆杆机构，曲柄摆杆机构包括支撑杆、第一曲柄、第三球关节、辅助推杆、第四球关节；

16、所述支撑杆的一端与框架连接，另一端与第一曲柄相连，所述第一曲柄与第三球关节相匹配，第三球关节、辅助推杆、第四球关节依次连接。

17、优选的，所述俯仰传动链与偏航传动链在空间平面内呈90°布置，辅助传动链中的两对曲柄摆杆机构在空间平面内呈90°布置。

18、优选的，外球台包括第一外球台以及第二外球台，所述第一外球台与第二外球台均为半球结构，第一外球台与第二外球台通过紧固件相连接。

19、优选的，所述螺旋桨推进系统包括螺旋桨推进器、肋骨、导管、水密连接器以及对中支撑杆；

20、螺旋桨推进器的一端位于罩壳内且连接有水密连接器，螺旋桨推进器的另一端延伸至罩壳外，且与导管通过肋骨连接；

21、所述对中支撑杆用于固定螺旋桨推进器，使螺旋桨推进器穿过内球台的球心位置。

22、优选的，俯仰推进电机与偏航推进电机均为为带自锁的水密直线电机。

23、根据本实用新型提供的一种潜航器，采用所述的双推杆式全向矢量推进装置。

24、与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

25、1、本实用新型结构简单，占用空间小，俯仰传动链和偏航传动链可单独驱动，以实现螺旋桨推进系统的全向转动，并且俯仰传动链和偏航传动链的运动之间不存在相互影响，因此该机构运动之间不存在耦合。

26、2、本实用新型的偏转角度大，即本实用新型通过球关节的设置能够增大机构的偏转角度。

27、3、本实用新型抗流能力强，稳定性好，即本实用新型中所述辅助传动链能够增加整个机构运动的稳定性，提升机构的抗干扰能力。

技术特征：

1.一种双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，包括矢量推进机构、螺旋桨推进系统、外壳以及附属零件；

2.根据权利要求1所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，罩壳(2)为水动力的流线线型罩壳。

3.根据权利要求1所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，俯仰传动链(5)包括依次连接的俯仰推进电机(16)、万向节(17)、俯仰推杆(18)、第一球关节(19)；

4.根据权利要求3所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，偏航传动链(14)包括依次连接的偏航推进电机(15)、铰链(20)、偏航推杆(21)以及第二球关节(22)；

5.根据权利要求1所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，矢量推进机构还包括辅助传动链(4)；

6.根据权利要求5所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，所述俯仰传动链(5)与偏航传动链(14)在空间平面内呈90°布置，辅助传动链中的两对曲柄摆杆机构在空间平面内呈90°布置。

7.根据权利要求1所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，外球台(28)包括第一外球台(7)以及第二外球台(11)，所述第一外球台(7)与第二外球台(11)均为半球结构，第一外球台(7)与第二外球台(11)通过紧固件相连接。

8.根据权利要求1所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，

9.根据权利要求4所述的双推杆式全向矢量推进装置，其特征在于，俯仰推进电机(16)与偏航推进电机(15)均为为带自锁的水密直线电机。

10.一种潜航器，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的双推杆式全向矢量推进装置。

技术总结
本技术提供了一种双推杆式全向矢量推进装置及潜航器。双推杆式全向矢量推进装置，包括矢量推进机构、螺旋桨推进系统、外壳以及附属零件；矢量推进机构包括俯仰传动链与偏航传动链；外壳包括罩壳；附属零件包括安装板、框架、外球台以及内球台；所述框架固连在安装板上，外球台固定在框架上；内球台安装在外球台内部，形成球面运动副。俯仰传动链的一端安装在安装板上，另一端与内球台连接；偏航传动链的一端安装在安装板上，另一端与内球台连接。本技术结构简单，占用空间小，俯仰传动链和偏航传动链可单独驱动，以实现螺旋桨推进系统的全向转动，并且俯仰传动链和偏航传动链的运动之间不存在相互影响，因此该机构运动之间不存在耦合。

技术研发人员：宋展宏,高咏,邓旭,刘帅,安树阳
受保护的技术使用者：上海船舶电子设备研究所（中国船舶集团有限公司第七二六研究所）
技术研发日：20231024
技术公布日：2024/5/10